Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В настоящее время в связи с проблемой разработки теории устойчивости экосистем и биосферы в целом отмечается повышенный интерес к изучению критических состояний экосистем. Под критическим состоянием системы понимают такое состояние, в котором происходит ее качественная перестройка. Примером переходов экосистем через критические состояния в пространстве могут служить границы природных зон, подзон, высотных поясов. В результате изучения переходов экосистем через критические состояния в пространстве были выявлены механизмы, позволяющие экосистемам сопротивляться приближению критических состояний, т.е. обеспечивающие их устойчивость. В основе этих механизмов лежит комплекс взаимодействий между растительностью и средой, осуществляемых по принципу обратных связей.
В критическом состоянии может находиться как сама экосистема, так и ее подсистемы. При этом критические, переходы отдельных подсистем могут не совпадать, и критический переход в одной из подсистем не обязательно сопровождается качественной перестройкой системы в целом. В связи с этим особую актуальность приобретает изучение изменений почвенных свойств при критических переходах в растительном покрове, так как по результатам таких исследований можно судить о тесноте взаимодействий между растительностью и почвами и глубине перестройки экосистем.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью работы является оценка сопряженности критических переходов в почвенном и растительном покрове, обусловленных постепенным изменением климатических условий с высотой в горах. Для ее достижения были поставлены следующие задачи:
-
охарактеризовать изменения в почвенном и растительном покрове в пределах высотного профиля;
-
определять совпадают ли критические переходы в растительном и почвенном компонентах экосистемы и сравнить их резкость и контрастность;
3) исследовать зависимость свойств почв высотного ряда от климата;
НАУЧНАЯ НОВИЗНА В результате проведенных исследований впервые для
почв Северо-Западпого Кавказа сопоставлены данные об изменениях запасов гумуса с изменениями продуктивности растительного покрова с высотой. Получены количественные характеристики резкости и контрастности границ высотных поясов по продук-
тивности растительного покрова и запасам гумуса в почвах. Показано, что в большинстве случаев критические переходы в растительном покрове, обусловленные изменением климата с высотой, сопровождаются качественными изменениями почвенного покрова, что свидетельствует о тесном взаимодействии между растительностью и почвами высокогорных поясов Северо-Западного Кавказа и глубоком преобразовании экосистем на их границах.
Исследованные почвы являются элементами климатического ряда, что позволило использовать полученные данные для количественного описания зависимости ряда почвенных свойств от климатических показателей в своеобразных условиях высокогорья.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Полученные количественные описания зависимости почвенных свойств от климатических показателей могут быть использованы при прогнозировании отклика высокогорных экосистем Северо-Западного Кавказа на глобальные климатические изменения.
Результаты исследования сопряженности критических переходов в почвенном и растительном покрове, обусловленных постепенным изменением климатических условий с высотой, служат лучшему пониманию взаимодействий в системе почва-растительность, ответственных за саморегуляцию и устойчивость экосистем.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались на международном научном семинаре "Роль девственной наземной биотьі^в современных условиях глобальных изменений окружающей среды" (Петрозаводск, 1998), на трех международных конференциях студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-97,98,99" и на заседании кафедры почвоведения ф-та почвоведения МГУ.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Она изложена на 135 страницах машинописного текста (в том числе 21 таблица и 35 рисунков). Список литературы включает ссылки на 197 работ на русском и иностранных языках.