Тенденции изменения верхней границы распространения древесных видов растений на Западном Кавказе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат биологических наук Акатов, Павел Валерьевич

• Акатов, Павел Валерьевич
• кандидат биологических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Акатов, Павел Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Тенденции, причины и прогноз глобального изменения климата.

1.2 Особенности методов исследования изменений растительного покрова применительно к современному изменению климата.

1.3 Влияние изменения климата на состояние растительного покрова.

1.3.1 Смещение границ растительных поясов.

1.3.2 Реакция радиального прироста деревьев на изменение климата.

1.3.3 Влияние изменения климата на сроки сезонного развития растений.

1.3.4 Другие индикаторы современного изменения климата.

1.4 Современные изменения климата и растительности на Кавказе.

ГЛАВА 2 РАЙОН И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2. 1 Природные условия района исследования.

2.1.1 Рельеф и геологическое строение.

2.1.2 Климатические условия.

2.1.3 Растительность.

2.2 Обоснование выбора объектов исследования, методика и материал

ГЛАВА 3 СОСТОЯНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ ДРЕВЕСНЫХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ НА ВЫСОТНЫХ ПРОФИЛЯХ.

3.1 Белореченский геоботанический район (профили 1 —7).

3.2 Пшекиш-Бамбакский геоботанический район (профили 8 - 14).

3.3 Ятыргвартинский геоботанический район (профиль 15).

3.4 Верхнелабинский геоботанический район (профили 16, 17).

3.5 Нижнеуруштенский геоботанический район (профили 18 - 20).

3.6. Динамика радиального прироста деревьев на верхнем пределе распространения видов.

ГЛАВА 4 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ ВЕРХНЕЙ

ГРАНИЦЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ВИДОВ

РАСТЕНИЙ В РАЙОНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Особенности состояния популяций разных видов деревьев на верхнем пределе распространения.

4.2. Анализ соотношения «высота исходной позиции -интенсивность подъема».

4.3. Сопоставление результатов исследования с ранее опубликованными данными.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Тенденции изменения верхней границы распространения древесных видов растений на Западном Кавказе»

По данным Всемирной метеорологической организации (Заявление., 2006), с начала XX века средняя глобальная температура у земной поверхности возросла примерно на 0.7°С, причем, наиболее интенсивно потепление климата происходило с конца 70-х годов прошлого века по настоящее время. В последние годы в отдельные месяцы средняя температура на суше в Северном полушарии превышает среднее значение (норму) более чем на 2°С (Заявление., 2006).

Процессы изменения климата затронули и Западный Кавказ. Так, по данным горных и высокогорных метеостанций за последние 20-40 лет в этом регионе наблюдается возрастание средних годовых, а также летних и осенних температур воздуха (Елумеева и др., 2007; Животов, 2008). По прогнозу, сделанному В. Д. Пановым, к 2050 году на Западном Кавказе ожидается повышение летних температур воздуха примерно на 2°С, зимних -на 4°С (Панов, 2000). В результате можно ожидать существенного сокращения площади оледенения (на северном склоне Большого Кавказа на 32-41%) и смещения вверх высотных поясов растительности, в том числе подъема верхней границы леса примерно на 200-300 м (Панов, 2000; Дьяченко, 2007). Это приведет к сокращению площади безлесного высокогорья примерно на 50-60%, и может стать причиной вымирания многих высокогорных видов растений и животных, и, в первую очередь, наиболее редких (Акатов, 2002).

Существуют свидетельства того, что современные климатические изменения уже отражаются на растительном покрове планеты, в том числе и на лесной растительности, причем, в наибольшей степени на ее крайних пределах: высотном, северном и южном (Горчаковский, Шиятов, 1985; Kronberg, Watt, 2000; Dullinger et al., 2004; Шиятов и др., 2005; Капралов и др., 2006; Кошкина и др., 2008; и др.). Так, имеются данные о подъеме верхней границы леса в высокогорьях Швеции, Альп, Урала, Новой

Зеландии, Африки и других районов (Горчаковский, Шиятов, 1985; Shugart et al, 2001; Kullman, 2002; Walter et al, 2002; Krajick, 2004; Шиятов, 2005; Капралов и др., 2006; и др.). На территории Сибири наблюдается продвижение лиственницы в зону тундры и одновременно ее вытеснение другими более теплолюбивыми видами в районах ее традиционного произрастания (Харук и др., 2006). Однако подавляющее большинство исследований по данной проблеме было выполнено в северных районах Евразии и Северной Америки. Информация о тенденциях изменения рубежей распространения древесных видов в других регионах, в том числе в горах умеренного пояса, встречается реже. В частности, в горах Западного Кавказа применительно к лесным сообществам исследования подобного рода практически не проводились. Это подчеркивает важность подобных исследований в данном регионе.

Целью данной работы является определение тенденций изменения верхнего предела распространения древесных видов растений в верхнегорном лесном поясе Западного Кавказа.

В задачи работы входило:

1. Анализ современных данных о процессе глобального изменения климата и реакции на него растительных сообществ.

2. Определение района и объектов исследования, метода оценки изменения состояния популяций древесных видов растений на верхнем пределе их распространения.

3. Определение тенденций изменения верхней границы распространения древесных видов растений в верхнегорной полосе лесного пояса Западного Кавказа за последние 25-30 лет.

4. Определение характера изменения радиального прироста стволов древесных видов растений на верхнем пределе их распространения за последние десятилетия.

5. Определение характера соотношения между положением верхней границы распространения древесных видов 25-30 лет назад и в современный период.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Положение верхней границы распространения хвойных видов деревьев {Abies nordmanniana и Picea orientalis) на обследованных горных массивах Западного Кавказа (г.г. Абаго, Ятыргварта, Дамхурц, хр. Солонцовый) в последние три десятилетия оставалось стабильным.

2. Отсутствует однозначная тенденция изменения верхней границы распространения у лиственных видов деревьев {Betida litwinowii, Acer platanoides, Ulmus glabra, Acerpseudoplatanus и Cerasus avium).

3. Установлена отрицательная зависимость между высотой верхней границы распространения ряда широколиственных видов деревьев {Acer platanoides, Ulmus glabra, Acer pseudoplatanus) в 50-80-е годы XX века и интенсивностью её подъёма в последующие десятилетия.

Научная новизна работы обусловлена отсутствием в настоящее время информации о тенденциях изменения верхнего рубежа древесных видов растений и, в целом, растительных поясов на Западном Кавказе. Впервые для Западного Кавказа предпринята попытка оценить характер и интенсивность изменения верхней границы распространения бореальных и теплоумеренных видов древесных растений за последние 25-30 лет. Выявлены наличие тенденции к повышению этой границы у ряда лиственных и ее стабильность у хвойных видов деревьев. Определено, что характер динамики верхней границы древесных видов не одинаков в разных районах Западного Кавказа. Выявлена зависимость интенсивности подъема верхнего рубежа видов деревьев от его положения 25-30 лет назад.

Практическая значимость данной работы определяется высокой вероятностью дальнейшего потепления климата, как на глобальном, так и на региональном уровнях, и необходимостью учета в связи с этим характера изменений растительного покрова Западного Кавказа при долгосрочном планировании рекреационной деятельности, развития лесного и сельского хозяйств, природоохранных мероприятий. Материалы диссертации вошли в ежегодные тома «Летописи природы» Кавказского государственного природного биосферного заповедника им. Х.Г.Шапошникова за 2005-2008 гг. Результаты исследования могут использоваться при подготовке лекций и учебных пособий по экологии и географии.