ИЗМЕНЕНИЕ ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЮГА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ В 1980-2050 ГОДЫ ПО ДАННЫМ СЦЕНАРНЫХ ПРОГНОЗОВ НА ОСНОВЕ ГЛОБАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ CMIP6
Мордвин Е.Ю., Почемин Н.М., Волков Н.В., Бондарович А.А., Лагутин А.А. Изменение влагообеспеченности степной зоны юга Западной Сибири в 1980-2050 годы по данным сценарных прогнозов на основе глобальных моделей CMIP6 // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 4-15. | PDF
Проведены исследования изменений влагообеспеченности территории в подзоне сухой степи юга Западной Сибири (географические координаты: 50.5°-54.5° с.ш., 77.5°-83.0° в.д.) для периода 1980-2050 гг. В качестве основного показателя уровня влагообеспеченности региона используется гидротермический коэффициент увлажнения Г.Т. Селянинова. Информационной основой исследований являются результаты шести климатических моделей семейства CMIP6, полученные для современного периода 1980-2015 гг., а также в рамках сценариев SSP2-4.5 и SSP5-8.5 возможной эволюции глобальной климатической системы для 2015-2050 гг. Установлена многолетняя динамика, границы вариаций и тренды гидротермического коэффициента для юга Западной Сибири. Проведен анализ влияния суммарного количества осадков и приземной температуры воздуха на характер и скорость изменения уровня влагообеспеченности региона. Установлено пространственное распределение влагообеспеченности региона и скорость его изменения для исследуемого периода.
Ключевые слова: Западная Сибирь, подзона сухой степи, гидротермический коэффициент увлажнения Селянинова, влагообеспеченность региона, климатические модели CMIP6, агроклимат.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-4-15
EDN: FIIEPV
ТЕНДЕНЦИИ МИНИМАЛЬНОГО ЗИМНЕГО РЕЧНОГО СТОКА НА ТЕРРИТОРИИ БАССЕЙНА ОЗЕРА СЕВАН
Маргарян В.Г., Гайдукова Е.В., Аветисян Г.Д. Тенденции минимального зимнего речного стока на территории бассейна озера Севан // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 16-27. | PDF
Работа посвящена оценке особенностей распределения пространственно-временных изменений характеристик минимального 30-суточного зимнего стока рек бассейна озера Севан. Проблема пространственно-временных изменений речного минимального стока особенно актуальна для регионов с недостаточным и неустойчивым увлажнением, таких как бассейн оз. Севан, большая часть которого расположена в пределах степной зоны.
Цель настоящей работы ‒ обобщить современные представления о влиянии изменения климата на характеристики минимального 30-суточного зимнего стока рек на основе собственных исследований авторов, проанализировать и оценить пространственно-временную изменчивость многолетних колебаний и выявить нестационарность в рядах минимального зимнего стока.
Определены характеристики минимального стока, изучены их пространственно-временные изменения, обнаружены даты нарушений однородности в рядах многолетних наблюдений за стоком. С помощью статистических параметров и разностных интегральных кривых произведена оценка репрезентативности временных рядов минимальных 30-суточных зимних расходов воды по 12 створам за период инструментальных наблюдений. Выявлена нестационарность в рядах минимального зимнего стока Севанского бассейна, определены даты смены стационарных режимов. Для большинства проанализированных водосборов изменения имеют статистически значимый характер.
Приведены карты даты нарушения стационарности рассматриваемых рядов на основе информации до 2021 г., карта распределения модуля минимального 30-суточного стока за зимний период, карты о характере изменения минимального 30-суточного зимнего стока.
Показано, что изменения минимального 30-суточного зимнего стока имеют разнонаправленный характер, но в основном для минимального 30-суточного зимнего стока в среднем по территории бассейна оз. Севан в последние десятилетия проявляется тенденция к увеличению, связанная с ростом температуры воздуха и поверхности почвы. Для некоторых проанализированных водосборов изменения имеют статистически незначимый характер. На территории бассейнов р. Варденис, Личк и Бахтак в среднем на 20-30% уменьшается минимальный 30-суточный зимний сток, что приведет к росту экологического риска, требующего принятия соответствующих мер.
Полученные статистические материалы послужат основой для научных обобщений исследований по рассматриваемой территории, а также могут быть использованы для практических целей при гидротехническом проектировании, оценке природных угроз и при принятии соответствующих превентивных решений.
Ключевые слова: бассейн озера Севан, зимняя межень, минимальный 30-суточный расход воды, интегральные и разностно-интегральные кривые, даты нарушения стационарности, нестационарность рядов, климатические изменения.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-16-27
EDN: AHCXOW
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ПРОГНОЗ ДЕГРАДАЦИИ АРИДНЫХ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Салугин А.Н., Кулик К.Н. Математические модели и прогноз деградации аридных почвенно-растительных систем // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 28-36. | PDF
Математическое моделирование рассмотрено как метод изучения динамики пастбищных почвенно-растительных систем засушливых зон России. Эволюционное развитие пастбищных фитоценозов моделировалось с использованием принципов неравновесной термодинамики на основе непрерывных и дискретных математических формализмов. Приведены примеры и обсуждаются проблемы устойчивого развития таких систем в условиях антропогенной нагрузки и изменения климата. Демонстрируются новые методологические возможности математических моделей разных типов: в виде систем обыкновенных дифференциальных уравнений и дискретных – марковских цепей. Прогнозирование протекающих на пастбищах деградационных процессов с помощью этих моделей изучено в сравнительном аспекте. Дифференциальные модели с постоянными и переменными коэффициентами показали различные результаты из-за нелинейности динамики сукцессий. Модель с постоянными коэффициентами уточнялась введением коэффициентов, зависящих от времени. Устойчивость функционирования пастбищных экосистем обсуждается с точки зрения формальной параметрической устойчивости решений системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Дискретное моделирование с применением методики марковских цепей показало, что деградация почвенно-растительных систем при превышении животной нагрузки описывается неоднородным Марковским процессом. Однородные марковские цепи дают адекватные прогнозы на одном временном интервале наблюдений. Прогнозирование финальных состояний в однородном приближении выявило, что наблюдаемая нелинейность динамики фитоценозов вызвана изменением темпов развития, приводящих в итоге к неоднородности цепи Маркова. Обсуждены вопросы моделирования нелинейных процессов в экологии пастбищных почвенно-растительных систем в контексте неоднородных марковских процессов.
Ключевые слова: математическое моделирование, дифференциальные уравнения, устойчивость, почвенно-растительные системы, марковские процессы, нелинейность, прогнозирование.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-28-36
EDN: ANZYSB
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В АРИДНЫХ УСЛОВИЯХ
Залибеков З.Г., Мамаев С.А., Котенко М.Е., Мусалаева П.Д. Системный анализ функционирования засоленных почв и особенности их использования в аридных условиях // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 37-48. | PDF
Почвенный покров как системное образование характеризуется формированием свойств разного таксономического уровня и признаками структурной организации с иерархической подчиненностью. Как целостное природное образование, почвы обладают ресурсоведческим потенциалом, подвергающимся активному воздействию факторов физико-географической среды. Отдельные свойства почвы и их целостное функциональное назначение могут отличаться во времени и пространстве. Такие свойства формируются в различных регионах, отражая влияние местных локальных условий. Типичные представители почв с признаками засоления, исключающие реализацию продукционных процессов, формируются в аридных условиях (Прикаспийская низменность, дельта Волги). Различие целевого функционирования почв в регионе выражается в наличии особой естественной комбинации свойств, которыми не обладают компоненты типичного почвенного профиля (Неуструев, 1915). Это связано с тем, что при определении классификационных признаков засоленных почв процессы, происходящие между отдельными горизонтами и имеющие обратимый характер, остаются до настоящего времени неучтенными. Возможность обратимости и восстановление физико-химических свойств до уровня показателей, характерных климатическому режиму с продолжительностью геологических отрезков времени, для многих типов почв до настоящего времени остается в тени (водно-растворимая часть карбонатов, силикатов, органического вещества).
Мы считаем целесообразным применение системного подхода при анализе временных и сезонных функций различных типов почв (особенно засоленных) в условиях опустынивания и аридной деградации.
Ключевые слова: функционирование, засоление почвы, Терско-Кумская низменность, луговые солончаковые почвы, реализация продукционных ресурсов, гумусовый горизонт, миграционные комбинации, сезонные изменения, сухой остаток солей, короткая вегетация растений.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-37-48
EDN: KZOLKO
СОХРАНЕНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА СТЕПЕЙ НА ФЕДЕРАЛЬНЫХ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
Чернова О.В., Присяжная А.А. Сохранение почвенного покрова степей на федеральных особо охраняемых природных территориях // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 49-59. | PDF
Основу природно-заповедного фонда России составляют федеральные государственные заповедники, национальные парки и заказники, репрезентативность которых в отношении разнообразия природных комплексов, включая почвы, является основным механизмом охраны природного разнообразия. Методом геоинформационного анализа оценена площадная и типологическая представленность природного разнообразия степных почв в системе особо охраняемых природных территорий (ООПТ) страны на основе векторных карт: Почвенной карты России масштаба 1 : 2500000 (объединенная версия «Почвенной карты РСФСР» и «Почвенной карты Крыма») и «Карты почвенно-экологического районирования Российской Федерации» масштаба 1 : 8000000. Площадь, занимаемая степными почвами в России, составляет 1564 тыс. км2 (9.4% общей площади почв страны), из них 7.4% приходится на почвы степей (включая лесостепи и настоящие степи) и 2.0% – на почвы сухих степей и полупустынь. В ООПТ степные почвы занимают 11.5 тыс. км2 и встречаются в 23 заповедниках, 14 национальных парках и 13 заказниках. Современная площадная репрезентативность степных ООПТ очень низка: менее 0.5% для группы «Почвы степей» и около 2% для группы «Почвы сухих степей и полупустынь». Из 55 степных почв – выделов легенды «Почвенной карты России» – в федеральных ООПТ представлено 58%, при этом заповедники, на которые приходится пятая часть общей площади степных ООПТ, обеспечивают 81% типологической репрезентативности. В настоящее время в ООПТ не представлены многие естественные степные почвы России, в том числе наиболее плодородные. Самый значительный по площади компактный массив таких почв расположен в Предкавказье. Наибольшую площадь здесь занимают черноземы южные и обыкновенные мицелярно-карбонатные (черноземы глубокие карбонатные или чернозёмы миграционно-сегрегационные по «Классификации и диагностике почв России» (2004)), их площадь – около 98 тыс. км2 (7.9% площади почв степей России). Существует реальная угроза потери последних целинных представителей типичных для Предкавказья высокоплодородных почв: черноземов южных и обыкновенных, темно-каштановых, каштановых (по «Классификации и диагностике почв России» – чернозёмы (миграционно-сегрегационные), черноземы текстурно-карбонатные, каштановые типичные). Сохранение этих почв в целинном состоянии хотя бы в качестве образцов для сравнения с антропогенно-измененными аналогами требует инвентаризации всех участков их распространения и присвоения им охранного статуса.
Ключевые слова: почвы степей, разнообразие почв, репрезентативность охраняемых территорий, геоинформационный анализ, геоинформационное картографирование, заповедники, национальные парки, заказники.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-49-59
EDN: LZEUUE
РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ПЕСЧАНЫХ МАССИВОВ СЕВЕРНОЙ ГОБИ
Мягмарсурэн Д., Данжалова Е.В., Баясгалан Д. Растительность песчаных массивов Северной Гоби // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 60-70. | PDF
Рассматриваются растительные сообщества песчаных массивов Северной Гоби на территории сомона Булган Южногобийского аймака. Классификация растительности методом Браун-Бланке, впервые проведенная для растительности равнинной части сомона Булган, выявила 6 ассоциаций растительности, относящихся к трем союзам трех порядков класса Stipetea glareosae—gobicae Hilbig 2000. Флора песчаных массивов включает 108 видов из 73 родов и 28 семейств. Видовая структура родов и семейств отражает специфику флоры данного пустынностепного района в пределах сомона Булган. В спектре жизненных форм растений песчаных сообществ преобладают многолетние и одно-, двулетние травы, хотя по участию в структуре растительных сообществ главенствующая фитоценотичекая роль принадлежит больше всего деревянистым растениям. Доминирующие виды растительности песчаных массивов (Krascheninnikovia ceratoides, Сaragana korshinskii, Haloxylon ammodendron, Psammochloa villosa, Nitraria sibirica, Brachanthemum gobicum и др.) являются естественными закрепителями песка. В то же время эти виды в большинстве своем являются хорошо поедаемым кормом для домашнего скота. Следовательно, выпас на таких местообитаниях должен строго регулироваться.
Ключевые слова: Северная Гоби, песчаные массивы, пустынные степи, остепненные пустыни, растительные сообщества, псаммофиты, Браун-Бланке, навеянные и перевеянные пески, песчаный нанос.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-60-70
EDN: MKOJED
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ CYNOGLOSSUM VIRIDIFLORUM PALL. EX LEHM. В КАРАКАЛПАКСКОЙ ЧАСТИ ПЛАТО УСТЮРТ (УЗБЕКИСТАН)
Рахимова Т., Шомуродов Х.Ф., Адилов Б.А., Рахимова Н.К., Шарипова В.К. Современное состояние ценопопуляций Cynoglossum viridiflorum Pall. ex Lehm. в Каракалпакской части плато Устюрт (Узбекистан) // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 71-79. | PDF
На основании структуры ценопопуляций редкого и лекарственного вида Узбекистана – чернокорня зеленоцветкового (Cynoglossum viridiflorum Pall. ex Lehm.), произрастающего в Каракалпакской части Устюрта, оценено его современное состояние. Представлены новые сведения об онтогенезе и онтогенетической структуре ценотических популяций этого редкого эндемика. Дана характеристика растительного сообщества с его участием. Вегетационный цикл C. viridiflorum в условиях Устюрта длится около восьми месяцев – с марта по октябрь. Исследование показало, что изученные ценопопуляции нормальные, полночленные. Характерный онтогенетический спектр для C. viridiflorum левосторонний за счет высокой семенной продуктивности и всхожести семян. Это в целом отражает биологические особенности C. viridiflorum и свидетельствует о стабильном состоянии популяций вида в условиях Устюрта.
Ключевые слова: Cynoglossum viridiflorum, Каракалпакстан, плато Устюрт, Восточный чинк, опустынивание, онтогенез, онтогенетическая структура, ценопопуляция.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-71-79
EDN: INZHEM
МЕСТО ЗООЛОГИЧЕСКИХ КАДАСТРОВО-СПРАВОЧНЫХ КАРТ В БИОМНОЙ КОНЦЕПЦИИ
Емельянова Л.Г., Оботуров А.С. Место зоологических кадастрово-справочных карт в биомной концепции // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 80-89. | PDF
Комплексное изучение (растительность и животное население) биоты и экологическая дифференциация биотического покрова с широким использованием картографического подхода – одно из центральных направлений современной биогеографии. В его задачи входит выявление эколого-географических закономерностей дифференциации биотического покрова и выделение территориальных единиц разного ранга для целей инвентаризации и сохранения биологического разнообразия. Одним из уровней региональных исследований является сравнительно новый и недостаточно освещенный в отечественной литературе – биомный. Биотическую часть биомов составляют два компонента – растительность и животное население, в настоящее время характеризуемое населением птиц и млекопитающих как наиболее изученных и достигших стадии картографической зрелости зоологических таксонов. Такие вопросы, как определение регионального биома, критерии его выделения, характеристика геозоологической его части, находятся в стадии изучения и становления. Показана роль и место кадастрово-справочных зоологических карт в биомной концепции как базовой основы сбора, хранения и анализа информации о пространственно-временных характеристиках сообществ. На примере модельной территории – уральских биомов – предложены проверенные опытом способы представления локальных териологических учетных данных на кадастрово-справочной карте и в кадастре. Отмечены недочеты в представлении результатов полевых исследований, затрудняющие их интерпретацию. Показана роль кадастрово-справочных карт для планирования зоологических исследований, для составления объективной характеристики зоологической составляющей региональных биомов и обоснования границ между биомами.
Ключевые слова: биомная концепция, региональный биом, кадастрово-справочные карты, сообщества млекопитающих, Урал, семиаридные экосистемы, бореальные экосистемы, неморальные экосистемы.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-80-89
EDN: RXDZHB
СОСТОЯНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ РЕИНТРОДУЦИРОВАННЫХ СУРКОВ В ДВУХ ЛЕСОСТЕПНЫХ ЗАПОВЕДНИКАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ
Жигарев И.В., Румянцев В.Ю. Состояние популяций реинтродуцированных сурков в двух лесостепных заповедниках европейской России // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 90-98. | PDF
Степной сурок (байбак) – один из типичных грызунов восточноевропейской лесостепи и степи. В середине ХХ века европейские популяции вида оказались на грани исчезновения, но затем благодаря охранным мероприятиям и реинтродукциям популяции и ареал байбака были в значительной степени восстановлены. В работе собраны и представлены данные о двух восстановленных колониях сурка в лесостепи Европейской России. Исследования проводились в Центрально-Черноземном заповеднике (Стрелецкая степь, два участка) и в заповеднике «Приволжская лесостепь» (Островцовская лесостепь, три участка). Описаны численность и возрастной состав сурков. Составлены картосхемы поселений с норами и тропами сурков, для каждой норы указаны координаты и тип (временная или постоянная). Рассчитаны плотность населения и количество нор, приходящихся на одного сурка. Всего в Стрелецкой степи обитает 12 сурков: 10 – на участке «Пастбище» и 2 – на участке «Восстанавливаемая степь». На первом участке отмечено 7 взрослых и 3 молодых сурка, на втором – 2 взрослых сурка. Здесь реинтродукция байбака оказалась не вполне успешной. С 2015 по 2023 гг. численность сурков резко снизилась – с 38 до 12 особей, а площадь заселенной территории упала с 10 до 3.7 га. В Островцовской лесостепи отмечено 48 сурков (8 семей), из них 40 – на первом участке (6 семей), 2 – на втором участке (1 семья), 6 – на третьем участке (1 семья). Из 48 особей 29 (61%) – сеголетки. Реинтродукция байбака в Островцовской лесостепи прошла сравнительно успешно: общая численность животных сопоставима с числом выпущенных изначально сурков (48 и 64).
Ключевые слова: степной сурок, лесостепь, восстановление ареала, колония сурка, состав населения, структура поселения, динамика численности.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-90-98
EDN: YFKFUS
ПОПУЛЯЦИИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ПТИЦ СЕМЕЙСТВА ЧАЙКОВЫЕ (LARIDAE) НА ИСКУССТВЕННЫХ ВОДОЕМАХ РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИИ ПРИ УСИЛЕНИИ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ
Шаповалова И.Б. Популяции некоторых видов птиц семейства Чайковые (Laridae) на искусственных водоемах Республики Калмыкии при усилении антропогенной нагрузки // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 99-116. | PDF
В работе приведены сведения о состоянии гнездовой популяции некоторых видов отряда Ржанкообразные (Charadriiformes) на основе собственных экспедиционных и литературных данных, полученных при изучении видов птиц болотно-околоводного комплекса, наиболее чувствительных к изменению водного режима водоемов юга Европейской части России (на примере искусственных водоемов Республики Калмыкия), вследствие усиления антропогенной нагрузки и климатических изменений. Дан анализ воздействия водного фактора (осушение/обводнение водоема) на гнездовую популяцию некоторых представителей семейства Чайковые (Laridae). Приведены сведения об особенностях гнездовой экологии наиболее типичных для района исследований гнездящихся видов этой таксономической группы, даны их общие количественные показатели и динамика численности за период 2011-2015 гг. Оценен вклад водоемов Сарпинской озерной системы и озера Деед-Хулсун в сохранение и обогащение биоразнообразия региона. Даны рекомендации по управлению их гидрологическим режимом с целью поддержания и сохранения популяций редких и уязвимых видов птиц.
Ключевые слова: степная зона, водохранилище, аридизация, гидрологический режим, климат, антропогенное воздействие, биоразнообразие, орнитокомплексы, популяция, редкие виды, Красная книга, риск вымирания видов в дикой природе, система классификации видов, факторы воздействия на популяции видов птиц.
DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-99-116
EDN: XTKDHC