ИЗМЕНЕНИЕ ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНАХ ЗЕМНОГО ШАРА, В СВЯЗИ С ВОЗМОЖНЫМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ КЛИМАТА
Гусев Е.М., Насонова О.Н., Ковалев Е.Э. Изменение влагообеспеченности территории речных бассейнов, расположенных в различных регионах земного шара, в связи с возможными изменениями климата // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 3 (88). С. 3-15. | PDF
На основе разработанной в Институте водных проблем Российской академии наук модели взаимодействия подстилающей поверхности суши с атмосферой SWAP были получены сценарные прогнозы изменения климатической влагообеспеченности растительного покрова (показателя влагообеспеченности, усредненного за климатический период ~ 30 лет), а также изменения вариабельности годовых значений влагообеспеченности растительного покрова при возможном изменении климата в ХХI веке для ряда крупных речных бассейнов земного шара, характеризующихся различными природными условиями. Показателем влагообеспеченности территории при этом послужило отношение реальной годовой транспирации к ее потенциальному значению. Географическими объектами исследования стали 11 речных бассейнов, исследованных в рамках международного проекта ISI-MIP и расположенных на разных континентах в различных природных условиях: Рейн, Тагус, Ганг, Лена, В. Хуанхэ, В. Янцзы, Нигер, Маккензи, В. Миссисипи, В. Амазонка и Дарлинг. В качестве информационного обеспечения при проведении расчетов по модели SWAP использовались метеорологические характеристики до конца XXI в., полученные с помощью пяти моделей общей циркуляции атмосферы и океана для четырех сценариев изменения климата семейства RCP.
Показано, что только пять из 11 выбранных речных бассейнов характеризуются дефицитом увлажнения, а именно: бассейны Тагуса, Ганга, Нигера, В. Миссисипи и Дарлинга. Территории бассейнов остальных рек имеют гумидный и полугумидный характер увлажнения, который сохранится и при изменении климата до конца XXI в. Для пяти указанных бассейнов было более детально проанализировано изменение степени их влагообеспеченности, обусловленное возможным изменением климата. Исследованы изменения как среднего (климатического) значения их годовой влагообеспеченности, так и степени вариабельности влагообеспеченности для отдельных лет на основе построения интегральной функции распределения влагообеспеченности для рассмотренных в работе климатических периодов (исторического и прогностических). Показано, что для исследованных аридных и полуаридных бассейнов и без того малая степень их влагообеспеченности к концу XXI в. либо сохранится на современном уровне, либо еще больше уменьшится.
Таким образом, для аридных и полуаридных регионов тенденция возможных изменений климата в XXI в. еще сильнее обострит стоящую перед человечеством серьезную проблему продовольственной безопасности, затрагивающей сектора сельского хозяйства и связанного с ним водного хозяйства. Эта проблема потребует ускоренного перехода взаимодействия человека с Природой на принципы «зеленого земледелия», в основе которого лежит применение природоподобных (nature-based) технологий использования природных ресурсов, рационализирующих потребление водных, почвенных, энергетических и других ресурсов планеты.
Ключевые слова: влагообеспеченность растительного покрова, речной бассейн, суммарное испарение, сценарии изменения климата RCP, гидрологическое и климатическое моделирование, аридные территории.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10158
РОЛЬ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В РАСШИРЕНИИ НОЗОАРЕАЛА ЛИХОРАДКИ ЗАПАДНОГО НИЛА В РОССИИ: ОЦЕНКА ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ТРЕНДОВ
Зелихина С.В., Шартова Н.В., Миронова В.А., Варенцов М.И. Роль климатических изменений в расширении нозоареала лихорадки Западного Нила в России: оценка пространственно-временных трендов // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 3 (88). С. 16-23. | PDF
Проведена оценка пространственно-временных трендов изменений климатических условий для распространения лихорадки Западного Нила (ЛЗН) на юге Европейской части России. В работе использованы данные наблюдений по 58 метеостанциям (1997-2018 гг.) и данные реанализа ERA-Interim (1981-2018 гг.). Оценка пригодности климатических условий для передачи вируса Западного Нила (ВЗН) проводилась на основе метода градусо-дней. В результате продемонстрирован рост суммы эффективных температур (ЭТ). Увеличение продолжительности сезона эффективной заражаемости комаров не прослеживается. Отмечено совпадение трендов роста сумм ЭТ с ростом средней температуры воздуха за эпидемический сезон. Данная ситуация создает благоприятные условия для развития вируса у комара, так как с увеличением ЭТ циркуляция вируса становится эффективней. Наиболее благоприятные температурные условия для развития ВЗН складываются в Прикаспии и Предкавказье, где происходит дальнейшее улучшение условий циркуляции ВЗН за счет увеличения сумм ЭТ. По сравнению с Предуральем, в центральной части Европейской территории России намного быстрее складываются условия, подходящие для передачи ВЗН, что, возможно, приведет к дальнейшему распространению ЛЗН в данном регионе.
Ключевые слова: лихорадка Западного Нила, вирус Западного Нила, климат, температура, климатический изменения, изменение нозоареала, метод градусо-дней, климатические тренды.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10159
ВАЖНЕЙШИЕ УЗЛЫ БИОРАЗНООБРАЗИЯ И ФИТОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ФЕНОМЕНЫ ГОРНЫХ СТЕПЕЙ ЮЖНОЙ СИБИРИ
Намзалов Б.Б. Важнейшие узлы биоразнообразия и фитогеографические феномены горных степей Южной Сибири // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 3 (88). С. 24-36. | PDF
В качестве эталонов биоразнообразия растительного мира в различных секторах Южной Сибири выделены важнейшие флористические узлы: Сайлюгем–Монгун-Тайгинский на Алтае и Западной Туве; Сангиленско-Дархатский в Юго-Восточной Туве и Монголии и Селенгинско-Даурский в Забайкалье. В горах Сайлюгема и Монгун-Тайги встречаются множество горносреднеазиатских видов, находящиеся на восточной границе своих ареалов – доля рубежных видов доходит до 40% (Сoluria geoides, Potentilla lydiae, Allium pallasii, Lonicera microphylla, Artemisia obtusiloba и другие), что указывают на исторические связи этого западного сектора Южной Сибири со Средней и Центральной Азией. Высокий показатель эндемизма (до 60% во фракции редких видов), придают оригинальность флоре нагорья Сангилен. Также здесь характерны рубежные виды, в их числе Cymbaria dahurica, Onosma gmelinii, Oxytropis tragacantoides, указывающие на миграционный потенциал территории. Особый интерес представляет Западно-Забайкальский узел на юге Бурятии, характеризующийся наличием реликтов неморальной флоры Восточной Азии. Это Ulmus pumila, Armeniaca sibirica, Rhamnus erythroxylon, Filifolium sibiricum, Spodiopogon sibiricus, Saposhnikovia divaricata. По данному показателю флора Селенгинской Даурии имеет высокий уровень разнообразия (40%). В работе раскрываются особенности флористического разнообразия растительности степей и горной лесостепи Западного Забайкалья, а также рассматриваются природные факторы, их вызывающие. Показано, что это является следствием как экотонного положения территории (зонально-провинциального), так и глобального климатического влияния Атлантики и Пацифики, а также природных факторов мерзлотной Северной и аридной Центральной Азии. Богатство и неоднородность растительности Байкальской Сибири позволили обосновать границы отдельных провинций и округов в схеме геоботанического районирования. Наиболее сложной является растительность степей и лесостепи Селенгинского среднегорья Западного Забайкалья, которая выделена в статусе особой буферной провинции.
Ключевые слова: ареал, флора, эндемизм, реликтовые и рубежные виды, узлы биоразнообразия, Алтай, Тува, Западное Забайкалье.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10160
ДИНАМИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ И ФЛОРЫ ПОСЛЕ ЛЕСНОГО ПОЖАРА В ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
Григорьевская А.Я., Горбунова Ю.С., Девятова Т.А. Динамика экологического состояния почв и флоры после лесного пожара в европейской части России // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 3 (88). С. 37-44. | PDF
Исследована 10-летняя динамика каталазной активности чернозема выщелоченного с целью определения интенсивности и направленности окислительно-восстановительных процессов в постпирогенной экосистеме, расположенной в лесостепи европейской части России. Приведены результаты изучения формации Pinus sylvestris с координатами фонового 52° 30′ 39.2″ с.ш., 38° 57′ 30.3″ в.д. и пирогенного 52° 30′ 37.3″ с.ш., 38° 57′ 28″ в.д. участков после лесного пожара 2010 г. Видовой состав растений лесных формаций выявлялся методом закладки пробных площадей размером 400 м2, внутри которых описывалось по 10 учётных площадок размером 1×1 м. Ярусы устанавливались по высоте деревьев и травостоя. Названы растительные сообщества были по методу перечисления доминантов, установленных по покрытию. Учет обилия проведен по шкале О. Друде. Выделены 3 фазы восстановления пирогенной формации: 1) фаза рудерального фитоценоза (2010-2012 гг.), 2) фаза преобразования рудерального фитоценоза (2014-2017 гг.), 3) начальная фаза восстановления лесного фитоценоза (2018-2020 гг.). Анализ каталазной активности почвы и структурных экобиоморфологических характеристик флоры дает суждение о временном аспекте восстановления лесной экосистемы в зоне лесостепи после пожара в условиях дефицита влаги. Абсолютные величины коэффициента регрессии каталазной активности в черноземе выщелоченном резко уменьшаются в исследуемом ряду почв от фоновых (0.34) к пирогенным (0.26) и возрастают спустя 10 лет после пожара (0.42). Анализ каталазной активности и структуры флоры отражают 10-летнею динамику формирования лесной экосистемы с пирогенным нарушением.
Ключевые слова: флора, формация, пирогенный и фоновый участок, каталазная активность, экосистема.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10161
ОЦЕНКА ПОПУЛЯЦИЙ РЕДКОГО ВИДА ИНЖИРА ОБЫКНОВЕННОГО (FICUS CARICA L.) В АРИДНЫХ УСЛОВИЯХ ДАГЕСТАНА
Габибова А.Р., Гасайниева З.А., Залибеков М.Д. Оценка популяций редкого вида инжира обыкновенного (Ficus carica L.) в аридных условиях Дагестана // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 3 (88). С. 45-51. | PDF
Инжир (Ficus carica L.) – один из древнейших видов фруктовых деревьев, выращиваемых во всем мире. Территория Дагестана является северной границей распространения инжира. Охрана редких видов растений и животных обосновывается ценностью данных видов как компонентов аридных экосистем, для сохранения которых требуется знать причины их сокращения. Положительное решение данных проблем видится в изучении и разработке новых технологий по сохранению биоразнообразия аридных экосистем. В данной работе проводится анализ разнообразия по 14 морфологическим признакам. Результаты исследований показали значительную изменчивость во всех исследованных природных местообитаниях между растениями инжира. Выделены три группы по биоморфотипу, которые проявляются в зависимости от условий произрастания: 1) дерево с 2-3 стволами, высотой до 6-7 м – Унцукуль; 2) кустарник высотой до 3-5 м – Джалган и Дагестанские Огни; 3) куртинообразный кустарник высотой до 1.5 м – Сарыкум и Дубки. Учитывая то, что F. carica занесен в Красную книгу Дагестана (2009) и в данном регионе произрастает на краю ареала (северной границе распространения вида) исследование его разнообразия представляет большой научный и практический интерес. Данные проведенных исследований популяций редкого вида F. carica в Дагестане, оценка его состояния и рекомендации по охране имеют мониторинговое значение и представлены для включения в последнее издание «Красной книги Республики Дагестан».
Ключевые слова: Ficus carica, инжир, ценопопуляция, изменчивость, морфологическое разнообразие, краснокнижный вид, редкие виды, охрана вида, Дагестан.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10162
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВARBASTELLA WALTERI (BARBASTELLA: CHIROPTERA, VESPERTILIONIDAE) В СРЕДНЕАЗИАТСКОМ РЕГИОНЕ НА ОСНОВЕ БИОКЛИМАТИЧЕСКИХ ДАННЫХ
Смирнов Д.Г., Хабилов Т.К., Таджибаева Д.Э. Моделирование потенциального распространения Вarbastella walteri (Вarbastella: Chiroptera, Vespertilionidae) в Среднеазиатском регионе на основе бтоклиматических данных // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 3 (88). С. 52-60. | PDF
Barbastella walteri – одни из самых редких и плохо изученных видов рукокрылых Средней Азии. В публикации приводятся результаты гисмоделирования потенциально распространения В. walteri в среднеазиатском регионе с помощью программы MaxEnt. В анализе использованы географические координаты 57 точек находок вида и биоклиматические данные из базы WorldClim2. Полученная модель хорошо согласуется с известными местами находок. Область распространения не демонстрирует сплошной континуум, а состоит из отдельных участков, привязанных к наиболее оптимальным по климатическим параметрам территориям. Эти участки приурочены к предгорьям и долинам, по которым вид проникает в горы до высоты 2500 м н.у.м. БС. Кроме уже известных территорий, где зарегистрирован вид, моделью предсказано его распространение на западе Ирана и востоке Турции. Наиболее важными при построении модели оказались 6 биоклиматических параметров (изотермальность, температурная сезонность, минимальная температура самого холодного месяца, средняя температура самой сухой четверти года, средняя температура самой холодной четверти года, осадки самой теплой четверти года), которые внесли в нее максимальный вклад (95%). Интерпретация этих параметров согласуется с реально наблюдаемыми условиями обитания вида. В. walteri демонстрирует наибольшую вероятность нахождения на территориях, где достаточно жаркий климат, с крайне небольшим количеством осадков в летний период, и в районах, где температура в самые холодные месяцы редко опускается ниже нулевой отметки.
Ключевые слова: Barbastella walteri, Средняя Азия, потенциальное распространение, моделирование, MaxEnt.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10163
ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ПОЧВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ВЫСОКОГОРИЙ ДАГЕСТАНА
Аличаев М.М., Султанова М.Г. Влияние экологических условий на почвенные процессы высокогорий Дагестана // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 2 (87). С. 61-65. | PDF
Представлены материалы маршрутных, стационарных почвенных, экологических исследований, проведенных в высокогорной зоне Дагестана с характеристикой: а) современных особенностей развития почвенного покрова; б) экологических параметров почвенного покрова и их изменений под воздействием климатического потепления.
Разнообразие природных и хозяйственных условий объекта исследования обусловило значительную пестроту почвенного покрова. На распределение почв большое влияние оказала высота местности, экспозиция и крутизна склонов. На основании проведенных в предыдущие периоды почвенно-эрозионных исследований, можно отметить, что неправильное использование земель и климатическое потепление привели к радикальным изменениям в составе почвенного покрова по определяющим показателям – эродированности почв.
За последние годы площади эродированных земель увеличились в два раза, площади с сильно эродированными почвами – на 1/3. Это привело к уменьшению мощности гумусовых горизонтов почти у всех почв в среднем до 20 см, а потери запасов гумуса в почвах составили до 60% от исходного содержания. Представленный анализ деградации почвенного покрова и установленные закономерности эволюции почв на склоновых землях высокогорий служат теоретической основой воспроизводства плодородия почв, сохранения экологической роли защиты почв от эрозии и других процессов деградации.
Ключевые слова: почва, плодородие, эрозия, экспозиция, высокогорье, растительность, экология, пастбища, абсолютная высота местности.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10164
ГЕНЕЗИС И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЮЖНО-КАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ ПОСЛЕ ПАДЕНИЯ МЕТЕОРИТА
Идармачев Ш.Г., Черкашин В.И., Идармачев А.Ш. Генезис и геоэкологические изменения южно-каспийской впадины после падения метеорита // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 2 (87). С. 66-71. | PDF
В статье приводятся данные, подтверждающие теорию метеоритного происхождения Южно-Каспийской впадины, одного из крупных водоемов, расположенного в аридном климатическом поясе. Рассматриваемая теория впервые предложена Эдмундом Галлеем (Edmond Halley 1656-1742 гг.). В результате катастрофы изменились природные условия обитания фауны и флоры далеко за пределами Каспия. Аргументами в пользу такой гипотезы являются не только геологические, геоморфологические данные кольцевой структуры района, но и сейсмотектонические особенности. Для анализа использовались данные сейсмического мониторинга IRIS за период 1970-2019 гг. Очаги землетрясений магнитудой М³3.5 образуют границу раздела между северной и южной частями Каспия, совпадающую с направлением глубинных разломов Кавказ-Копетдагской геологической структуры. На территории Южного Каспия большинство очагов землетрясений расположены по береговой части, образуя кольцевую структуру, и приурочены к областям неотектонических контрастов, совпадающих с разломами прибрежной зоны Каспия. Центральная часть Южно-Каспийской впадины асейсмична. В результате удара астероида центральная часть подверглась сжатию, а вокруг образовались трещинные зоны сейсмогенерирующих разломов, проницаемых для подъема глубинных флюидов.
Ключевые слова: кольцевая геологическая структура, импактный механизм, балаханский век, акчагыльская фауна.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10165
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НА СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО В АКМОЛИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Смагулов Е.Н. Пространственная дифференциация влияния климатических изменений на сельское хозяйство в Акмолинской области // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 2 (87). С. 81-88. | PDF
Многолетняя динамика средних температур воздуха и годовых сумм осадков подтверждает реальность начавшихся с 70-х гг. прошлого века климатических изменений на территории Акмолинской области – одного из ведущих сельскохозяйственных регионов Казахстана. В структуре сельскохозяйственного производства области преобладает богарное выращивание зерновых культур, в частности яровой пшеницы, которая, как известно, крайне чувствительна к климатическим и погодным условиям. На основе анализа климатических показателей за 1931-2019 гг. по доступным данным метеостанций выявлены внутриобластные особенности изменения климата, которые привели к увеличению урожайности зерновых культур. Посредством корреляционного анализа установлена высокая зависимость урожайности от климатических условий теплого периода. При сохранении современного уровня культуры земледелия и продолжении роста средних температур ожидается снижение урожайности в сухостепных и южных степных районах области. В северных степных районах более интенсивные тренды климатических показателей холодных месяцев благоприятствуют повышению урожайности и расширению сельскохозяйственного производства. Дальнейшее развитие сельского хозяйства Акмолинской области требует учёта внутрирегиональных различий в интенсивности климатических трендов. Во избежание негативных последствий климатических изменений предлагаются: внедрение адаптационных технологий, диверсификация аграрного производства, развитие органического сельского хозяйства и активная поддержка сельхозпроизводителей.
Ключевые слова: агроклиматические ресурсы, адаптация, зерновые культуры, изменение климата, многолетняя динамика, Северный Казахстан, сельское хозяйство, степная зона, сухостепная зона, урожайность.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10166
БИОГЕОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВИДОВ ПАСТБИЩНЫХ РАСТЕНИЙ В ПОГЛОЩЕНИИ СВИНЦА, КАДМИЯ И МЫШЬЯКА В УСЛОВИЯХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Белозубова Н.Ю., Зубкова В.М. Биогеохимическая активность видов пастбищных растений в поглощении свинца, кадмия и мышьяка в условиях Волгоградской области // Аридные экосистемы. 2021. Том 27. № 2 (87). С. 81-88. | PDF
Производство продукции животноводства в пригородных зонах городских агломераций, в том числе в степях Сарпинской низменности – благоприятной для животноводства территории, экономически выгодно в связи с близостью от предприятий переработки и потребителей.
Вместе с тем такие зоны испытывают аэротехногенное воздействие городских промышленных предприятий, являющихся источниками поступления в экосистемы тяжелых металлов и мышьяка. В этой связи изучение распределения элементов-загрязнителей в агроценозах, прилегающих к промышленным центрам, приобретает все большую актуальность.
Исследована биогеохимическая активность растений, относящихся к семействам: бобовых (Fabaceae) – донника лекарственного (Melilotus officinalis (L.) Pall.) и донника белого (Melilotus albus (Medik.) H.Ohashi & Y.Tateishi); злаковых (Poaceae) – пырея ползучего (Elytrigia repens (L.) Nevski), житняка пустынного (Agropyron desertorum (Fisch.) Schultes) и тростника южного (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.); маревых (Chenopodiaceae) – лебеды раскидистой (Atriplex patula L.).
Обнаружена высокая степень накопления мышьяка корнями всех исследуемых растений, за исключением донника лекарственного (Melilotus officinalis); наибольшая биогеохимическая активность в поглощении Pb, Cd и As надземной частью лебеды раскидистой (Atriplex patula) и корнями житняка пустынного (Agropyron desertorum).
Ключевые слова: Волгоградская область, Сарпинская низменность, светло-каштановые почвы, пастбищные растения, загрязнение, тяжелые металлы, мышьяк.
DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10167