ПРОГНОЗИРОВАНИЕ БУДУЩИХ ИЗМЕНЕНИЙ СУХИХ ТЕРРИТОРИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАТИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МАСШТАБИРОВАНИЯ (SDSM) В ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ГОРГАНСКОЙ РАВНИНЫ, ИРАН
Джамали З., Хейдаризади З. Прогнозирование изменений на засушливых территориях с использованием статистической содели масштабирования (SDSM) в западной части Горганской равнины, Иран // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 4-12. | PDF
Климатические индексы – важные инструменты, помогающие лучше понять последствия изменения климата, которые произойдут в будущем. Мы собрали с метеорологических станций Горгана среднесуточные значения температуры и осадков за 1961-1990 годы, а затем смоделировали сценарии изменения климата для трех временных интервалов (для 2020-х, 2050-х и 2080-х гг.) по сценариям выбросов парниковых газов RCP 26, RCP 45 и RCP 85, используя модель CANESM2. Были рассчитаны будущие изменения в индексе засушливости де Мартонна и индексе Эмбергера. Анализ показал, что, исходя из месячного диапазона значений индекса засушливости де Мартонна, с апреля по октябрь длятся засушливые месяцы, а остальные месяцы являются полузасушливыми. Отчасти это может быть связано с уменьшением количества осадков и повышением температуры с апреля по октябрь, поэтому сельскохозяйственные угодья в этот период нуждаются в орошении. Летом влажность уменьшится для всех трех временных периодов, но только для сценариев RCP 26 и RCP 45. То же относится к RCP 85, за исключением июня 2020-х гг., когда влажность будет постоянной. В целом прогнозируется увеличение влажности для большей части месяцев в течение всех трех периодов. Прогнозируемые значения индекса засушливости Эмбергера имеет ту же тенденцию, что и индекс засушливости де Мартонна. Значения R2 указывают на высокую корреляцию между индексами, чем доказывают схожесть их тенденций для изменений территорий во время всех трех периодов.
Ключевые слова: индекс аридности, парниковые газы, IPCC AR5.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-4-12
EDN: YSNQNJ
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА В СУХИХ СТЕПЯХ И ИХ СВЯЗЬ С ЗАСУХАМИ
Пугачёва А.М., Беляев А.И., Трубакова К.Ю., Ромадина О.Д. Региональные изменения климата в сухих степях и их связь с засухами // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 13-21. | PDF
По многолетним временным рядам данных с метеостанций, зарегистрированных на территории сухих степей Волгоградской области с каштановыми почвами, выявлены региональные изменения климата в поступлении осадков в сезоны активной вегетации (весна, лето). Регрессионный анализ показал увеличение поступления в весенний период и уменьшение в летний. Также выявлено увеличение числа засух в летний период при уменьшении засушливости, что связано с усилением интенсивности явления, представленного показателем Д.А. Педя и достигающего 3-х единиц. Выявлена незначительная обратная корреляционная связь между количеством поступающих осадков и числом засух в летний период в Волгограде, Суровикинском, Иловлинском и Камышинском районах и засушливых явлений в Суровикинском районе, а также прямая умеренная зависимость по засушливостям в Камышинском районе в летний период. Определены районы с максимальным количеством засух, а, следовательно, имеющие максимальные риски сельскохозяйственного производства. Это Камышинский (весна – 21, лето – 115) и Суровикинский (весна – 4, лето – 70) районы. В соответствии с полученными результатами по всем изучаемым районам, в особенности по тем, которые наиболее подвержены влиянию засух, необходима корректировка существующих схем севооборотов, ассортимента возделываемых культур и смещение акцентов в сторону ведения на данных территориях мелиоративного земледелия для исключения рисков аграрного производства при эффективном использовании земельных ресурсов.
Ключевые слова: изменение климата, сезоны активной вегетации, влагообеспеченность в сезоны активной вегетации, засухи, засушливость, сухая степь, каштановые почвы.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-13-21
EDN: ZNQHLZ
ВОЗДЕЙСТВИЕ ЗАРЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЧНОГО СТОКА, КЛИМАТИЧЕСКИХ И ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НА СОСТОЯНИЕ ПОЙМЕННЫХ И ДЕЛЬТОВЫХ ЭКОСИСТЕМ НИЖНЕГО ДОНА
Кузьмина Ж.В., Шинкаренко С.С., Солодовников Д.А., Марков М.Л. Воздействие зарегулирования речного стока, климатических и гидрологических изменений на состояние пойменных и дельтовых экосистем Нижнего Дона // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 22-36. | PDF
В настоящее время наземные пойменные экосистемы Нижнего Дона остаются малоизученными, несмотря на то что практически все нижнее течение Дона зарегулировано водохранилищами и низконапорными гидроузлами, которые существенно изменяют экосистемы и ландшафты. Исследования выполнялись по разработанной собственной методике. Полевые исследования проводились на 5-и модельных экологических профилях с подробным изучением растительности и положения поверхностных грунтовых вод по модельным точкам. Камеральные исследования включали анализ статистических гидрологических материалов и спутниковых изображений Landsat 2, 3, 5 и Sentinel-2, а также выявления состояния экосистем и ландшафтов по двухэтапной методике оценки нарушений в наземных экосистемах и ландшафтах при изменении обводненности территорий. Было установлено, что основным фактором, влияющим на изменение биотических компонентов экосистем в Низовьях Дона, является сокращение амплитуды колебания расходов (и уровней) воды в годовом цикле в результате зарегулирования стока и климатических изменений. Сокращение частоты заливаемости пойменных и дельтовых территорий почти в 4 раза наряду со снижением расходов весеннего половодья в 3.5 раза и повышением меженных расходов (как зимних, так и летне-осенних) в 2.2-2.3 раза привело не только к подъему уровня воды в русле Дона более чем на 2.5 м, но и к подъему и стабилизации УГВ в пойме и дельте Нижнего Дона, что привело к смене сообществ верхней и средней поймы на нетипичные из видов- вселенцев. На верхней пойме естественные леса из дуба и вяза почти полностью заместились на леса из ясеня пенсильванского (Ffaxinus pennsylvanica) и клена американского (Acer negundo). Типичные ивняки (Salix alba) средней поймы замещаются на кустарниковые аморфовые (Amorpha fruticosa) в прирусловой пойме и лоховые (Elaeagnus angustifolia) – в ценральных частях поймы. Разнотравные луга средней поймы замещаются на почти монодоминантные вейниковые (Calamagrostis epigeios) с участием колючего сорнотравья из видов бодяка (Cirsium) и дурнишника (Xanthium). Вновь образованные нетипичные пойменные сообщества лучше выдерживают круглогодично стабильно повышенный УГВ. Оценка нарушения обводненности экосистем и ландшафтов по пятибалльной шкале собственной методики показала, что наименее нарушенными (2 балла из 5-и возможных) являются территории, наиболее удаленные от гидротехнических сооружений – в современной и старой дельте Дона. Остальные профили (3-5), находящиеся в зоне влияния гидротехнических сооружений, имеют средний уровень нарушенности (3 балла), который пока не требует изменения гидрологического режима реки, а только лишь локальные гидро- и лесотехнические мероприятия по осушению территорий.
Ключевые слова: Нижний Дон, изменение расходов воды, меженный период, половодье, подтопление, пойма, уровень грунтовых вод, пойменные экосистемы и ландшафты, оценка нарушенности экосистем.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-22-36
EDN: QDMSBH
ТИПЫ ВОДНОГО РЕЖИМА ПЕСЧАНЫХ МАССИВОВ РЕКИ ДОН
Кулик А.К., Балкушкин Р.Н. Типы водного режима песчаных массивов реки Дон // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 37-45. | PDF
В условиях засушливого климата и недостаточного количества влаги для растений актуальность приобретают вопросы, связанные с изучением почвенно-гидрологических особенностей песчаных массивов. Цель исследований – изучение типов водного режима песчаных массивов реки Дон. В период с 2003 по 2021 гг. на территории песчаных массивов реки и ее притоков были проведены маршрутные и стационарные (закладка водно-режимных площадок) исследования. Лабораторные работы проводились на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН, включающем 8 крупногабаритных лизиметров и 18 вегетационных площадок. За год инфильтрация на открытых песках составляет в среднем 70% от общей суммы выпавших осадков. Наибольший сток к грунтовым водам отмечается на песчаных массивах Верхнего Дона. По данным лизиметрических исследований, среднегодовая интенсивность внутрипочвенного стока в условиях чистого пара максимальна на песчаных почвогрунтах и составляет в среднем 0.73 мм/сут., на супеси – 0.65 мм/сут., на легком суглинке – 0.37 мм/сут. При этом во второй половине года супесчаные почвы способны сбрасывать в грунтовые воды большее количество воды, чем песчаные и суглинистые почвы. Непромывной тип водного режима в большинстве случаев наблюдается на третьей террасе песчаных массивов с глубоким залегание грунтовых вод (> 8 м) и более тяжелыми по гранулометрическому составу почвами. На участках с корнедоступной для древостоя грунтовой водой наблюдается суточная пульсация с общим снижением уровня, поскольку ночное поступление воды не компенсирует транспирационный расход. Сезонные колебания уровня грунтовых вод на Придонских песках в среднем составляют 40-60 см, но могут достигать 90 см.
Ключевые слова: песчаные массивы, водный режим, почвенно-гидрологические константы, внутрипочвенный сток, лизиметры.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-37-45
EDN: VVRFAS
ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОЧВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПО СТАДИЯМ ИХ РАЗВИТИЯ В РЕГИОНАХ ЗАСУШЛИВОГО КЛИМАТИЧЕСКОГО ПОЯСА
Аличаев М.М., Султанова М.Г., Мусалаева П.Д. Дифференциация почвенных процессов по стадиям их развития в регионах засушливого климатического пояса // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 46-54. | PDF
Рассматриваются современные процессы проявления стадий опустынивания и аридной деградации и динамика их развития в зависимости от плодородия почв в засушливых условиях на примере регионов Западного Прикаспия – Терско-Кумской низменности и дельты Терека. Развитие деградационных процессов протекает в двух стадиях, принципиально отличающихся по содержанию и масштабам территориального распространения.
Первая стадия – природная деградация — берет начало со времени развития процессов почвообразования в голоцене в качестве одного из незаменимых элементов функционирования живых организмов на поверхности Земли. Естественная динамика деградационных процессов протекает с формированием равновесного состояния почвообразования с образованием отдельных типов почв полнопрофильного строения. В зависимости от условий почвообразования, характерных для деградационного направления, таких как засоление, загрязнение, солонцеватость почв на разных стадиях их развития, формируются солончаки, солонцы, пустыни песчаные и глинистые. Развитие перечисленных свойств почв в естественных условиях продолжается и в настоящее время, их эволюция протекает, начавшись в голоценовой эпохе (Акаев, 1996).
Во второй стадии динамика развития аридной деградации и опустынивания обусловлена антропогенным воздействием, коренным образом отличающимся от показателей природной деградации. В результате усиления антропогенного воздействия естественное состояние почвенного покрова сменяется неустойчивым вторичным в искусственно созданных условиях. К мероприятиям, способствующим формированию новых направлений почвообразования, относятся: расширение площадей орошаемых земель в дельте Терека, Терско-Кумской низменности и в других регионах, незащищенность освоенных почв от природных явлений засоления, ветровой эрозии и деградации.
Ключевые слова: стадии почвообразования, голоценовая дифференциация, антропогенная дифференциация, плодородие, галофиты, аридная деградация, геологические отрезки времени, исторические отрезки времени.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-46-54
EDN: XRHRDC
O ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ РАЗВИТИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ПОДГОРНО-ПРИМОРСКИХ РАВНИН ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ
Котенко М.Е., Асгерова Д.Б., Галимова У.М. O закономерностях развития почвенного покрова подгорно-приморских равнин Западного Прикаспия // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 55-60. | PDF
Подгорно-приморские равнины широко распространены в аридных регионах мира. Они формируются в прибрежной полосе, где горы близко подходят к морскому побережью. В отличие от других равнин они состоят из трех специфических элементов подгорной равнины: педимент, приморская равнина, или побережье, и континентальная часть региона. В этих компонентах ландшафта почвы и растительный покров существенно различаются, изменяя структуру почвенного покрова.
Ключевые слова: морское побережье, аридные почвы, педимент, опустынивание, миграция солей, засоление почв, индикатор.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-55-60
EDN: XUWQOR
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗНОВРЕМЕННЫХ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЗАСОЛЕНИЯ ПОЧВ СОЛОНЦОВОГО КОМПЛЕКСА (РЕСПУБЛИКА КАЛМЫКИЯ)
Прокопьева К.О. Использование разновременных космических снимков высокого разрешения для оценки засоления почв солонцового комплекса (Республика Калмыкия) // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 61-74. | PDF
Дистанционная оценка засоления почв природных солонцовых комплексов, которые характеризуются подповерхностным засолением почв, является сложной задачей. Тем не менее, исследования в этой области являются перспективными, так как засоление является ярким лимитирующим фактором, влияющим на произрастание растительности, и таким образом, оно влияет на спектральные характеристики растительности. В данной работе проведен анализ разновременных космических снимков высокого разрешения, который заключался в сопоставлении с детальными наземными данными по засоленности почв с использованием метода главных компонент и множественной линейной регрессии. В качестве данных дистанционного зондирования были использованы снимки с космических аппаратов QuickBird (2007 года) и SuperView-1 (2021 года) с пространственным разрешением 2 м. Наземные исследования проводились в 2011 и 2021 гг. Засоленность почв оценивалась по удельной электропроводности (ЕС) в водной суспензии 1:5. Выяснено, что за 10-летний период на ключевом участке не произошло значительных изменений в засолении почв, однако произошли изменения в состоянии растительности, которые отражены на картах вегетационного индекса NDVI. На основе разновременных космических снимков высокого разрешения были рассчитаны главные компоненты, и сделан вывод, что первые три компоненты объясняют почти 97% всей вариабельности изображения. Модели, построенные с применением множественного линейного регрессионного анализа, хорошо описывают засоление почв (R2 модели равен 0.68, 0.77, 0.83 для слоев 0-30, 0-50, 0-100 см, соответственно). Построенные модели, основанные на дистанционных данных, при проверке на контрольной выборке показали хорошую сходимость (R2 между предсказанными и реальными значениями ЕС равен 0.70, 0.87, 0.83 для слоев 0-30, 0-50, 0-100 см, соответственно). Предложенные модели будут полезны для оценки засоления почв солонцового комплекса на юге степной зоны по данным космических снимков высокого разрешения.
Ключевые слова: QuickBird, SuperView-1, оценка засоленности почв, солонцовые комплексы, метод главных компонент (МГК), NDVI, Прикаспийская низменность.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-61-74
EDN: PTOYDP
ЭКОСИСТЕМНОЕ И БИОТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ЮГО-ВОСТОЧНОАЛТАЙСКО-ТУВИНСКОГО ПУСТЫННО-СТЕПНОГО ОРОБИОМА
Огуреева Г.Н., Бочарников М.В. Экосистемное и биотическое разнообразие Юго-восточноалтайско-тувинского пустынно-степного оробиома // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 75-82. | PDF
На основе биомной концепции в биогеографии и эколого-географического подхода к анализу биоразнообразия дана региональная оценка уникального для России Юго-Восточноалтайско-Тувинского оробиома. Оробиом рассматривается в качестве опорной единицы инвентаризации и анализа экосистемного и биотического разнообразия горных территорий. Приводится характеристика биоклиматических показателей, характеризующих оригинальность пустынно-степного оробиома Субаридного класса типов поясности и его высотных поясов. Раскрыта высотно-поясная структура растительного покрова, в соответствии с которой складывается пространственная дифференциация флоры, растительных сообществ и экосистем в целом. Дана количественная оценка флористического (около 1400 видов сосудистых растений) и фитоценотического разнообразия по поясам (нивальный, пустошно-тундровый, лесостепной, степной пояса). Выявлены особенности пространственной структуры разнообразия сообществ в условиях горной территории.
Ключевые слова: биоразнообразие, горный биом, экосистема, биота, высотно-поясной спектр.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-75-82
EDN: ERCHHN
ЭКОЛОГО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ФОРМАЦИИ HALOCNEMETA STROBILACEI НА ПРИКАСПИЙСКОЙ НИЗМЕННОСТИ
Горяев И.А., Сафронова И.Н. Эколого-фитоценотическая классификация и характеристика формации Halocnemeta strobilacei на Прикаспийской низменности // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 83-90. | PDF
Halocnemeta strobilacei на Прикаспийской низменности в пределах Европейской России представлена 4 классами ассоциаций и 14 ассоциациями. Сарсазановые сообщества отмечены в пустынной и в степной зонах, в которых они отличаются по видовому составу и занимаемой площади. Наиболее распространенными являются ценозы сарсазанового (Halocnemeta strobilacei pura) класса ассоциации. Характерны сообщества двух классов ассоциаций: галофитнополукустарничково-сарсазанового (Halocnemeta strobilacei halosuffruticulosa) и однолетниково-сарсазанового (Halocnemeta strobilacei annuae). Редко встречаются сообщества еще одного класса ассоциаций ‒ злаково-сарсазанового (Halocnemetum strobilacei graminosa). Монодоминантные сарсазанники приурочены к почвам с высоким содержанием ионов хлора (Cl—). В почвах под бидоминантными ценозами, кроме ионов хлора (Cl—), высокое содержание имеют ионы натрия (Na+) и ионы сульфата (SO42-).
Ключевые слова: сообщества Halocnemeta strobilacei, полукустарнички, однолетники, классификационная схема, Прикаспийская низменность.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-83-90
EDN: KHCHJE
СОСТОЯНИЕ ДИКИХ ТЮЛЬПАНОВ СЕВЕРНОГО МАКРОСКЛОНА КЫРГЫЗСКОГО АЛА-ТОО В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ ИХ ИСЧЕЗНОВЕНИЯ
Кендирбаева А.Ж., Шалпыков К.Т., Рогова Н.А., Долотбаков А.К., Чынгыз У.-У. Состояние диких тюльпанов Северного макросклона Кыргызского Ала-Тоо в связи с проблемой их исчезновения // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 4 (93). С. 91-103. | PDF
Кыргызстан очень богат луковичными растениями. В целом группа эфемероидов в Кыргызстане широко представлена и относится к различным таксонам (семейства, роды и виды). В статье рассматривается современное состояние тюльпанов северного макросклона Кыргызского Ала-Тоо. Сильный полиморфизм, частые гибридизации, особенно среди тюльпанов, а также изменение окраски цветков при сушке гербария делают научную идентификацию отдельных видов достаточно сложной. В статье приведены результаты начальных исследований и годичного режима заповедования популяции тюльпанов в восточной части Кыргызского Ала-Тоо. По полученным данным тюльпаны чутко реагируют на заповедный режим.
Мониторинг за растительным покровом был проведен на пробных площадках, которые заложены в 2019 году, а также на контрольных участках. Все пробные площадки одной размерности (10 х 10 м2). Для проведения полустационарного мониторинга были выделены 5 пробных площадок и которые были огорожены сеткой рабицей для защиты от скота. Для проведения сравнительной характеристики и выявления стадии демутации пробных площадок проведен мониторинг 10 контрольных пробных площадокна сопредельных идентичных территориях.
На огороженных пробных площадях годичной давности число особей диких тюльпанов намного больше, чем на контрольных участках. Заповедный режим в течение одного года благоприятно повлиял на растительный покров среднегорного пояса. За короткий промежуток времени наблюдается демутационная стадия для всего флористического состава сообществ. Кратковременный (1 год) заповедный режим благоприятно повлиял на флористический состав сообществ, проективное покрытие травостоя, увеличение обилия диких тюльпанов и способствовал накоплению степного войлока.
Ключевые слова: эфемероиды, тюльпан, субэндемики, антропогенное воздействие, пробная площадка, контрольный участок, плодоносящие особи, огораживание, демутация, общее проективное покрытие.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-4-91-103
EDN: LKQPLY