ИЗМЕНЕНИЯ В КОМПОНЕНТАХ СТЕПНЫХ ГЕОСИСТЕМ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ В УСЛОВИЯХ ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА
Давыдова Н.Д. Изменения в компонентах степных геосистем Юго-восточного Забайкалья в условиях потепления климата // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 3-10. | PDF
Одной из проблем развития общества на Земле стало изменение климата вследствие повышения температуры воздуха, которое для разных регионов было и остается неравнозначным. Проведен анализ многолетних данных по температуре воздуха, атмосферным осадкам и влажности глубокопромерзающих мучнисто-карбонатных черноземов Онон-Аргунской степи Юго-Восточного Забайкалья. Показано, что очередной сухой период 1999-2020 гг. отличается от предыдущего 1965-1981 гг. существенным повышением температуры и неоднозначным годовым количеством атмосферных осадков. По этим показателям он делится на две части: очень сухую теплую и влажную очень теплую. В наиболее сухой период (2001-2011 гг.) запасы влаги в почвах большую часть времени находились на уровне влажности завядания и ниже. В природе наблюдались такие катастрофические явления, как повсеместное усыхание древостоев, исчезновение озер, в том числе крупного – Барун-Торей. С 2012 г. количество атмосферных осадков увеличилось, но мало повлияло на запасы влаги почв и пополнение объема воды в озерах. Вследствие этого к 2018 году практически исчезла акватория другого крупного озера Торейской депрессии – Зун-Торей. Днища высохших озер превратились в содово-сульфатные натриевые и содово-хлоридно-сульфатные натриевые солончаки. В наземном травостое степей наблюдалось внедрение в состав сообществ ксерофильных видов, а также снижение его высоты и густоты. Надземная растительная масса уменьшилась в 1.5-2.0 раза.
Ключевые слова: глобальное потепление, Онон-Аргунская степь, атмосферные осадки, температура воздуха, влажность, почва, усыхание озер, растительность, ксерофильные виды, древостой.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-3-10
КОНВЕКТИВНЫЙ ВЫНОС АЭРОЗОЛЯ В ПУСТЫННЫХ ЗОНАХ КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА
Тлеумуратова Б.С., Нарымбетов Б.Ж. Конвективный вынос аэрозоля в пустынных зонах как фактор повышения температуры воздуха // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 11-19. | PDF
В статье обсуждается аэрозольное загрязнение атмосферы в Южном Приаралье как фактор климатических изменений в регионе. Основными причинами загрязнения являются ветровой и конвективный выносы почвенных частиц с подстилающей поверхности. Показаны различия обоих типов эмиссии. Поскольку влияние ветрового выноса аэрозоля с осушенного дна Аральского на региональный климат изучено в выполненных ранее нами исследованиях, в данной работе впервые в качестве фактора увеличения летних температур воздуха в Южном Приаралье рассматривается лишь конвективный вынос почвенных микрочастиц с пустынных поверхностей. В работе приведены результаты расчетов массовой концентрации аэрозоля в приземном слое атмосферы, обусловленной конвективными потоками. Полученная методами математического моделирования количественная оценка показала существенность конвективного выноса аэрозоля в Южном Приаралье, увеличивающего концентрацию аэрозоля до 1.2 мг/м3. В результате численных экспериментов выявлена зависимость повышения температуры воздуха конвективным выносом почвенных частиц от дисперсности аэрозоля в диапазоне 0.3-5оС. Отсутствие в Южном Приаралье осадков в июле-августе, противодействующих конвективному выносу почвенного аэрозоля вымыванием аэрозоля из атмосферы и смачиванием подстилающей поверхности, обеспечивает непрерывное поступление аэрозольных частиц в атмосферу, что увеличивает климатообразующий эффект рассматриваемого процесса. В первом приближении оценено значение прогрессирующего опустынивания во многих регионах планеты для глобального потепления климата.
Ключевые слова: конвективный вынос, аэрозоль, приповерхностная температура воздуха, климатический форсинг, Южное Приаралье.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-11-19
ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА НА ДЕГРАДАЦИЮ ПОЧВ В АРИДНЫХ ЗОНАХ ПОВОЛЖЬЯ
Губарев Д.И., Левицкая Н.Г., Деревягин С.С. Влияние изменений климата на деградацию почв в аридных зонах Поволжья // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 20-27. | PDF
Целью исследований было установить влияние изменения климата на процессы деградации почв и опустынивания земель в аридных регионах Поволжья. Материалом для исследований послужили данные наблюдений за 1971-2020 гг. по 20 метеорологическим станциям, а также результаты почвенно-экологического и гидрогеологического мониторинга на исследовательских стационарах ФГБНУ «ФАНЦ Юго-Востока» в преобладающих почвенно-климатических зонах на территории Саратовской области (лесостепь, степь, сухая степь и полупустыня). Выявлены признаки, сопутствующие аридизации, опустыниванию и деградации земель, дифференцировано по природным зонам. В частности, средняя годовая температура воздуха увеличилась по сравнению с климатической нормой на 1.0-1.2°С, наибольший рост наблюдался в августе – на 2.0-2.2°С. Средняя за теплый период температура поверхности почвы увеличилась на 1.1-1.5°С. Риски сильных атмосферных засух в течение всего вегетационного периода увеличились на всей территории, наиболее заметно – в полупустынной зоне (с 55% до 82%). Количество осадков в весенний период увеличилось на 10-25%, а в летний период сократилось на 23-30%. Границы полупустынной зоны сместились в северном и северо-западном направлении. Намечена тенденция изменения гидрологического режима зональных почв с непромывного на периодически промывной в 20-40% лет. Значения индексов аридности территории, рассчитанные за период с 2001 по 2020 гг., увеличились по сравнению с климатической нормой за 1971-2000 гг. на 3-6%. Это является показателем нарастания аридности климата при его современном потеплении. В результате в слое почвы 0-0.3 м выявлены высокие темпы дегумификации (снижение относительного содержания гумуса на 21-35%) и изменения структурного состояния пахотного слоя и гранулометрического состава (снижение водопрочных агрегатов >0.25 мм с 39% до 31.8% и абсолютного содержания физической глины на 7.5%). При этом отмечается увеличение минерализации грунтовых вод с 2500 до 7000 мг/л, а также увеличение содержания в почвенном растворе токсичных солей. Так, содержание ионов Cl—, SO42- в местах подпитки грунтовыми водами увеличилось с 0.27 до 0.56 мг/экв. и с 0.27 до 13.27 мг/экв. соответственно. Значения катионов также возросло: Ca2+ – с 0.30 до 4.41 мг/экв., Mg2+ – с 0.12 до 5.59 мг/экв., сумма K+ и Na+ – с 0.09 до 0.28 мг/экв. В пониженных элементах рельефа отмечено развитие процессов локального засоления и заболачивания.
Ключевые слова: изменение климата, аридизация, засуха, деградация, засоление.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-20-27
ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЙ ЕСТЕСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА В ИСТОЧНИКАХ ПЫЛЕОБРАЗОВАНИЯ ЮГО-ЗАПАДНОГО ИРАНА ПРИ РАЗНЫХ РЕЖИМАХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСАДКОВ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ САЖЕНЦЕВ
Динарванд М., Арами С.А., Сараб С.А.М. Оценка изменений естественного растительного покрова в источниках пылеобразования Юго-Западного Ирана при разных режимах распределения осадков и использовании оросительных систем для выращивания саженцев // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 28-41. | PDF
Эффективное использование осадков и запасов воды является основополагающим для восстановления и улучшения пастбищ в засушливых районах. В данном исследовании мы оценили изменения, происходящие в естественном растительном покрове 3 регионов (очагов пылеобразования) на юге и юго-востоке г. Ахваза при использовании различных систем орошения и при разных режимах выпадения осадков в районах, где выращивают саженцы. Мы проложили в этих регионах пять 100-метровых трансект на расстоянии 50 метров друг от друга. Вдоль них мы выбрали 180 ключевых участков. Во время двух вегетационных сезонов (весной и осенью) с 2018 по 2020 гг. мы наблюдали за тем, как на них развиваются местные виды растений. Мы рассчитывали индексы Симпсона и Шеннона, а также доминирующего разнообразия с помощью программного обеспечения PAST. Результаты показали, что с 2018 по 2020 гг. различные методы орошения наряду с осадками вызвали значительные положительные изменения в растительном покрове изучаемой территории, в количестве произрастающих на ней видов и их разнообразии. Результаты также показали большую разницу между средним индексом доминирования, индексами Симпсона и Шеннона и растительным покровом, а также между количеством видов в разные годы. Наше исследование позволило выяснить, что из-за нехватки воды для поверхностного орошения создание с помощью экскаватора контурных борозд и оросительных ям является лучшим и наиболее экономичным способом для восстановления местных видов. Помимо создания колодца для поливной воды этот метод обеспечивает лучшее орошение в сезон дождей, а также подходящий субстрат для роста и всхожести семян местных растений.
Ключевые слова: провинция Хузестан, бороздование, индекс Шеннона, индекс Симпсона, видовое разнообразие.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-28-41
ПОЧВЫ АРИДНЫХ РЕГИОНОВ ЮГА РОССИИ В БАЗОВОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ МИРА
Залибеков З.Г., Мамаев С.А., Биарсланов А.Б., Курбанисмаилова А.С. Почвы аридных регионов юга России в базовой классификации почв мира // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 42-52. | PDF
Почвенно-картографические исследования и составление почвенных карт осуществляются с применением классификации и диагностики почв, а также разных методических подходов. Наиболее приемлемыми в современных условиях являются «Классификация и диагностика почв России» (2004), основным отличием которой является использование принципов субстантивно-генетической классификации, разработанной В.М. Фридландом. Для дальнейшего развития этой классификации предпринята попытка определения классификационного положения и свойств аридных почв, подверженных опустыниванию, аридизации. Важным критерием, определяющим приемлемость нового подхода, является выделение надтиповых подразделений (стволы – синлитогенные, постлитогенные органоминеральные почвы), характерных для сильно деградированных почв в очагах опустынивания. Опустынивание, как естественно-антропогенный процесс приводит к утрате гумусовых горизонтов и выходу на поверхность почвообразующей геологической породы. При этом изменяются свойства почв на высшем надтиповом уровне с переходом постлитогенных в синлитогенные органоминеральные почвы.
Учитывая глобальный характер проявления опустынивания, контроль происходящих изменений является обязательным условием для определения места аридных почв южных регионов России в базовой классификации почв мира. В предлагаемой статье дается теоретическое обоснование выделяемых для дополнения классификационных разностей с диагностикой, номенклатурой свойств с соответствующей последовательностью.
Ключевые слова: базовая классификация, субстантивно-генетическая классификация, аридные почвы, синлитогенная разновидность, постлитогенная разновидность, галоморфное опустынивание, ферраллитные образования, эрозия, засоление, дегумификация.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-42-52
СЕРИЯ СРЕДНЕМАСШТАБНЫХ ПРИРОДНЫХ КАРТ ДЖИЗАКСКОЙ СТЕПИ В 70-е ГОДЫ XX ВЕКА (ДО НАЧАЛА МЕЛИОРАТИВНОГО ОСВОЕНИЯ)
Панкова Е.И., Голованов Д.Л., Ямнова И.А. Серия среднемасштабных природных карт Джизакской степи в 70-е годы XX века (до начала мелиоративного освоения) // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 53-64. | PDF
В статье рассмотрены природные условия Джизакской степи на 70-80-е годы XX века. В этот период мы создали серию карт, отразивших природное разнообразие степи до начала ее мелиоративного освоения. В серию карт входят: 1) карта литолого-геоморфологического районирования, 2) почвенная карта, 3) карты засоленности, 4) карта гипсоносности почв. Все перечисленные карты были созданы на топографической основе М 1:100000 с применением материалов аэрофотосъемки. На территории Джизакской степи были выделены 22 литолого-геоморфологических района, объединенных в 5 литолого-геоморфологических областей. В их пределах были дополнительно составлены детальные почвенно-солевые карты М 1: 2000 на ключевые участки. Серия карт является своего рода геоинформационной системой, характеризующей состояние почвенного покрова Джизакской степи до начала ее освоения.
В статье приведена информация об особенностях почв выделенных областей. Показано, что в пределах литолого-геоморфологических районов выделенные области существенно различались до орошения по истории развития, литологическому строению, структуре почвенного покрова, степени засоления и гипсоносности почв, а, значит, и по своим мелиоративным свойствам.
Анализ различий исходного почвенно-мелиоративного состояния выделенных областей и районов позволит в настоящее время более достоверно оценить достоинства и недостатки проведенных мелиоративных мероприятий в разных районах Джизакской степи с учетом их природных особенностей.
Ключевые слова: засоление, гипсоносность, география, картография, генезис и классификация аридных почв.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-53-64
СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПУСТЫНЕННЫХ ПАСТБИЩ ЧЕРНЫХ ЗЕМЕЛЬ
Юферев В.Г., Ткаченко Н.А., Синельникова К.П. Спектральные характеристики опустыненных пастбищ Черных Земель // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 65-72. | PDF
Современные геосистемы опустыненных территорий Калмыкии функционируют в условиях увеличения антропогенной нагрузки и интенсивности негативных погодных явлений, в том числе под воздействием пыльных бурь, что часто приводит к значительному снижению продуктивности пастбищ, уменьшению кормовой базы и значительному сокращению численности скота. В связи с этим является актуальным определение спектральных характеристик опустыненных пастбищ наземными методами, обеспечивающее не только выявление распределения отраженной энергии по частотам спектра, что само по себе важно для последующей верификации данных дистанционного зондирования пастбищ, но и возможности получения значений нормализованных индексов как для растительных сообществ, так и для конкретных растений и типов почв с формированием базы пространственных данных. Объекты исследований – естественные фитоценозы опустыненных пастбищ Черных Земель на полигонах «Смушковое», «Молодежный», «Привольный», «Длинные Саги» и «Тавн-Гашун». На полигонах были проведены геоботанические, спектрометрические исследования и получены пространственно-определенные данные по спектральным характеристикам их растительных сообществ. Спектрометрические исследования фитоценозов проводят для оценки их состояния на основе спектрозональной съемки, как наземной, так и дистанционной. Для представления результатов оценки спектрометрических характеристик растительного покрова сбитых пастбищ были выбраны преобладающие сообщества на полигоне «Тавн-Гашун»: мятликовое с участием дескурении Софии (Poa bulbosa+Descurainia sophia), с проективным покрытием 45%, мятликово-ковыльное (Poa bulbosa–Stipa capillata) с проективным покрытием 40% и открытая почва (слабогумусированный песок). Исследования проведены с использованием полевого спектрорадиометра PSR-1100. Результаты исследований спектра отраженного излучения растительных сообществ и подстилающих почв позволили установить характерные особенности распределения отраженной и поглощённой энергии, составить для них каталог индивидуальных спектров и нормализованных индексов. Установлены индивидуальные спектральные характеристики для фитоценоза Poa bulbosa+Descurainia sophia: среднее значение отраженной энергии по всем диапазонам спектра составило 20.2 мВт/(м2·ср·нм), стандартное отклонение отраженной энергии – 9.90, вегетационный индекс NDVI=0.208. Для Stipa capillata среднее значение отраженной энергии по всем диапазонам спектра – 20.5 мВт/(м2·ср·нм), стандартное отклонение отраженной энергии – 12.36, вегетационный индекс NDVI=0.316. Для Calligonum aphyllum среднее значение отраженной энергии по всем диапазонам спектра – 47.2 мВт/(м2·ср·нм), стандартное отклонение отраженной энергии – 9.81, вегетационный индекс NDVI=0.354. Для верхнего слоя почвы среднее значение отраженной энергии по всем диапазонам спектра – 30.3 мВт/(м2·ср·нм), стандартное отклонение отраженной энергии – 9.28, вегетационный индекс NDVI=0.106. Наибольшее среднее значение NDVI отмечено для Calligonum aphyllum.
Ключевые слова: геосистема, опустынивание, деградация земель, спектрометрия, космические снимки, фитоценозы, вегетационные индексы.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-65-72
РАДИАЛЬНЫЙ РОСТ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ В ЭКСТРАЗОНАЛЬНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ СУХОЙ СТЕПИ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ РАВНИНЫ
Рыгалова Н.В., Быков Н.И., Шигимага А.А. Радиальный рост древесных растений в экстразональных и антропогенных ландшафтах сухой степи Западно-Сибирской равнины // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 73-79. | PDF
В работе представлен дендроклиматический анализ древесно-кольцевых хронологий хвойных (Pinus sylvestris L., Larix sibirica Ledeb.) и лиственных (Betula pendula Roth., Populus balsamifera L.) пород деревьев, произрастающих в естественных экстразональных ландшафтах ленточных боров и природно-антропогенных ландшафтах полезащитных лесополос в сухостепной подзоне юга Западной Сибири. Максимальный годичный прирост отмечен у тополя, минимальный – у лиственницы. Наибольшей климатической чувствительностью характеризуются ряды радиального роста деревьев лесополос (максимальные значения отмечены для березы). Отмечено сходство древесно-кольцевых рядов березы и лиственницы, которые наиболее подвержены водному стрессу в условиях сухой степи. Установлена значимость гидротермических условий августа-сентября предыдущего года, а также мая (для хвойных пород) и преимущественно июня (для лиственных) текущего года. Положительная статистически значимая связь отмечена с осадками и показателем увлажнения территории (с гидротермическим коэффициентом Селянинова), с температурой – отрицательная. Для хронологий сосны естественных ленточных боров вклад первой компоненты определяет 80.6% изменчивости ряда, что больше, чем для хронологий лесополос. Это свидетельствует о смешанном природно-антропогенном сигнале в годичных кольцах деревьев искусственных лесопосадок.
Ключевые слова: сухая степь, радиальный рост деревьев, дендроклиматический анализ, ленточные боры, полезащитные лесополосы, сосна обыкновенная, лиственница сибирская, береза повислая, тополь бальзамический.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-73-79
ОПАСНЫЕ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА РАСТЕНИЯ АРИДНЫХ И СЕМИАРИДНЫХ БИОМОВ РОССИИ
Дикарева Т.В., Румянцев В.Ю., Солдатов М.С., Малхазова С.М. Опасные для здоровья человека растения аридных и семиаридных биомов России // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 80-90. | PDF
В статье анализируется набор видов аллергенных и ядовитых растений в аридных и семиаридных биомах России. Выявлено видовое разнообразие аллергенных и ядовитых растений. Проведен статистический анализ связей между числом видов аллергенных и ядовитых растений в региональных биомах и климатическими показателями, соответствующие тематические картосхемы и дан их анализ. Показано, что число видов аллергенных и ядовитых растений связано с общим количеством видов в биомах, которое, в свою очередь, обусловлено географическим положением, определяющим среднегодовую температуру и количество осадков в регионах. Наиболее тесная связь установлена между числом видов аллергенных и ядовитых растений и среднегодовыми температурами воздуха. Относительно высокая связь выявлена между числом видов и среднегодовым количеством осадков. Однако связь общего числа видов опасных растений в биоме с индексом аридности оказалась низкой.
Ключевые слова: аллергенные и ядовитые растения, аридные и семиаридные биомы, климатические показатели, корреляционный анализ.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-80-90
ОНТОГЕНЕЗ И ОНТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ УЗКОЛОКАЛЬНОГО ЭНДЕМИКА КЫЗЫЛКУМА ASTRAGALUS HOLARGYREUS BUNGE (FABACEAE)
Сарибаева Ш.У., Шомуродов Х.Ф., Абдураимов О.А. Онтогенез и онтогенетическая структура ценопопуляций узколокального эндемика Кызылкума Astragalus holargyreus Bunge (Fabaceae) // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 91-98. | PDF
Astragalus holargyreus Bunge – узколокальный эндемик Кызылкума. Произрастает в останцовых горах Букантау. Включен в «Красную книгу» Республики Узбекистан (2019) со статусом 1. Целью статьи является оценка современного состояния ценопопуляций. При описании онтогенеза использовали методику Т.А. Работнова (1950), А.А. Уранова (1975) и работу “Ценопопуляции растений” (1976). Структуру ценопопуляции изучали общепринятым методом (Уранов, 1975; Ценопопуляции …, 1976). Ценопопуляции характеризовали по классификациям онтогенетической структурности А.А. Уранова и О.В. Смирновой (1969), возрастности и эффективности Л.А. Животовского (2001). Экологическую плотность определили по У. Одум (1986). Геоботанические описания выполнены по стандартной методике на площадках 100 м2 (Полевая геоботаника, 1964). Astragalus holargyreus – моноцентрический вегетативно неподвижный стержнекорневой травянистый поликарпик с симподиально возобновляющимися моноциклическими побегами. Онтогенетический спектр первой ценопопуляции соответствует характерному и отражает биологические особенности вида: постепенное увеличение длительности жизни в прегенеративном и генеративном периодах с кульминацией в средневозрастном состоянии, быстрое старение. с абсолютным максимумом на особях средневозрастного генеративного состояния. Доля особей с абсолютным максимумом приходится на особи средневозрастного генеративного состояния (29.06%). Онтогенетический спектр во второй ценопопуляции не совпадает с характерным, одновершинная с абсолютным максимумом на виргинильные особи (23.40%). В ценопопуляции 1 средняя плотность особей равна 0.86 шт. на 1 м2, в ЦП2 – 1.17. Экологическая плотность варьирует от 1.28 до 2.76. По сумме баллов организменных и популяционных признаков все обследованные ценопопуляции находятся в стабильном состоянии. Сохранить природную популяцию Astragalus holargyreus путем внесения местообитаний вида (хребет Букантау) в систему охраняемых природных территорий республики.
Ключевые слова: Astragalus holargyreus, онтогенез, пустыня Кызылкум, хребет Букантау, онтогенетическая структура, ценопопуляция.
DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-91-98