Влияние длительновременных климатических изменений на структуру предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 911.5

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОВРЕМЕННЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НА СТРУКТУРУ ПРЕДГОРНЫХ

ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО КАВКАЗА

© 2013 * w ** *

Братков В.В., Атаев З.В., Баисиева Л.К. , Гаджимурадова З.М.

Московский государственный университет геодезии и картографии

*

Дагестанский государственный педагогический университет

**

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова

В статье анализируется временная структура предгорных ландшафтов СевероВосточного Кавказа с точки зрения влияния на нее климатических изменений, происшедших за последние 60 лет. Изменения встречаемости групп состояний, осредненные по 10-летним отрезкам, позволяют сделать вывод о том, что климатические изменения накладывают отпечаток преимущественно на зимние состояния. В результате сокращается не только их длительность, но и длительность зимнего сезона в целом. Набор состояний и длительность летнего сезона изменяются в гораздо меньших пределах. В целом структура предгорных ландшафтов в связи с большой мозаичностью остается довольно стабильной.

The article analyzes the temporal structure of the landscape of the foothills of the Northeast Caucasus in terms of impact on her climatic changes over the last 60 years. Changes in the occurrence of groups of states, averaged over a 10-year intervals, lead to the conclusion that climate change leave a mark mainly for winter conditions. This reduces both their durability and the duration of the whole winter season as well. A set of states and the duration of the summer season changed to a much smaller range. In general the structure of the foothill landscapes in connection with a large mosaic remains fairly stable.

Ключевые слова: предгорный ландшафт, Северо-Восточный Кавказ, климатические изменения, состояния ПТК, временная структура ландшафтов.

Key words: foothill landscape, the North-Eastern Caucasus, climate changes, state of NRC, temporal structure of landscapes.

Климатические изменения с точки зрения масштабов времени принято делить на геологические (связанные, как правило, с покровными оледенениями), исторические (охватывающие периоды

времени в несколько тысячелетий) и современные (в десятки и сотни лет). Они обусловлены космическими,

астрономическими, геологическими и другими факторами, а современные

изменения - также и деятельностью человека [6, 7].

Вне зависимости от причин, их вызывающих, климатические изменения сказываются на пространственно-временной, или физико-географической, организации геосистем, под которой понимается устойчивая упорядоченность, структурированность во времени и пространстве, проявляющаяся на земной поверхности в форме разнокачественных индивидуальных геокомплексов разного таксономического ранга и закономерном сочетании их суточных, сезонных, годовых и внутривековых микро-, мезо- и макросостояний (режимов

функционирования) [4]. Режимы функционирования находят свое выражение через состояния природно-территори-альных комплексов (ПТК), которые в зависимости от продолжительности подразделяются на кратковременные (до 1 сутки), средневременные (от 1 сутки до 1 года) и длительновременные (более 1 года) [2]. То есть для смены пространственной структуры ПТК, в частности под влиянием изменений климата, необходима смена временной структуры, под которой следует понимать типичные наборы состояний, характерные для того или иного типа ландшафтов [1, 5, 8, 9]. В этой связи для оценки влияния климатических изменений на ландшафтную структуру необходим анализ внутриландшафтных климатических условий и

соответствующих им временных структур за соответствующие промежутки времени длительностью 10 лет.

Предгорные ландшафты интересны тем, что, являясь переходной полосой между равнинной и горной частями, в свою пространственную структуру включают ПТК, характерные как для гор, так и для равнин. В условиях СевероВосточного Кавказа это чаще всего лесостепные ландшафты. Для оценки климатических изменений и их влияния на временную структуру рассмотрим данные опорных метеостанций «Буйнакск» (дерновинно-злаковые степи в сочетании с шибляками и смешанно-дубовыми лесами на черноземах и серых лесных почвах) и «Владикавказ» (грабово-дубовые и грабово-буковые леса в сочетании с луговыми степями на бурых лесных и черноземовидных почвах) за 1950-2010 гг. Обзор климатических изменений в пределах этих ландшафтов приведен в работе [3].

Влияние климатических изменений на временную структуру дерновинно-злаковых степей в сочетании с шибляками и смешанно-дубовыми лесами на черноземах и серых лесных почвах иллюстрирует таблица 1. Как видно из приведенных данных, осредненных по 10-летним интервалам, отмечается постепенный рост температуры воздуха, особенно за последнее десятилетие, а также небольшое увеличение количества выпадающих осадков. Однако в целом характер внутриландшафтного

увлажнения, выраженный через коэффициент увлажнения, остается стабильным.

Таблица1

Встречаемость групп состояний дерновинно-злаковых степей в сочетании с шибляками и смешанно-дубовыми лесами на черноземах и

Годы Н 0 СБ и- и+ г Б К А ДТ ДR ДКу

1951-1960 28 12 13 13 11 10 12 3 0 -0,4 -55 -0,05

1961-1970 17 15 16 17 12 11 7 7 0 -0,2 -8 0,01

1971-1980 19 18 14 14 10 11 5 7 3 -0,4 -9 0,00

1981-1990 23 15 16 12 15 9 6 4 0 -0,2 21 0,02

1991-2000 16 14 14 13 14 15 8 7 0 0,2 12 0,00

2001-2010 13 14 13 16 18 13 9 4 2 1,1 25 0,00

Среднее 19 15 14 14 13 11 8 5 1 10,3 461 0,48

Примечание: обозначения состояний и их групп приведены в тексте; здесь и далее ДТ - отклонение годовой температуры воздуха от средней величины за весь рассматриваемый временной отрезок; ДР - отклонение

годового количества осадков от средней величины за весь рассматриваемый временной отрезок; ДКу -отклонение коэффициента увлажнения Н.Н. Иванова от средней величины за весь рассматриваемый временной отрезок

Нивальные состояния, на долю которых приходится в среднем 19% за рассматриваемый период, минимально были представлены во временной структуре в 2001-2010, 1991-2000 и 19611979 гг. (13, 16 и 17% соответственно). Чаще всего они отмечались в 1951-1960 гг. (28%) и 1981-1990 гг. (23%). В целом связь этой группы состояний с годовой температурой воздуха выражена слабее, чем с количеством осадков, однако имеющаяся тенденция роста температуры воздуха и увеличение количества осадков приводят к сокращению данной группы состояний.

Гумидные состояния отмечаются во временной структуре наиболее часто среди летних состояний, в среднем на них приходится 15%, а величина изменения не превышает 3%. Очевидного и заметного влияния изменение климатических условий на эту группу состояний не просматривается.

Семигумидные состояния,

встречаемость которых близка к гумидным, также довольно стабильно представлены во временной структуре данных ландшафтов - 13-16%. Поэтому также можно утверждать, что данная группа состояний тоже

малочувствительна к изменению климатических условий.

Участие во временной структуре переходных (осенних и весенних) состояний довольно близко - 14 и 13% соответственно. В целом отмечается некоторое увеличение

продолжительности данных сезонов в связи с увеличением годовой температуры воздуха, что наиболее отчетливо заметно в начальный и конечный временные отрезки.

Бесснежные состояния холодного периода, средняя годовая встречаемость которых составляет 11%, стабильнее были представлены в первую половину рассматриваемого временного отрезка -10-12%. Начиная с 1990-х годов их участие во временной структуре увеличилось до 13-15%, что можно рассматривать как реакцию на повышение температуры воздуха и увеличение количества выпадающих осадков.

Семиаридные состояния, средняя годовая встречаемость которых

составляет 8%, изменяются в значительных пределах: если в 1951-1960 гг., когда отмечались наиболее холодные и сухие условия, их доля была максимальной - 12%, то в 1971-1980 гг., несмотря на некоторое увеличение количества осадков по сравнению с 19511960 гг., произошло сокращение их встречаемости более чем в 2 раза - до 5%. Увеличение температуры воздуха привело к росту встречаемости данной группы состояний в последние годы.

Криотермальные состояния, годовая встречаемость которых составляет 5%, наиболее редко отмечались в начальный и конечный временные отрезки, то есть как в условиях наиболее холодных и сухих, так и в теплых и относительно влажных. Очевидно, что эта группа состояний слабо реагирует на изменения климатических условий.

Аридные состояния отмечаются в данном ареале предгорных ландшафтов эпизодически. Так, в 1971-1980 гг. на них приходилось 3%, а в 2001-2010 гг. - 2%, то есть они связаны преимущественно с циркуляционными процессами.

Однако если на уровне групп состояний не выявляется заметного влияния на них климатических изменений, то при объединении их в сезоны она начинает проявляться. Так, в 1951-1960 гг. на долю собственно зимних состояний (нивальных и

криотермальных) приходился 31%, то в 2001-2010 гг. - лишь 17%. Что касается летних состояний (гумидных,

семигумидных, семиаридных и аридных), то их доля довольно стабильна и составляет 36-38%.

Влияние климатических изменений на временную структуру грабово-дубовых и грабово-буковых лесов в сочетании с луговыми степями на бурых лесных и черноземовидных почвах иллюстрирует таблица 2. В отличие от восточного сектора здесь отмечаются более существенные изменения гидротермических условий, хотя общая тенденция роста температуры воздуха и количества выпадающих осадков также выражена довольно четко. Наиболее существенным отличием является то, то характер внутриландшафтного увлажнения изменился за последние 30 лет: коэффициент увлажнения в большей

степени соответствует лесным условиями, | чем лесостепным.

Таблица 2

Встречаемость групп состояний грабово-дубовых и грабово-буковых

лесов в сочетании с луговыми степями на бурых лесных и черноземовидных почвах в зависимости от климатических условий

Годы Н 0 и+ и- г ОБ К Б ДТ ДR Ку

1951-1960 31 23 13 15 6 8 3 1 -0,4 -123 0,86

1961-1970 23 26 15 15 12 3 6 1 -0,2 49 1,08

1971-1980 28 24 16 15 8 4 3 3 -0,4 -46 0,95

1981-1990 28 26 17 12 10 3 3 2 -0,1 -15 1,00

1991-2000 27 22 16 14 13 4 1 3 0,2 54 1,04

2001-2010 19 27 18 13 12 6 3 3 1,1 131 1,08

Среднее 26 25 16 14 10 5 3 2 8,7 873 1,00

Нивальные состояния наиболее часто отмечаются во временной структуре - на их долю в среднем приходится 26%, но при этом наиболее часто они отмечались в начальный временной отрезок (31%), а наиболее редко - в последний (19%). То есть рост температуры воздуха не мог не сказаться на роли этой группы состояний во временной структуре ПТК.

Гумидные состояния, средняя многолетняя встречаемость которых составляет 25%, стабильно представлены во временной структуре. Наиболее часто они отмечались в 2001-2010 гг. (27%), а реже всего - в 1991-2000 гг. (22%). В обоих случаях условия были теплыми и влажными, а с учетом того, что в 1961-1970 гг. отмечались относительно холодные и влажные условия, а в 1981-1990 гг. -относительно сухие, идентичная встречаемость данной группы состояний свидетельствует о слабом влиянии климатических изменений на данную группу состояний.

Переходные состояния, на долю которых приходится 16 (весенние) и 14% (осенние), довольно стабильно представлены во временной структуре. Интересной особенностью является то, что если в начале рассматриваемого временного ряда осенние состояния были продолжительнее весенних, то в 20012010 гг., наоборот, весна длилась дольше осени.

Бесснежные состояния холодного периода, участие которых в годичном спектре состояний достигает 10%, реже всего отмечались в разной степени в холодные и сухие периоды (1951-1960 и 1971-1980 гг.), когда на них приходилось 68%. Повышение температуры воздуха и увеличение количества осадков приводило к увеличению участия данной группы состояний во временной структуре.

Семигумидные состояния

присутствуют во временной структуре ПТК стабильно, но при этом их наибольшая доля отмечалась в начальное и конечное десятилетия - 6-8%, а в остальные годы их доля была 3-4%, то есть они отмечались не каждый год. Эти состояния не являются индикаторами климатических изменений.

Криотермальные состояния более часто отмечались в первую половину рассматриваемого временного отрезка, когда их доля достигала 3-6%. В 19912000 гг. они появлялись во временной структуре эпизодически, хотя в последний отрезок их роль вновь возросла.

Семиаридные состояния в 1951-1960 и 1961-1970 гг. отмечались во временной структуре данного ареала предгорных ландшафтов эпизодически, так как их встречаемость составляла только 1%. Рост температуры воздуха даже с увеличением количества выпадающих осадков привел к тому, что данная группа состояний стала более стабильной.

Как и в случае с более восточным участком предгорно-холмистых

ландшафтов, наиболее четко потепление отражается на соотношении сезонов -доля типичных зимних состояний сократилась с 34% в 1951-1960 гг. до 22% в 2001-2010 гг., при этом летний сезон остался более стабильным, хотя и отмечается его незначительное удлинение в последний рассматриваемый отрезок.

Таким образом, климатические изменения в пределах предгорно-хол-мистых ландшафтов Северо-Восточного Кавказа, рассматриваемые по 10-летним отрезкам, имеют общую тенденцию, а именно - увеличение средней годовой температуры воздуха и количества выпадающих осадков. Однако характер

увлажнения в восточном секторе остается стабильным, а в западном -внутриландшафтное увлажнение

улучшается. Наиболее чутко реагируют на данные климатические тенденции зимние состояния - их доля уменьшается, тогда как структура летнего сезона остается более стабильной. Это позволяет делать вывод об относительной стабильности ландшафтной структуры

данных ландшафтов. В связи с наличием в ее составе разнотипных ПТК (древесных, кустарниковых и травяных), скорее всего, может происходить улучшение условий произрастания для отдельных их групп при общей более высокой мозаичности по сравнению как с горными, так и с равнинными ландшафтами.

Примечания

1. Атаев З. В., Братков В. В., Гаджимурадова З. М., Заурбеков Ш. Ш. Климатические особенности и временная структура предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2011. № 1. С. 92-96. 2. Беручашвили Н. Л. Четыре измерения ландшафта. М. : Мысль, 1986. 182 с. 3. Братков В. В., Атаев З. В., Байсиева Л. К. Временная неоднородность климатических условий предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа // Юг России: экология, развитие. 2013. № 1. С. 6-11. 4. Дьяконов К. Н. Геофизика ландшафта: Биоэнергетика, модели, проблемы. М. : Изд-во Моск. ун-та, 1991. 95 с. 5. Заурбеков Ш. Ш. Современные климатические изменения и их влияние на ландшафтную структуру региона (на примере Северного Кавказа): Автореф. дисс. ... д-ра геогр. наук. Краснодар, 2012. 48 с. 6. Хрусталев Ю. П. Эколого-географический словарь / научн. ред. Г. Г. Матишов. Батайск, 2000. 198 с. 7. Щукин И. С. Четырехъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии / под ред. А. И. Спиридонова. М. : Советская энциклопедия, 1980. 703 с. 8. Ataev Z. V., Bratkov V. V. The climatic features and the temporal structure of the foothill landscapes in the Northeastern Caucasus // European researcher = Европейский исследователь. 2011. № 10. С. 1439-1444. 9. Bratkov V. V., Ataev Z. V. Temporal inhomogeneity of North-East Caucasus piedmont landscapes weather conditions // European researcher = Европейский исследователь. 2013. T. 46. № 4-2. С. 957-964.

Статья поступила в редакцию 10.03.2013 г.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (Государственный контракт № 14.В37.21.0675).