Растительность как индикатор климатических изменений в дельте Терека по ДДЗЗ

УДК 551.435.126+556.542.

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ КАК ИНДИКАТОР КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В ДЕЛЬТЕ ТЕРЕКА ПО ДДЗЗ

ФГУ «Государственный Океанографический Институт имени », г. Москва

[e-mail]

Ключевые слова: фитоценозы, климатические изменения, гидрологический режим, активность вегетации, плавневые сообщества, сукцессии растительного покрова.

Введение

Дельта Терека представляет собой уникальный полигон для изучения естественной и антропогенной динамики природных ландшафтов в силу большой изменчивости абиотических факторов. Анализ изменений растительного покрова в регионе может стать дополнительным источником информации о климатических изменениях на побережье Каспия. Влияние климатических факторов проявляется как непосредственно (через изменение хода годовых температур, осадков, солнечной активности и т. д.), так и опосредованно, за счет климатических изменений гидрологического цикла.

Целью данной работы было выявить тенденции изменения растительного покрова территории в связи с изменениями климата и других факторов и определить, какие типы фитоценозов являются индикаторами климатических изменений в исследуемом районе.

Материалы и методы

В работе проведено сравнение результатов полевых наблюдений, проведенных автором в дельте р. Терек в весенние и осенние периоды 2003-2005гг., и данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ), полученных в период с 1984 по 2010гг. со спутников Landsat 4, 5 и 7 с пространственным разрешением 30 м/пкс. При проведении наземных полевых работ использованы стандартные методы геоботаники: метод пробных площадей, геоботанических профилей и маршрутный метод. Обработка ДДЗЗ произведена в программе ERDAS Imagine 9.1. Для сравнительного анализа были выбраны спутниковые снимки разных лет с учетом дат съемки (сходная длина светового дня), а также в соответствии с фазой гидрологического режима (проведен анализ данных по уровням и расходам воды на гидрологических постах в дельте Терека за разные годы).

Результаты

Проведенные исследования показали, что в растительном покрове дельты Терека за период 1984-2010гг. произошли значительные изменения.

На Нижне-Терских озерах выявлено расширение площади, занятой плавневыми сообществами с доминантом Phragmites australis L. Показано также появление древесного и кустарникового яруса в этих сообществах. В центральной части дельты показано значительное увеличение доли плавневых сообществ (особенно выражено в вершине дельты). Интересно, что в вершине дельты отмечена кардинальная смена фитоценозов. От сухостепных сообществ с доминантами Chenopodium spp. в травяном ярусе и Elaeagnus angustifolia или Tamarix ramosissima в древесно-кустарниковом [6], за исследованный период произошел переход к плавневым и луговым сообществам разного типа со значительным участием древесных и кустарниковых видов, приуроченным к влажным почвам (Salix spp., Populus spp., Amorpha fruticosa. и др.). Также заметна сукцессионная смена сообществ вдоль основных водотоков дельты. Отмечен переход от плавневых сообществ с исключительно травянистыми компонентами к многоярусным, включающим деревья и кустарники (Рис. 1, Рис. 2).

Территории, лежащие к западу от заливов Северный и Южный Аграхан, и удаленные от водоемов и водотоков, в настоящее время являются сухостепными районами и, отчасти, засоленными с типичной растительностью. Древесно-кустарниковые сообщества встречаются здесь в основном вдоль постоянных/временных водотоков и каналов. Доминантами являются в основном представители р. Salix, Populus, Amorpha. Процессы опустынивания протекали очень активно на этих территориях в период падения уровня Каспия, но, как видно на снимках, продолжаются и на фоне подъема и стабилизации уровня моря. Это подтверждают и литературные данные [6]. До 1990 г. здесь наблюдалось присутствие значительных площадей гидрофильных сообществ, существенная часть ныне сухостепных районов была обильно увлажнена и активно использовалась человеком для сельскохозяйственных нужд. До 1990г. на этих угодьях активность вегетации была достаточно высокой на протяжении практически всего вегетационного сезона, максимум активности приходился на летний период. По ДДЗЗ 1999-2010 гг. на сельскохозяйственных территориях заметно смещение максимума активности вегетации на весенний и осенний периоды. На степных участках, которые не использовались в качестве сельскохозяйственных угодий, отмечено два типичных максимума активности вегетации – весенний и осенний – в течение всего рассматриваемого периода, что было также показано ранее [2, 3].

Рис. 1. Пример дешифрированного снимка 26.07.1984 г.	Рис. 2. Пример дешифрированного снимка 02.08.2001 г.
Условные обозначения

<30%*	Плавневые сообщества P.australis с разным проективным покрытием		Древесно-кустарниковые гидрофильные сообщества Populus spp., Amorpha fiuticosa и Salix spp.c участием Elaeagnus angustifolia
30-40%
40-60%
60-80%		Солончаковые сообщества
80-100%		Древесно-кустарниковые ксерофильные сообщества Elaeagnus angustifolia
	Сообщества Typha spp.
	Сыролуговые ситниковые и камышовые сообщества		Голые перевеваемые пески
Около 5%	Пустынные сообщества с разным проективным покрытием		Прозрачная вода
5-10%		Мутная вода
10-15%	Сухостепные сообщества с Tamarix ramosissimaс разным проективным покрытием		Облачность
15-30%		Тень от облаков (растительность не идентифицируется)
<30%
	Древесно-кустарниковые гидрофильные сообщества Populus spp., Amorpha fiuticosa и Salix spp.

* в этом столбце дана приблизительная оценка проективного покрытия, базирующаяся как на ДДЗЗ, так и на данных наземных исследований [2] в 2003-2005 гг.

Минимальные изменения в растительном покрове отмечены на территории Аграханского полуострова за исключением областей, примыкающих к искусственному руслу Прорези, и в прибрежных сообществах полуострова. На большей части полуострова на протяжении всего рассматриваемого периода преобладают сообщества пустынного и полупустынного типа, а также отмечены галофитные растительные сообщества, приуроченные к почвам разной степени засоления (в основном на побережье и приустьевых лагунах Новой дельты Терека, сформировавшейся после сооружения Прорези). В 1985-1995 гг. отмечено увеличение площади плавней по периферии полуострова на фоне подъема уровня Каспийского моря. В 1998-2010 гг., в условиях продолжительной стабилизации уровня моря вблизи отметки -27,0 м БС, наряду с тростниковыми отмечено мозаичное распространение солончаковых и пустынных сообществ в береговой зоне полуострова. Эти сообщества представлены большей частью пионерными видами, прежде всего доминантами Salicornia europaea L., Atriplex tatarica L., Argusia sibirica (L.) Dandy, Xanthium spp. и др. Эти данные подтверждаются наземными исследованиями и литературными источниками [4-6]. Зафиксировано также появление древесно-кустарниковой растительности на поверхности формирующихся устьевых кос и элементах устьевого бара Новой дельты Терека. В районе русла Прорези отмечено существенное увеличение доли гидрофильных сообществ разного типа с 1984 г. до 2010 г. На остальной территории Аграханского полуострова отмечено небольшое увеличение площади, занятой ксерофильными растительными сообществами, некоторое сокращение площади голых песков, а также изменение площадей, занимаемых разными ксерофитными сообществами.

Формирование Новой дельты у выхода русла Прорези в море приводит к появлению пионерных сообществ на вновь образовавшейся суше (прежде всего, травянистых гидрофильных, включающих споровые растения, а также ксерофильных и солончаковых на удалении от устья). По мере выдвижения Новой дельты в море, на более старых территориях отмечены первичные сукцессии фитоценозов. После заселения новых территорий пионерными видами (P. australis, Juncus spp., Scirpus sylvestris, Xanthium spp. и др.) отмечено увеличение видового разнообразия травянистых сообществ, а затем появление во всех сообществах древесно-кустарниковых компонентов, характерных для почв легкого гранулометрического состава (в основном представители р. Salix и Amorpha). По берегам сформировавшихся к настоящему времени приустьевых лагун появились солончаковые сообщества с доминантом Salicornia europaea L. и сообщества P. australis. В фитоценозах, расположенных к северу и к югу от устья отмечены существенные отличия [2].

Отдельно стоит отметить летне-осенний период 2010 г., когда описанные выше изменения были выражены очень резко. В это время значительная часть плавневых сообществ P. australis, других гигрофитных и луговых сообществ была затоплена, что хорошо заметно, например, на акваториях Южного и Северного Аграханского заливов.

Таким образом, основные тенденции изменений в растительном покрове региона - практически повсеместное увеличение площади плавневых сообществ (Рис. 1, 2). На значительных территориях луговые фитоценозы сменились плавнями. Эта тенденция отмечена в литературе и ранее 1984 г. [4, 5]. Стоит также отметить увеличение значения древесно-кустарниковых компонентов в большинстве фитоценозов дельты.

Причины всех описанных изменений растительного покрова различны. Вследствие подъема и продолжительной стабилизации уровня Каспийского моря, в условиях повышенного стока наносов повышаются абсолютные отметки дна русла Прорези [1]. В целом за исследованный период тенденции повышения отметок дна отмечены на всем протяжении русла основного рукава. В последнее десятилетие отмечено значительное повышение стока воды и наносов в дельте Терека [1]. Эти процессы приводят прорывам вдольбереговых валов и разливу терских вод по территории дельты.

Вследствие затопления обширных территорий дельты образуются многочисленные мелководья, происходит подтопление и заболачивание прилегающих территорий, что благоприятно, прежде всего, для плавневых растительных сообществ. Также на фоне подъема и стабилизации уровня Каспийского моря отмечается появление и расширение новых аккумулятивных форм с хорошо закрепленными почвами, где могут существовать многоярусные гидрофитные и мезофитные сообщества.

Существенные изменения растительного покрова в сухостепных районах произошли, очевидно, за счет прекращения искусственного орошения земель и их возделывания под с/х культуры. Показано, что заброшенные пашни в наибольшей степени подвержены процессам остепнения и опустынивания, что также отмечают и другие авторы [6].

Большая часть вегетационного сезона 2010 г., была аномально жаркой, в летний период наблюдалась атмосферная засуха. В то же время, вследствие таяния ледников в горных районах водосбора стока Терека увеличился, значительно возросли уровни воды в дельте. Эти факторы способствовали снижению активности вегетации доминанта плавней P. australis, а также других видов, входящих в состав плавневых фитоценозов. Произошло также уменьшение площади плавневых сообществ, поскольку наблюдалось значительное затопление в первую очередь именно фитоценозов данного типа и подтопление ряда других. Более полно последствия аномальных погодных условий 2010 г. можно будет охарактеризовать только в следующем сезоне, поскольку все фитоценозы обладают инерцией при реакции на внешние воздействия.

Заключение

Увеличение стока воды и наносов в дельте Терека вследствие изменений гидрологического режима прежде всего способствует развитию плавневых сообществ и постепенному образованию закрепленного почвенного покрова, усложнению сообществ на формирующейся суше. Остепнение значительной части удаленных от водоемов территорий трудно связать исключительно с климатическими изменениями. До 1990 г. в исследуемом районе имелось большое количество орошаемых сельскохозяйственных угодий, которые затем были заброшены и, следовательно, не орошаются искусственно в настоящее время. С этой же позиции объяснимо и засоление поврежденных при возделывании почв. На Аграханском полуострове, в наименьшей степени затронутом антропогенной деятельностью, изменения растительного покрова могут объясняться как прямым действием климатических факторов, так и подъемом и стабилизацией уровня Каспийского моря. Наилучшими индикаторами климатических изменений являются плавневые и пустынные сообщества.

Литература:

1. , , . Современные тенденции развития дельты Терека // Труды ГОИН. – Вып.210, Москва, изд. «Артифекс». 2007г. С.253-264.

2. Козлова рекогносцировочное геоботаническое описание устьевых областей рек Терек и Сулак. // Гос. Океаногр. ин-т, - М., 2003, 11 c., ил. 5, библиогр. 9. - Деп. ВИНИТИ.

3. Козлова динамика растительности как индикатор водного режима дельты Терека. // Труды ИПГ им. Федорова, Вып.86. Москва. 2008. С.120-124.

4. , Илюхина восточной части устьевой области Терека в период подъема уровня Каспия: картографирование по аэрокосмическим материалам//Водные ресурсы. 2002. Т. 29, №1, с. 49-61.

5. Лепехина видов растений и характеристика растительных сообществ Дагестана в плане рационального использования растительных ресурсов. Махачкала, 1977. 212 с.

6. , Алиев почвенно-растительных комплексов береговой зоны Каспийского моря // Фундаментальные исследования, №8, 2006 г., с. 40-41.