Индикатор аридности климата Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2002, том 8, № 16

============= СИСТЕМНОЕ ИЗУЧЕНИЕ АРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ============

УДК 911.2(470)(252)

ИНДИКАТОР АРИДНОСТИ КЛИМАТА1 © 2002 г. А.Н. Золотокрылин

Институт географии РАН 129017Москва, Старомонетный пер. 29, Россия Наиболее распространенная классификация засушливых земель базируется на зональности индекса влажности (mosture index, IM), вычисляемого за многолетний период как отношение годовой суммы осадков к годовой испаряемости (потенциальной эвапотранспирации) (UNESCO, 1979, UNEP, 1992). В «Мировом атласе опустынивания» (UNEP, 1992) карта засушливых зон построена с учетом IM, в котором годовая испаряемость определена по методу Торнтвейта (Thornthwaite, 1948). Значения IM в диапазонах 0.05 — 0.20, 0.20 — 0.50, 0.50 — 0.65 характеризуют соответственно аридные, семиаридные и сухие субгумидные земли. В соответствии с общепризнанным определением опустынивания (UNEP, 1992) гипераридные земли с 1М<0.05, т.е. пустыни, остаются вне классификации засушливых земель. Следует отметить, что в ранее изданной «Мировой карте распространения аридных регионов» (UNESCO, 1979) диапазоны IM для классификации аридных земель (<0.03 — гипераридные, 0.03 - 0.20 — аридные, 0.20 - 0.50 —семиаридные, 0.50 - 0.75 —сухие субгумидные) несколько отличаются от рассмотренных выше. Это объясняется применением здесь метода Пенмана для оценки годовой испаряемости (Penman, 1948).

Известно, что метод Торнтвейта систематически занижает испаряемость в гипераридных условиях и завышает в умеренных широтах. Однако он прост и почти всегда обеспечен метеорологическими данными, поскольку для его применения достаточно знать среднемесячную температуру воздуха, зависящий от температуры индекс тепла и константу. Поэтому составители карты засушливых зон мира (UNEP, 1992) для оценки испаряемости физически обоснованному, но сложному и слабо обеспеченному данными наблюдений методу Пенмана, предпочли более простой и менее точный метод Торнтвейта. Очевидно, что применение разных методов для оценки годовой испаряемости вносит неопределенность при выделении и классификации засушливых земель по IM (Bruins, Berliner, 1998). Эта неопределенность возрастает в умеренных широтах.

В статье предлагается простой метод выделения и дифференциации аридных земель в умеренных широтах Евразии по индикатору аридности климата, который уменьшает неопределенность в определении их границ по сравнению с картой засушливых зон мира (UNEP, 1992). Метод базируется на определении аридной фитомассы (зеленой фракции) и ее индикатора — спутникового вегетационного индекса, известного как нормированный разностный вегетационный индекс, NDVI (Золотокрылин, 1997). Степень аридности климата характеризуется средней продолжительностью (или повторяемостью) индикатора за период активной вегетации, вычисляемого за многолетний период по наблюдениям за вегетационным индексом со спутников.

В статье вопрос о степени аридности климата исследуется с учетом находящегося в последнее время в центре интересов географов и экологов нового взгляда на районирование, выявление и анализ географических границ в контексте переходных ландшафтных областей (Коломыц, 1987; Залетаев, 1989; Арманд, 1989; Николаев и др., 1997). Кроме того, этот вопрос становится важным в связи с новой фазой потепления глобального климата в конце XX в. Особенно он имеет актуальное значение для России, поскольку существуют разные сценарии влияния предстоящего глобального потепления в XXI в. на географическую зональность юго-востока Русской равнины. Палеоаналоги потепления в оптимум голоцена и в оптимум

1 Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 01—05 —64342

47

последнего микулинского межледниковья свидетельствуют о незначительном увеличении здесь увлажнения и сокращении площади полупустынных земель (Величко, Климанов, 1990, Atlas..., 1991, Кобак, Кондрашева, 1992). Численные эксперименты на совместных моделях общей циркуляции атмосферы и океана при удвоении концентрации углекислого газа в атмосфере указывают на возможность аридизации юго-востока европейской территории России (Climate Change 1995, 1996). Учет модельных сценариев предстоящего глобального потепления в сценариях изменения географической зональности свидетельствует о возможной трансформации сухостепных и полупустынных ландшафтов юго-востока европейской части России в пустынные (Сиротенко, Абашина, 1998).

Ниже приводятся краткие сведения о вегетационном индексе, излагается обоснование индикатора аридности климата, рассматривается электронный вариант карты индикатора в сравнении с разными версиями карт распространения аридных земель в умеренных широтах Евразии, оцениваются пространственные изменения индикатора в 1991—2000 гг. по сравнению с 1982—1990 гг., обсуждается применение индикатора для выделения переходных ландшафтов на Прикаспийской низменности и области с доминированием климатической составляющей опустынивания.

1. Краткие сведения о вегетационном индексе

С начала 1980-х гг. накапливаются данные наблюдений за отражением земной поверхности в разных диапазонах солнечного спектра с помощью усовершенствованного радиометра высокого разрешения (AVHRR), установленного на серии полярно — орбитальных спутников Национального управления по атмосфере и океану США (NOAA). Радиометр измеряет отражение в красном (К1, 0.58 — 0.68 мкм) и в ближнем инфракрасном (К2, 0.72— 1.1 мкм) диапазонах, а также в двух длинноволновых диапазонах (К4, 10.3—11.3 мкм и К5, 11.5—12.5 мкм). Комбинация диапазонов К1 и К2 используется для вычисления нормированного разностного вегетационного индекса NDVI:

NDVI = K2-K1/K2 + K1 (1)

Расчет вегетационного индекса основан на разном отражении радиационных потоков растительным покровом в красном и ближнем инфракрасном диапазонах.

Вегетационный индекс предназначен для распознавания поверхностей с растительным покровом, а также для определения плотности зеленой массы, ее запасов. Его значения меняются от 0.05 в пустынях до 0.6 во влажных экваториальных лесах. Вегетационный индекс засушливых земель в умеренных широтах Евразии имеет высокую чувствительность к осадкам (Золотокрылин и др., 2000) и коррелирует с запасами зеленой фитомассы (Kogan, 1997). Полезная информация для изучения распространения и динамики климатической и антропогенной составляющих опустынивания содержится в пространственно — временном распределении вегетационного индекса засушливых земель. Например, она применяется при составлении средне— и мелкомасштабных карт опустынивания (Kharin et al, 1999, Борликов и др.,2000), отражающих преимущественно антропогенную составляющую, а также для дифференциации засушливых земель по признаку доминирования климатической составляющей (Золотокрылин, 2000).

Глобальные данные о вегетационном индексе (GVI) в пикселах 16x16 км вычисляются по ежедневным измерениям радиометра AVHRR с разрешением 4x4 км (Kidwell, 1994, 1995). С учетом минимизации влияния облачности, изменения зенитного угла солнца, угла сканирования ежедневные данные в пикселах 16x16 км преобразуются в еженедельные (ежедекадные) или в ежемесячные в пикселах 1x1°. Глобальные месячные данные, которые в меньшей степени подвержены влиянию облачности, чем еженедельные, накапливаются с 1982 г. (Distributed ACC...). Начало накопления еженедельных данных в пикселах 16x16 км датируется апрелем 1985 г.

Еженедельные данные о вегетационном индексе с разрешением 16x16 км имеют преимущественное значение для изучения распространения локальных погодообусловленных вариаций растительного покрова. Однако с высоким пространственным и временным разрешением этих данных связано усиление их изменчивости, для уменьшения которой требуется дополнительная специальная процедура обработки (Kogan, Sullivan, 1993). Месячные данные с разрешением 1x1° в этом случае являются более стабильными и представляют наибольший интерес для региональных обобщений.

3 работе используются месячные значения вегетационного индекса в пикселах 1x1°, за период активной вегетации (май - сентябрь) 1982 — 2000 гг. (Distributed ACC...). Территория исследования покрывает часть России южнее 55 ° с.ш. и сопредельные с Россией территории государств вплоть до 43° с.ш. Западная граница территории проходит по меридиану 40 °в.д., а восточная — по меридиану — 85° в.д. Детальнее анализируется юго-восточная часть Русской равнины (44 — 52° с.ш., 42 — 53° в.д.) и зональная полоса от Предуралья до Дальнего Востока (48 — 55° с.ш., 50—125° в.д.).

2. Обоснование индикатора аридности климата

Аридными признаками климата являются: во-первых, недостаток влаги в атмосфере и в почве, во-вторых, сильное дневное нагревание и ночное охлаждение приповерхностных слоев почвы и воздуха. Эти признаки зональны и убывают по направлению от гипераридных земель к сухим субгумидным.

Рассмотрим зональные особенности проявления механизмов, формирующих термический режим аридных земель, начиная с пустынь. Как известно, весь радиационный баланс пустыни расходуется на нагревание приповерхностных слоев почвы и воздуха, поскольку затраты тепла на эвапотранспирацию незначительны. В этом случае экстремальный термический режим формируется преимущественно под воздействием радиационного механизма. Влияние приходящей солнечной радиации на температуру поверхности регулируется ее альбедо: чем выше альбедо, тем меньше температура поверхности и, наоборот. Таким образом, аридный термический режим определяется доминированием радиационного механизма, признаком которого является наличие обратной связи между альбедо и температурой поверхности.

В сухих субгумидных землях возрастает значение эвапотранспирационного механизма по отношению к радиационному. Он действует следующим образом. В период с осадками выше нормы, когда зеленая часть фитомассы возрастает, а альбедо поверхности уменьшается, доминирующую роль в тепловом балансе играют затраты тепла на эвапотранспирацию. В этой связи транспирация происходит без излишнего физиологического контроля самой растительностью. При росте осадков и увеличении влажности почвы ее альбедо и температура понижаются одновременно.

Теперь рассмотрим характерные для засухи условия, когда растительность субгумидных земель начинает играть более активную роль в регулировании потерь влаги в атмосферу. В засуху влажность почвы уменьшается и, когда почвенная влага становится недоступной растениям, происходит резкое сокращение транспирации за счет ее физиологического контроля самой растительностью. Одновременно уменьшается испарение с поверхности почвы. Недостаток почвенной влаги вызывает угнетение растительности, падение ее продуктивности и значительное уменьшение эвапотранспирации. Ранее затрачиваемое на эвапотранспирацию тепло переключается на прогрев почвы и воздуха. При этом величина переключенного на прогрев почвы тепла превышает величину недополученного радиационного тепла вследствие повышения альбедо. В результате температура поверхности возрастает одновременно с увеличением альбедо. Первые натурные данные, подтверждающие возможность эмпирической прямой связи между альбедо и температурой поверхности в засушливых областях были получены в первой половине 1980-х гг. (Wendler, Eaton, 1983, Золотокрылин, 1986).

Если представить меридиональный разрез засушливых земель в координатах альбедо -температура поверхности по измерениям с летательных аппаратов, то он представляет собой дугообразное поле точек (Золотокрылин, 1997). Левая и правая части дуги характеризуют соотношение между альбедо и температурой соответственно для сухой степи и пустыни. Участки точек в левой и правой части дуги аппроксимируются прямыми, которые соответственно отражают прямую для сухой степи и обратную для пустыни связь между альбедо и температурой поверхности. Хаотичное расположение точек на вершине дуги, характерное для полупустыни, показывает, что здесь в зависимости от увлажнения возможно попеременное доминирование механизмов регулирования температуры подстилающей поверхности.

Анализ проявления этих механизмов на засушливых землях указывает на важность учета соотношения между радиационным и эвапотранспирационым механизмами для оценки степени аридности климата. Очевидно, что вклад эвапотранспирационного механизма становится пренебрежимо малым с некоторого критического значения запасов зеленой фитомассы. По результатам локальных оценок составляющих уравнения теплового баланса в полупустынях и пустынях Казахстана, Средней Азии и Монголии выявлено, что значение зеленой фитомассы составляет менее 0.5 т/га в сухом весе (Золотокрылин, 1986). Эвапотранспирационный расход влаги в этом случае не превышает 0.5 мм сутки -1 и его энергетический эквивалент составляет менее 10% от суточной суммы радиационного баланса. Можно полагать, что с установленного критического значения зеленой фитомассы влияние радиационного механизма на формирование термического режима становится доминирующим и климат характеризуется как аридный.

Накопившиеся к середине 1990-х гг. данные о вегетационном индексе позволили получить косвенные оценки пространственно — временного распределения зеленой фитомассы. Сравнение вегетационного индекса и локальных оценок фитомассы показало, что запасы зеленой фитомассы 0.5 т га-1 в первом приближении эквивалентны значению вегетационного индекса 0.07 и менее (Золотокрылин, 1997). В дальнейшем это значение принимается в качестве аридного вегетационного индекса. Эквивалент вычислен несколькими независимыми способами по месячным значениям вегетационного индекса за период активной вегетации (май - сентябрь).

Как показывают электронные карты месячного вегетационного индекса за период активной вегетации, пространственное положение изолинии 0.07 на исследуемой территории сильно меняется в сезонном и межгодовом ходе в зависимости от осадков. В этой связи в качестве индикатора аридности климата в умеренных широтах Евразии целесообразно рассматривать среднюю продолжительность в месяцах (или повторяемость в процентах) аридного вегетационного индекса, а ее географическое распределение использовать для дифференциации климата.

3. Электронные карты индикатора аридности климата

Два варианта электронных карт индикатора аридности климата на исследуемой территории построены по данным из глобального архива месячных значений вегетационного индекса в пикселах 1x1° за период май —сентябрь 1982 — 2000 гг. (Distributed ACC...). Первая карта отражает географическое распределение среднемноголетней продолжительности аридного вегетационного индекса в месяцах. Карта строилась следующим образом: на исследуемой территории в каждой одноградусной ячейке определялась сумма месяцев с аридным вегетационным индексом. Далее делением этой суммы на сумму всех лет вычислялась средняя продолжительность аридного вегетационного индекса за период май — сентябрь. В этом варианте карты изолинию продолжительности 0 месяцев (повторяемость 0%) можно рассматривать как независимо определенную границу распространения аридного климата (рис. 1).

>

-а ^

ti х сг гп

Ci)

О

О ^

О н m

го о о го

00

к

О)

X 3=1

о

TI

>

"0 S 1=1 X

о о

>

ч

>

Рис. 1. Фрагмент электронной карты "Аридные климаты в умеренных широтах Евразии". Индикатор — среднемноголетняя продолжительность в месяцах аридного вегетационного индекса (NDVI <0.07) за период активной вегетации май —сентябрь 1982 — 2000 гг. Изолиния 0 месяцев ограничивает территорию с аридными климатами. Прерывистая линия — граница между аридным и семиаридным климатами. Штриховкой выделена область с доминированием климатической составляющей опустынивания. Fig. 1. The fragment of computer map «The arid climates in the temperate latitudes of Eurasia». The indicator of climatic aridity is mean duration in months of arid NDVI<0.07 for the active vegetation (the period of May through September, 1982 — 2000). The isoline of zero is the border of arid climates. The interruption line is the border between arid and semiarid climates. Drawing is the area, whore the climatic factor has a stronger influence on the process of desertification, than the anthropogenous factor was revealed and this process is reversible.

Oi

В пустынях продолжительность аридного вегетационного индекса близка к 5 месяцам (к повторяемости 100%). В пределы определенных таким способом земель с аридным климатом попадает лишь незначительная часть территории России: восточная часть Ставропольского края, Калмыкия, северная часть Дагестана, Нижнее Поволжье, Чуйская котловина Горного Алтая, Тоджинская и Улуг - Хемская котловины Тувы, Аргунская степь в Забайкалье. Здесь аридные условия возможны в течение короткого периода (менее месяца). Предпосылки для формирования аридного климата существуют также на изолированных от основного массива земель с аридным климатом территориях (крайний юг Омской области и западная часть Алтайского края).

Предлагаемая граница распространения аридного климата не сильно отличается от положения северной границы сухого климата с теплым летом и умеренно мягкой зимой на западе и умеренно суровой на востоке по классификации климатов СССР Григорьева — Будыко (Будыко, 1971). На большей части территории эта граница разделяет сухостепные и полупустынные ландзлафты (Ландшафтная карта СССР, 1988). Но она проходит примерно на 100—150 км южнее границы между сухими субгумидными и семиаридными землями, проведенной на карте засушливых (аридных) зон (ЦЫБР, 1992).

Разделение аридного климата на семиаридный и аридный проведено на основе карты повторяемости аридного вегетационного индекса, отмечаемого во все месяцы активной вегетации с мая по сентябрь. Эта повторяемость есть частное от деления суммы лет с аридным вегетационным индексом в период с мая по сентябрь на сумму всех лет. Изолинию повторяемости аридного вегетационного индекса 0 % в данном случае можно рассматривать в качестве границы между аридным и семиаридным климатами. Эта граница на рис. 1. проведена штриховой линией. На территории Казахстана она разделяет чаще всего полупустынные и низменные пустынные северные ландшафты (Ландшафтная карта СССР, 1988). Если к полупустынным ландшафтам примыкают возвышенные пустынные северные, то граница проходит между низменными и возвышенными пустынными северными ландшафтами. Следует отметить, что предлагаемая граница между аридным и семиаридным климатами лежит примерно на 150 — 200 км южнее соответствующей границы на карте засушливых (аридных) зон (ЦЫБР, 1992).

4. Межгодовая динамика индикатора аридности климата за период 1982-2000 гг.

Информацию о территориальных особенностях межгодовой динамики индикатора можно извлечь из анализа его абсолютной изменчивости — сроднеквадратического отклонения, и относительной изменчивости — коэффициента вариации (отношение среднеквадратичного отклонения к среднему значению). Применение этих двух характеристик изменчивости объясняется зональностью индикатора, в результате которой возможна разная интерпретация территориального распределения этих характеристик.

Зональная область наибольшей абсолютной изменчивости индикатора (среднеквадратическое отклонение продолжительности с аридным вегетационным индексом превышает ±1 месяц) лежит на территории Казахстана примерно между 45 и 48° с.ш. и представляет собой пустынные северные ландшафты. Средняя продолжительность аридных условий в западной части области меняется от 0.5 месяцев на севере до 4.5 месяцев на юге. Восточнее Аральского моря эта область оконтуривается изолинией 0.5 месяцев с максимальными значениями 3 — 3.5 месяцев. Граница между аридным и семиаридным климатами проходит внутри области. Сечение области по меридиану меняется в пределах от 250 до 350 км. Область характеризуется максимальной межгодовой изменчивостью климата по сравнению с соседними территориями. В пределах области выделяется узкая полоса шириной около 100 км с максимальными значениями абсолютной изменчивости индикатора, которая начинается у северного побережья Каспийского моря, проходит вблизи северного побережья Аральского моря и протягивается далее на озеро Балхаш.

Зональная полоса наибольшей относительной изменчивости индикатора (коэффициент вариации продолжительности индикатора превышает 140%) на Прикаспийской низменности лежит вне рассмотренной выше области, а восточнее непосредственно примыкает к ней (рис.

2).

32'

«Vru

1.е

46' с.1ы.

Рис. 2. Карта физико - географического районирования Прикаспийской низменности, выполненная по космическим снимкам (Копыл, Николаев, 1984), с наложенными на нее изолиниями относительной изменчивости (коэффициента вариации в долях единицы) индикатора аридности климата. Предполагается, что контурам с максимальной относительной изменчивостью индикатора соответствуют ландшафты с экотонной природой. Условные обозначения: а — области, б — подобласти, в — провинции, г — районы; А — полупустынная подобласть, Б — пустынная подобласть; номерами обозначены физико-географические районы (см. в тексте). Fig.2. The map of geographical regionalisation of Caspian lowland made on space data (Kopyl and Nikolaiev, 1984) with isolines of coefficient of variability of the indicator of climatic aridity The maximal coefficient of variability of the indicator is applied for indication of the zonal landscape ecotone. The symbols: a — domains, б — underdomains, в — provinces, г — regions; A — semi-desert imderdomains, Б — desert underdomains; numbers are geographical regions.

Полоса представляет собой прерывистую цепочку контуров с максимальным коэффициентом вариации индикатора, вытянутую на территории Казахстана вдоль или несколько севернее 48° с.ш. Исключение представляет контур в Тургайской полупустыне, который лежит между 49 и 50° с.ш. На территории Калмыкии контур располагается между 46.5 и 47.5° с.ш. Средняя продолжительность аридных условий в полосе составляет примерно 0.5 месяца. Для полосы характерны максимальные отклонения продолжительности аридных условий относительно среднего значения.

Ol

>

"О

tl I

m

о ^

О о s о н m

Рис. 3. Фрагмент изменения индикатора аридности климата в умеренных широтах Евразии в 1991—2000 гг. по сравнению с 1982—1990 гг. Минус — уменьшение продолжительности аридных условий периода активной вегетации в месяцах. Fig.3. The fragment of climatic aridity indicator change in the temperate latitudes of Eurasia in 1991—2000 in comparison with 1982—1990. Minus is reduction of aridity conditions duration in months of period active vegetation (May—September).

Полоса включает полупустынные и пустынные северные ландшафты. Ее меридиональное сечение не превышает 150 км. Климат полосы — семиаридный.

Выявленная зональность межгодовой динамики индикатора подтверждается результатом сравнения электронных карт за периоды 1982—1990 и 1991 — 2000 гг. На рис. 3 представлено изменение продолжительности аридных условий периода активной вегетации в 1991—2000 гг. по сравнению с 1982—1990 гг. Максимальные изменения индикатора отмечаются в рассмотренной выше зональной области наибольшей абсолютной изменчивости.

В последнее десятилетие XX в. средняя продолжительность аридных условий на значительной части области сократилась на 1 — 2 месяца. Ослабление аридных условий невозможно объяснить только уменьшением вклада антропогенной нагрузки на землю после 1990 г., хотя оно довольно заметно, например, на Черных землях Калмыкии (Неронов, 2000). Кроме того, картографические оценки антропогенного опустынивания засушливых земель Российской части Прикаспийского региона в 1992 и 1996 гг. свидетельствуют об его усилении в последние годы (Борликов и др., 2000).

Отмечаемое ослабление аридных условий в умеренных широтах Евразии в последнее десятилетие XX в. может быть объяснено, с одной стороны, очередной внутривековой влажной фазой климата, а с другой стороны, региональным проявлением глобального потепления, которое аналогично па\еосценарию оптимума голоцена (Величко, Климанов, 1990, Atlas..., 1991, Кобак, Кондрашева, 1992).

Уменьшение продолжительности индикатора аридности климата в 1991—2000 гг. относительно предыдущего девятилетия имеет зональный характер, что косвенно говорит о доминировании природной (климатической) причины этого изменения. Нет никаких оснований полагать, что выявленная тенденция ослабления аридности климата периода активной вегетации в последнем десятилетии XX в. сохранится в начале XXI в.

5. Переходные ландшафты

На наш взгляд выявленная зональная полоса наибольшей относительной изменчивости индикатора отражает переходные ландшафты с хорошо выраженной экотонной природой. Этим ландшафтам присуща буферность, контрастность, неоднородность их структуры, а также разномасштабная динамичность, приводящая к усложнению ландшафтной структуры (Николаев и др., 1997). Переходные ландшафты имеют более высокую чувствительность к сезонной и межгодовой изменчивости осадков по сравнению с соседними ландшафтами (Золотокрылин, 200С). Для них характерна высокая относительная изменчивость не только индикатора климата, но и таких характеристик ландшафтов, как альбедо и температура, что косвенно свидетельствует об интенсивном энергообмене ландшафтов с атмосферой по сравнению с соседними южными и северными ландшафтами.

Ориентировочное представление о дифференциации переходных ландшафтов дает совмещение карт относительной изменчивости индикатора и физико-географического районирования Прикаспийской низменности, выполненной по космическим снимкам (Копыл, Николаев, 1984) (рис.2). В полосу изменчивости индикатора более 160% полностью или частично входят следующие физико-географические районы: (1) Приергинскии плосковолнистый террасированный супесчано — суглинисый солонцово — пустынно — степной лиманный (Волжско — Сарпинская провинция, Полупустынная подобласть), (22) Даванский ложбинно — плоскобугристый супесчаный солонцово — пустынный (Кумско — Нижневолжская провинция, Пустынная подобласть; (13) Приахтубинский плоскоравнинный легкосуглинистый солонцово — пустынно — степной, (14) Эльтонский ложбинно — плосковолнистый супесчано — суглинистый пустынно — солончаково — солонцовый (Северо — Волго — Уральская провинция, Полупустынная подобласть), (36) Коныртерекский бугристо —ложбинно —котловинный супесчаный солонцово — пустынный с массивами песчаных пустынь, (37) Хакский плоскокотловинный солонцово — солончаково — соровый, (38) Нарынский ложбинно — бугристо — грядовый песчано — пустынный с

галофитными лугами (ашиками), (39) Нижнеузенский плосковолнистый песчаный лугово

— солончаково — пустынный, (41) Шукырский плоскоравнинный солончаково — песчано — пустынный, (42) Северо-Рынский бугристо — плосковолнистый песчано — пустынный, (43) Тузкудук — Шагылский бархано — бугристый песчано — пустынный, (47) Аксайский плоскоравнинный супесчано — суглинистый пустынно — солонцовый (все районы расположены в Южно — Волго —Уральской провинции Пустынной подобласти); (56) Тайсаганский дельтовый и бугристо — котловинный песчанный лугово — пустынно — степной, (58) Кайнаро -Сагизский наклонно — волнисторавнинный супесчаный пустынный (все районы лежат в Уило — Сагизской провинции Пустынной подобласти).

Большинство из перечисленных районов примыкают к зональной физико-географической границе, разделяющей полупустынную и пустынную подобласти, которая слабо выражена на космических снимках и очень расплывчата (Копыл, Николаев, 1984). Следует отметить условность списка, в который включены только физико-географические районы на территории с максимальным значением относительной изменчивости индикатора. По этой причине за пределами списка остался Джаныбекский плоскоравнинный суглинистый солонцово — пустынно — степной падинный район с яркой экотонной природой (Николаев и др., 1997), юго-восточная часть которого находится всего в несколько десятках километров от территории.

6. Область с доминированием климатической составляющей опустынивания

Вопрос о соотношении и взаимодействии климатической и антропогенной составляющих опустынивания является одним из фундаментальных в понимании этого сложного природно

— антропогенного явления. Ориентиром в его решении может служить дифференциация территории по степени проявления климатической составляющей опустынивания (климатическое опустынивание). Очевидно, что понятие климатическое опустынивание включает разномасштабные процессы в компонентах природной среды (от десятилетий до тысячелетий) и его определение необходимо конкретизировать в зависимости от рассматриваемого временного масштаба. С другой стороны, в определении важно указание на степень антропогенной деградации земель, от которой зависит ее обратное влияние на климатическое опустынивание.

Рассмотренная выше зональная область с повышенной абсолютной изменчивостью индикатора аридности климата может быть интерпретирована как область, в которой на процесс опустынивания климатический фактор влияет сильнее, чем антропогенный, причем процесс этот обратимый. В масштабе времени десятилетия климатическое опустынивание этой области означает обратимую утрату части растительного потенциала земель. В случае сильной антропогенной нагрузки на землю (запасы зеленой фитомассы ниже аридного вегетационного индекса) результатом климатического опустынивания может быть деградация растительного потенциала с низкой способностью его восстановления. Эта деградация поддерживается положительными обратными связями в региональной климатической системе. Область с доминированием климатического опустынивания предложено называть в соответствии с ее географическим положением — Северотуранской (Золотокрылин, 2000).

Климатическое опустынивание Северотуранской области связано с внутривековыми сухими фазами климата засух, обусловленными развитием циркуляционных процессов. На фоне цикличности влажности климата тренды продолжительности засухо —и осадкообразующих типов элементарных циркуляционных механизмов, а также суммы осадков за год и за вегетационный сезон в XX в. оказались настолько малы, что не позволяют уверенно определить тенденцию климатического опустынивания Северотуранской области. Но сухая фаза климата в 1960 —х годах обострила процессы опустынивания в Аральском регионе с момента, когда непродолжительное уменьшение годовых осадков в горной части бассейна Амударьи привело к резкому падению. речного стока. В условиях усиленного разбора речных вод на хозяйственные нужды снижение осадков нарушило равновесие в

системе речной сток — уровень Аральского моря и вызвало катастрофическое падение его уровня. Это стало причиной опустынивания речных дельт и окружающих ландшафтов (Золотокрылин, Хмелевская, 1999). Отметим, что антропогенная составляющая опустынивания на большей части Северотуранской области в конце XX в. характеризуется преимущественно слабой деградацией растительного покрова (КЬапп й а1.г 1999; Борликов и др., 2000), за исключением прилегающих к Аральскому морю районов, где тенденция опустынивания сохраняется (Куст, 1999; Новикова, Кузьмина, 2000).

Сравнительный анализ географического положения Северотуранской области за 1982 — 2000 гг. относительно принятой географической зональности свидетельствует о стабильном положении ее северной части и расширении в Приаралье. В 1991 — 2000 гг. отмечалось ослабление климатического опустынивания в Северотуранской области по сравнению с 1982— 1990 гг.

Заключение

Существует значительная неопределенность в оценке распространения аридных земель в умеренных широтах по индексу влажности, в котором годовая эвапотранспирации вычисляется по методу Торнтвейта. Для уменьшения этой неопределенности предлагается индикатор аридности климата периода активной вегетации, характеризующий продолжительность (повторяемость) аридного вегетационнного индекса (КБУ1 < 0.07). Показано, что при аридном вегетационном индексе доминирует поддерживающий опустынивание радиационный механизм регулирования температуры поверхности. Индикатор отражает зональность теплообмена засушливых земель с атмосферой, проявляющуюся в соотношении вкладов радиационного и эвапотранспирационного механизмов в регулировании термического режима приповерхностных слоев почвы и атмосферы. Электронные варианты карты индикатора построены для умеренных широт Евразии по месячным данным о вегетационном индексе в пикселах 1x1° за период май —сентябрь 1982 — 2000 гг. Первый вариант карты — это продолжительность в месяцах индикатора, нулевая изолиния которой является границей аридного климата и, следовательно, аридных земель. Второй вариант карты — это повторяемость в процентах индикатора, отмечаемого в течение сезона активной вегетации с мая по сентябрь. Изолиния нулевой повторяемости рассматривается в качестве границы между аридным и семиаридным климатами. Показано, что границы аридного и семиаридного климатов на территории согласуются с классификацией климата СССР Григорьева — Будыко, но они проходят на 100 — 200 км южнее границ, приведенных в Мировом атласе опустынивания (ЦКБР, 1992). При сравнении положения границы аридного климата в десятилетие 1991—2000 гг. по сравнению с периодом 1982—1990 гг. выявлено ослабление аридных условий на исследуемой территории вблизи границы между аридным и семиаридным климатами в последнее десятилетие XX в., которое нельзя объяснить только снижением антропогенной нагрузки на землю. Нет основания утверждать, что ослабление аридности климата в последнее десятилетие XX в. сохранится и в текущем десятилетии.

Показатели абсолютной (среднеквадратическое отклонение) и относительной (коэффициент вариации) изменчивости индикатора применены для индикации соответственно зональной области с доминированием климатической составляющей опустынивания и переходных ландшафтов с экотонной природой. Выявлена область, названная Северотуранской, в которой на процесс опустынивания климатический фактор влияет сильнее, чем антропогенный, причем процесс этот — обратимый. Узкая прерывистая зональная полоса переходных ландшафтов установлена вблизи или севернее 48° с.ш. на Прикаспийской низменности и на территории Казахстана.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арманд А.Д. Триггерные геосистемы. Препринт. М.: ИГ АН СССР. 1989. 51 с.

2 Борликов Г.М., Харин Н.Г., Бананова В.А. Опустынивание засушливых земель

Прикаспийского региона. Ростов —на —Дону: Изд —во СКНЦ, 2000. 90 с.

К пустынному типу растительности на равнинах Прикаспия и Турана относятся сообщества ксерофильных и гиперксерофильных, микро- и мезотермных растений различных жизненных форм - полукустарничков, полукустарников, кустарников, полудеревьев, а также многолетних трав и однолетников. Значительную роль в их составе играют эфемероиды, коротковегетирующие (эфемеры) и длительновегетирующие однолетники. Господствующей биоморфой является полукустарничек. Полукустарничковые сообщества из видов р. Artemisia2 подрода Seriphidium и видов родов Anabasis, Nanophyton, Salsola и др. формируются в самых разнообразных типах местообитаний: на равнинах и склонах низкогорий, на глинистых, суглинистых, супесчаных, щебнистых и каменистых почвах, на песках, солончаках, такырах. Сообщества кустарников (виды родов Atraphaxis, Calligonum, Caragana, Ephedra, Haloxylon,, Salsola и др.) и полукустарников (Astragalus, Convolvulus, Krascheninnikovia, Salsola и др.). распространены в местообитаниях, характеризующихся более благоприятными условиями увлажнения. В пределах пустынной зоны к ним относятся пески, мало испаряющие влагу из-за малой влагоемкости и плохих капиллярных свойств, каменисто — щебнистые субстраты различной литологии, конденсирующие воду, и солончаковые депрессии с близким уровнем грунтовых вод, доступных растениям. На песках, песчаных и каменисто — щебнистых почвах часто в составе сообществ содоминируют длительновегетирующие (виды родов Stipa, Agropyron) и коротковегетирующие (виды родов Роа, Catabrosella) злаки (Ильин, 1950; Коровин, 1961; Благовещенский, 1968; Рачковская, 1986, 1989, 1993; Рачковская и др., 1989; Сафронова, 1996, 1998 а, 2000 а, б).

К степям относятся растительные сообщества, состоящие преимущественно из многолетних более или менее микротермных (морозоустойчивых) ксерофильных (засухоустойчивых) травянистых растений, большей частью дерновинных злаков. Господствуют виды из родов Stipa, Festuca, Agropyron, Koeleria, Cleistogenes, Helictotrichon и др. В разных экологических условиях формируются сообщества из некоторых дерновинных осок (Carex humilis, С. pediformis), луков (видов Allium), разнотравья (из родов Crinitaria, Galatella, Tanacetum и др.), полукустарничков (из родов Artemisia, Thymus и др.) и кустарников (из родов Amygdalus, Caragana, Spiraea и др.) (Лавренко, 1956; Лавренко, Карамышева, Никулина, 1991).

Единицы классификации растительности и их использование при построении легенды к карте

2 Латинские названия видов приведены по С.К. Черепанову (1995).

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2002, том 8, № 16

Вопросы классификации растительности всегда имели практическое значение - для учета растительных ресурсов и обоснования их рационального использования, для проведения экологической оценки земель по растительному покрову, для обоснования различных биологических прогнозов всюду, где естественное развитие растительности изменяется под прямым и косвенным влиянием деятельности человека (Сочава, 1961, 1972). Классификация аридной растительности, использованная при создании «Карты растительности Европы», отвечает перечисленным задачам.

Пустынные ценозы в большинстве случаев хорошо диагностируются по доминирующим и содоминирующим видам. Необходимость привлечения менее обильных детерминирующих видов, подчеркивающих своеобразие выделяемых таксонов, возникает нечасто. В связи с этим наша классификация пустынной растительности принадлежит к эколого-фитоценотическим доминантно — детерминантным (Грибова и др., 1988). Классификация имеет иерархическую структуру. При ее создании использованы такие таксономические единицы, как ассоциация, группа ассоциаций, класс ассоциаций, формация (таблица 1).

Низшей единицей является ассоциация, которую мы понимаем в объеме, принятом большинством геоботаников России, как совокупность фитоценозов, однородных во всех существенных чертах, обладающих сходным видовым составом, тождественной синузиальной структурой, имеющих одинаковый характер взаимоотношений как между растениями, так и между растениями и средой.

Таблица 1. Схема эколого - фитоценотической доминантно - детерминантной классификации европейских пустынь. Table 1. Ecological - phytocoenotical dominant - determinant classification of European deserts.

Тип расти— тельности Формация Класс ассоциаций Группа ассоциаций Ассоциация

ПРИКАСП ИИСКИЕ РАВНИННЫЕ СЕВЕРНЫЕ ПУСТЫНИ

Пустын— ный Лерхополынная (Artemisieta lerchianae) Полукустар — ничково— лерхополынный (Artemisieta lerchianae dwarf semi-shrubosa) Лерхополынная (Artemisieta lerchianae) Лерхополынная (Artemisia lerchianaj

Многолетнесолянково — лерхополынная (Artemisieta lerchianae saltwortosa) Итсигеково — лерхополынная (Artemisia lerchiana + Anabasis aphylla)

Злаково— лерхополынный (Artemisieta lerchianae graminosa) Эфемероиднозлаково — лерхополынная (Artemisieta lerchianae ephemeroid graminosa) Мятликово — лерхополынная (Artemisia lerchiana - Poa bulbosa)

Ковыльно — лерхополынная (Artemisieta lerchianae stiposa) Тырсиково — лерхополынная (Artemisia lerchiana -Stiva sareptana)

Ковылково — лерхополынная (Artemisia lerchiana -Stipa lessingiana)

Кустарниково — лерхополынный (Artemisieta lerchianae shrubosa) Псаммофитнокустарник-ово — лерхополынная (Artemisieta lerchianae psammophytic shrubosa) Лерхополынная с Calligonum aphyllum (Artemisia lerchiana [-Calligonum aphyllum])

Тулина '

Тип растительности Формация Класс ассоциаций Группа ассоциаций Ассоциация

Лерхополынная с Calligonum aphyllum и Krasch en innikovia cerflfoides (Artemisia lerchiana [- Calligonum aphyllum, Krasch eninn ikovia ceratoides])

Песчанополынная (Artemisieta arenan aej Кустарник обо — пес чан о полынный [Artemisieta arenan а е shrub osa) П самм офитн о кустарн и -ко в о — песчано полынная (Artemisieta arcnariae psamrnophytic shrubosa) Джузгуново — песча— нополынная (Artemisia arenaria - Calligonum aphyllum)

Чернополынная (Artemisieta pauciflorae) Черно полынный (Artemisieta pauciflorae) Ч ерн on олынн ая (.Artemisieta pauciflorae) Черной олынн ая (Artemisia pauciflora)

Полукустарничке во — чериополынный (Artemisieta pauciflorae dwarf semishnibosa) Многолетнесолян — ково — чернополынная (Artemisieta pauciflorae saltwortosa) Камфоросмово — чернополынная (Artemisia pauciflora + Camphorosma monspeliaca)

Биюргуновая (Anabasieta salsae) Биюргуновый (Anabasieta salsae) Биюргуновая (Anabasieta salsae) Биюргуновая (Anabasis salsa)

Кокпековая (Atripliceta canae) Кокпековый (Atripliceta canae) Кокпековая (Atripliceta canae) Кокпековая (Atriplex cana)

ВОСТОЧНОЗАКАВКАЗСКИЕ ПРЕДГОРНЫЕ ЮЖНЫЕ ПУСТЫНИ

Пустынный Души сто полы иная (Artemisieta fragrant is) Злаково — душ и стоп олын — ный (Artemisieta fragrantis graminosa) Эфе меро иди о злаково — душ истоп олын ная (Artemisieta fragrantis ephemeroid graminosa) Эфемер оидн о злако во — душисто п олын ная (Artemisia fragrans - Роа bulbosa, Catabrosella humilis)

Ш о в ицеп олынная (Artemisieta szowitsianae) Однолетниково — шовицепольшный (Artemisieta szowitsianae saltwortoSa) О д! юлегн e солянковошов ицеполынная (Ar — temisieta szowitsianae annual saltwortosa) Однолетнее оля н kobo — шовице п олы нн ая (Artemisieta szowitsianae - annual saltworts)

Го рнос олянко вая (Salsoleta nodulosae) Злаково — горносо — лянковый (Salsoleta nodulosae graminosa) Эфемероиднозлаково — горносолянковая (Salsoleta nodulosae ephemeroid graminosa) Эфемероиднозлаково — горносолянковая с Artemisia fragrans (Salsola nodulosa - Poa bulbosa, Catabrosella humilis [— .Artemisia fragrans]|

Вересковидносо — лянковая (Salsoleta ericoidis) Злаково — вересковидносо — лянковый (Salsoleta ericoidis graminosa) Эфемероиднозлаково -верес ковидно солянковая (Salsoleta ericoidis ephemeroid graminosa) Эфемерокдпмлаково — солянковая с Artemisia fragrans (Salsola ericoides Poa bulbosa, Catabrosella humilis [Artemisia fiagrans\)

Др ев овиднос оляи ковая (Salsoleta dendroid is) Злаково — др евовидно с оля h -ковый (Salsoleta dendroidis graminosa) Эфемероиднозлаково — древ об идиосолянковая (Salsoleta dendroidis ephemeroid graminosa) Мятликов о — древовидносолянковая с Artemisia fragrans (Salsola dendroides- Poa bulbosa [ - Artemisia fragrans])

Ассоциации с одинаковым составом доминант и содоминант объединяются в группы ассоциаций, последние по принадлежности содоминантов к одной жизненной форме - в классы ассоциаций; классы ассоциаций с одинаковым составом доминант господствующего яруса - в формации (Шенников, 1938; Лавренко, 1941, 1947, 1959, 1962, 1982; Сукачев и др., 1957; Исаченко, Рачковская, 1961; Ниценко, 19Ь5, 1966, 1971).

Легенды к картам растительности основываются на классификациях, но не повторяют их. Расположение единиц легенды и классификации обычно разное. В классификации они располагаются в строго субординационном порядке; в легенде расположение единиц может быть иным. Выбор соответствующих таксономических единиц растительности для показа на карте обусловливается требованиями масштаба и особенностями распространения тех или иных типологических единиц растительного покрова.

В легендах используются единицы разного таксономического ранга. Так, для показа однородного покрова пустынного Прикаспия употребляются такие единицы таксономической классификации, как ассоциации и группы ассоциаций. Однако, одной из характерных черт растительности Прикаспийской низменности является неоднородность. Для ее отражения в легенде применяются территориальные единицы: комплексы, серии и сочетания. Комплекс представляет собой совокупность закономерно повторяющихся фитоценозов, распределение которых в пространстве обусловлено наличием различных форм микрорельефа и связанных с ними почвенных разностей. Комплексный покров характерен для равнин с суглинистыми и супесчаными засоленными почвами. Серия сообществ включает группу сообществ, сукцессионно связанных между собой и представляющих последовательные стадии смен в процессе формирования растительности на таких территориях, как пески или мелкосопочники (Рачковская, 1963; Исаченко, 1969; Грибова, Исаченко, 1972; Карамышева, Рачковская, 1973; Растительность Казахстана..., 1995). В Прикаспии серии использованы для показа растительности песков.

Своеобразными чертами растительного покрова Прикаспия являются не только комплексность и развитие серийной растительности, но и наличие неоднородности, которая создается частым чередованием территорий разного генезиса. Она отображается на карте такой территориальной единицей, как сочетание. Очень разнообразны сочетания злаково — лерхополынных пустынь на супесчаных почвах с комплексами на суглинистых почвах или сериями сообществ в песчаных массивах. Большая часть контуров характеризуется сложным содержанием. При планировании хозяйственных мероприятий необходимо учитывать это обстоятельство, ибо каждый компонент сочетания характеризуется своей степенью устойчивости к антропогенному воздействию.

Европейские равнинные пустыни: разнообразие, экология и география

Согласно ботанико — географическому районированию на равнинах пустынной области от ее границы с Евразиатской степной областью на севере до гор Копет —Данга и Тянь-Шаня на юге сменяются три широтные подзоны: северных, средних и южных пустынь (Прозоровский, Малеев, 1947; Лавренко, 1965; Рачковская, Сафронова, Храмцов, 1990). Северный Прикаспий лежит в пределах подзоны северных пустынь (Растительность СССР... , 1990; Сафронова, 1998б, 1999; Bohn et al, 2000).

Прикаспийские пустыни довольно однообразны. Заметную роль в растительном покрове на равнинах играют сообщества 5 формаций: 3 из них - формации полыней, доминирующих в Северном Прикаспии, 2 - многолетних солянок, занимающих в регионе небольшие площади. Одни из них обладают широкой экологической амплитудой, другие — узкой (таблица 2).

Сообщества формации восточнопричерноморско — западноказахстанской Artemisia lerchiana очень широко распространены в Прикаспии в разнообразных условиях - на равнинах с суглинистыми, супесчаными и песчаными почвами. К суглинистым почвам приурочены сообщества лерхополынной и многолетнесолянково — лерхополынной групп ассоциаций, к супесчаным - эфемероднозлаково — лерхополынной и ковыльно — лерхополынной, к песчаным - лерхополынной с участием псаммофильных кустарников и полукустарников.

Большие площади в регионе занимают полынники формации причерноморско — северотуранской А. атепапа, приуроченные к слабосвязным пескам. В них обычно заметно участие кустарников. Песчанополынные сообщества объединены нами в одну псаммофитнокустарниково — песчанополынную группу ассоциаций.

Таблица 2. Экологическая амплитуда пустынных формаций Северного Прикаспия и Восточного Закавказья. Table 2. Ecological amplitude of desert formations of the Northern Caspian region and the East Transcaucasian.

Формация Пелитофитные Геми— псаммо— фитные Псаммо— фитные

слабо засоленные засоленные сильно засоленные

ПРИ КАСПИИСКИЕ РАВНИННЫЕ С! ЗВЕРНЫЕ ПУСТЫНИ

Artemisieta lerchianae + + + +

Artemisieta pauciflorae +

Artemisieta arenariae +

Anabasieta salsae +

Atripliceta canae +

ВОСТОЧ НОЗАКАВКАЗСКИЕ ПРЕДГОРНЫЕ ЮЖНЫЕ ПУСТЫНИ

Artemisieta fragrantis +

Artemisieta szowitsianae +

Salsoleta nodulosae +

Salsoleta erico id is +

Salsoleta dendroidis +

На солонцах и сильно солонцеватых почвах распространены сообщества формации казахстанско — северотуранской А. pauciflora. Часто эти сообщества одновидовые или с участием однолетников. На солончаковатых солонцах в их составе содоминирует Camphorosma monspeliaca. Сообщества данной формации объединены нами в две группы ассоциаций: чернополынную и многолетнесолянково — чернополынную.

На правобережье реки Урал (и далее на восток) большие площади заняты многолетнесолянковыми пустынями на засоленных почвах - одновидовыми сообществами Anabasis salsa и Atriplex сапа.

В регионе довольно широко распространены солончаковые депрессии. Вокруг соров (солончаков, лишенных растительности) растительный покров образован сообществами гипергалофитных многолетних солянок, принадлежащих, главным образом, к таким формациям, как: сарсазановая (Halocnemeta strobilacei), поташниковая (Kalidieta foliati), обеоновая (Atripleceta verruciferae), кокпековая (Atripleceta canae) и однолетнесолянковая (Saltworteta annua).

Восточное Закавказье лежит в пределах подзоны предгорных южных пустынь. Пустыни Закавказья отличаются от пустынь Северного Прикаспия по формационному составу. Они представлены сообществами 2-х формаций полыней (туранского вида Artemisia fragrans и восточнозакавказского - A. schowitsiana) и 3-х формаций многолетних солянок (западноиранско —закавказских Salsola nodalosa, S. ericoides и ирано — туранской 5. dendroides) (таблица 1, 2). В составе пустынных сообществ постоянны эфемероиды: западносредиземный вид Роа bulbosa и казахстанско — туранский - Catabrosella humilis

Как и в Северном Прикаспии, в Восточном Закавказье встречаются солончаки. Кроме сообществ, принадлежащих к тем же четырем формациям, что и севернее (сарсазановой, поташниковой, обеоновой и однолетнесолянковой), для Закавказья характерны также сообщества соляноколосниковой (Halostachydeta belangerianae), поташниковая (Kalidieta caspici), шведовой (Suaedeta microphyllae), гамантусовой (Gamantheta pilosi) и зейдлицевой (Zeidlitzieta floridae) формаций.

В соответствии с малым разнообразием природных условий растительный покров Северного Прикаспия беден и представлен ограниченным наборам экотипов. На «Карте растительности Европы» хорошо видны особенности их распределения. К западу от р.

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2002, том 8, № 16

Волги огромные пространства равнин с супесчаными почвами заняты гемипсаммофитными мятликово —лерхополынными (Artemisia lerchiana, Poa bulbosa) пустынями, которые местами сочетаются с псаммофитными сообществами на песках: терескеново — лерхополынными (Artemisia lerchiana, Krascheninnikovia ceratoides), псаммофитнокустарниково — песчанополынными (Artemisia arenaria, Calligonum aphyllum, Tamarix ramosissimum). По границе со степями неширокой полосой выделяются пелитофитные комплексные пустыни. В зависимости от степени засоления почв в комплексах преобладают то лерхополынные сообщества (на менее засоленных разностях), то чернополынные (на более засоленных).

На междуречьи Волга-Урал господствуют псаммофитные пустыни. По занимаемой площади преобладают лерхополынные (Artemisia lerchiana) сообщества с участием то злаков (Stipa lessingiana, S. sareptana), то псаммофитных кустарников и полукустарников (Calligonum aphyllum, Krascheninnikovia ceratoides) на равнинных и увалистых закрепленных песках и на равнинах с песчаными почвами. Широко распространены песчанополынные (Artemisia arenaria) с постоянным участием Calligonum aphyllum сообщества, приуроченные к бугристым, бугристо — грядовым полузакрепленным пескам. Местами по барханными слабозакрепленными песками встречаются кустарниковые (Calligonum aphyllum, Tamarix ramosissima, T. laxa) пустыни.

Гемипсаммофитные мятликово —лерхополынные сообщества к востоку от р. Волги, как и к западу от нее, характерны, но по площади уступают псаммофитным вариантам. Лерхополынные и чернополынные комплексные пустыни на равнинах с суглинистыми почвами, как и на правобережье р. Волги, сосредоточены по границе со степной зоной. Кроме того, большой массив пелитофитных засоленных комплексных пустынь выделяется по правобережью р.Урал. В комплексах многолетнесолянковые сообщества преобладают над полынными. Подобные комплексы занимают большие площади восточнее р. Урал, т. е. на его правом берегу они находятся на западной границе своего ареала.

Характерной чертой растительного покрова Северного Прикаспия являются галофитные пустыни из многолетних полукустарничковых солянок (Halocnemum strobilaceum, Atriplex verrucifera, Camphorosma monspeliaca, Atriplex сапа и др.) на солончаках, но к востоку от р. Волги они встречаются чаще и занимают большие площади.

Восточнозакавказские пустыни распространены на Кура —Араксинской низменности и узкой полосой по долине Аракса заходят довольно далеко вглубь Южного Закавказья. В западной части низменности в растительном покрове доминируют полынники из Artemisia fragrans, в восточной части - преобладает галофитная растительность: большие площади занимают сообщества полукустарничковых солянок Salsola dendroides, S. ericoides и S, nodulosa. По всему Восточному Закавказью местами на солончаковатых почвах встречаются сообщества эндемичной полыни Artemisia szowitsiana.

Европейские равнинные степи: разнообразие, экология и география

Степи в Европе занимают значительно большую территорию, чем пустыни. Евразиатская степная зона делится на широтные подзоны: среднюю - с дерновиннозлаковыми (сухими) степями и южную с полукустарничково— дерновиннозлаковыми (опустыненными) степями (Лавренко, 1942, 1956; Исаченко, Лавренко, 1976; Лавренко, Карамышева, Никулина, 1991; Огуреева и др., 1999 а, б).

Как и для пустынь, при классификации степной растительности, которую провела 3. В. Карамышева, использовался тот же эколого — фитоценотический доминантно — детерминантный подход, а при построении легенды -зонально — типологический

принцип. В результате на карте удалось отразить широтные и долготные закономерности в распределении степных формаций (табл. 3).

Таблица 3. Широтные и долготные закономерности в распределении степных формаций на «Карте растительности Европы, м. 1 : 2 500 000» (Bohn et al, 2000а, б). Table 3. Latitudinal and longitudinal characters of steppe formations of the South — East Europe.

Подзона Формация Западно— причер— номор— ские Центрально — причерноморские Заволж —ские Северо— прикас— пийские

Северная (разнотравно — дерновиннозлаковая) Stipeta tirsae + +

Stiüeta ucrainicae +

Stipeta zalesski +

Stipeta lessingianae +

Stipeta capillatae +

Stipeta anomalae + +

Средняя (дерновиннозлаковая) Stipeta ucrainicae +

Stipeta lessingianae + +

Южная (полынно — дерновиннозлаковая) Stipeta sareptanae +

Stipeta capillatae + +

Artemisieta pauciflorae +

В северной подзоне степной зоны в составе сообществ, наряду с дерновинными злаками, обильно мезоксерофитное и ксерофитное разнотравье. Хорошо прослеживаются географические закономерности в распространении сообществ разных формаций. Так, сообщества формации Stipa tirsa встречаются от западной до восточной границ степей, 5. ucrainica - не заходят на восток за р. Волгу, в то время, как S. zalesskii -в основном являются заволжскими. Широко распространены в северной степной подзоне с господством разнотравно —дерновиннозлаковых степей сообщества еще 3-х формаций - S. capillata, S. lessingiana и S. anómala. Они приурочены, главным образом, к почвам легкого механического состава.

Степи с обильным разнотравьем сменяются к югу более ксерофитными дерновиннозлаковыми степями. В этой средней подзоне степной зоны господствуют сообщества ковылковой формации (Stipa lessingiana} или на западе, данный ковыль содоминирует в составе сообществ формации 5. ucrainica. Как в северной подзоне с разнотравно —дерновиннозлаковыми степями, так и в средней подзоне с дерновиннозлаковыми степями, обычным ковылем является S. capillata. Он содоминирует в составе ковылковых сообществ или доминирует в антропогенных вариантах.

В южной подзоне формируются самые ксерофитные степи — полукустарничково— дерновиннозлаковые опустыненные. В Европе они распространены только в восточной прикаспийской части степной зоны. В составе сообществ в качестве содоминантов всегда участвуют полукустарничковые полыни, такие как Artemisia taurica, A. lerchiana. Доминирующую роль в растительном покрове играют сообщества формации S. sareptana.

В южной подзоне, и в меньшей степени в средней - в подзоне дерновиннозлаковых степей, местами большие площади занимают солонцы с полукустарничковыми сообществами, причем на корковых солонцах в них преобладает Artemisia pauciflora, а на более глубоких - A. lerchiana.

Таблица 4. Экологическая амплитуда степных формаций по «Карте растительности Европы, м. 1 : 2 500 000» (Bohn et al, 2000a, б). Table 4. Ecological amplitude of steppe formations of the South-East Europe.

Формация Подзона Экотип Ассоциация, группа ассоциаций, комплекс

Stipeta tirsae Северная пл Богаторазнотравно — ковылково — ковыльная со Stipa ucrainica (S. tirsa + S. lessigiana - Herbae stepposae plurimae [ - Stipa ucrainica]) Богаторазнотравно — ковылково — ковыльная со Stipa zalesskii (S. tirsa + S. lessingiana -Herbae stepposae plurimae [ - Stipa zalesskii])

Stipeta zalesski Северная пл Богаторазнотравно — коржинскоковыльно — залесскоковыльная (Stipa zalesskii + S. korshinskyi [- Herbae stepposae plurimae])

пл Разнотравно— залесскоковыльная со Stipa korshinskyi (S. zalesskii - Herbae stepposae [ - Stipa korshinskyi])

Stipeta ucrainicae Северная пл Разнотравно — ковылково— украинскоковыльная с Caragana mollis (Stipa ucrainica + S. lessingiana - Herbae stepposae [ -Caragana mollis])

Средняя пл Ковылково—украинскоковыльная (Stipa ucrainica + S. lessingiana)

пл гал Ковылково — украинскополынная (Stipa ucrainica + S. lessingiana) в комплексе с сантоникополынно — прутняково — типчаковой (Festuca valesiaca - Kochia prostrata + Artemisia santonicum) на солонцеватых почвах

Stipeta anomalae Северная гпс ПС Разнотравно —змеевково— тырсово — ковыльная с Agropyron fragile (Stipa anomala + S. capillata ■( Cleistogenes squarrosa -Herbae stepposae [ - Agropyron fragile])

ПС Разнотравно — злаково — ковыльная с Artemisia marschalliana (Stipa anomala + Agropyron spp., Festuca beckeri - Herbae stepposae {-Artemisia marschalliana])

Stipeta capillatae Северная гпс Разнотравно — змеевково — ковыльно — тырсовая (Stipa capillata + S. anomala + Cleistogenes squarrosa - Herbae stepposae)

Средняя ПС Колосняково — тырсовая со Stipa caspia (S. capillata + S. anomala - Leymus racemosus [ - Stipa caspia])

Южная гпс гал Полынно — типчаково — ковылково — тырсовая (Stipa capillata + S. lessingiana + Festuca valesiaca - Artemisia taurica, A. santonicum])

Stipeta lessingianae Северная пл Разнотравно — тырсово — ковылковая со Stipa zalesskii (S. lessingiana + S. capillata - Herbae stepposae [ - Stipa zalesskii])

Средняя пл Ковылковая (Stipa lessingiana)

пл гал пл гал Ковылковая (Stipa lessingiana) в комплексе с сантоникополынно — прутняково — тчпчаковой (Festuca valesiaca - Kochia prostrata + Artemisia santonicum) на солонцеватых почвах, изредка с чернополынной (Artemisia pauciflora)

Пустынножитняково — типчаково — ковылковая (Stipa lessingiana + Festuca valesiaca + Agropyron desertorum) в комплексе с черно — полынной (Artemisia pauciflora) на солонцах

гпс Тьтсово — ковылковая (Stipa lessingiana + S. capillata)

гпс гал Тырсово — ковылковая (Stipa lessingiana + S. capillata) в комплексе ромашниково — прутняково — чернополынной (Artemisia pauciflora + Kochia prostrata + Tanacetum achilleifolium) на солонцах

Таблица 4 (продолжение). Экологическая амплитуда степных формаций по «Карте растительности Европы, м. 1 : 2 500 000» (Bohn, 2000a, б). Table 4. Ecological amplitude of steppe formations of the South —East Europe.

Формация Подзона Экотип Ассоциация, группа ассоциаций, комплекс

Stipeta sareptanae Южная пл Лерхополынно — ковылково — тырсиковая (Stipa sareptana + S. lessingiana - Artemisia lerchiana) в комплексе с прутняково — чернополынной (Artemisia pauciflora + Kochia prostrata) на солонцах

пл ум. гал Полынно — тырсиковая (Stipa sareptana + S. lessingiana. S. capillata - Artemisia taurica. A. lerchiana)

пл гал Полынно — тырсиковая (Stipa sareptana + S. lessingiana. S. capillata - Artemisia taurica. A. lerchiana) в комплексе с камфоросмово — чернополынной (Artemisia pauciflora + Camphorosma monspeliaca) на солонцах

Artemisieta pauciflorae Южная пл гал Ромашниково — прутняково — чернополынная (Artemisia pauciflora + A. lerchiana + Kochia prostrata + Tanacetum achilleifolium) в комплексе с ковыльно — типчаково — пустынножитняковой (Agropyron desertorum + Festuca valesiaca + Stipa sareptana. S. lessingiana)

Злаково — чернополынная (Artemisia pauciflora + A. lerchiana -Leymus ramosus. Agropyron desertorum. Stipa sareptana. Festuca valesiaca) в комплексе с чернополынной (Artemisia pauciflora) и кокпековой (Atriplex сапа). восточнее Волги - и с биюргуновой (Anabasis salsa) на солончаковатых солонцах.

Примечание. Экотипы: пл - пелитофитный на глинистых почах; пл ум. гал. -пелитофитный умеренно галофитный на глинистых слабозасоленных почвах; пл гал -пелитофитный на глинистых засоленных почвах; гпс - гемипсаммофитный на супесчаных почвах; пс - псаммофитный на песчаных почвах. Подзоны: северная - с господством богаторазнотравно — и разнотравно —дерновиннозлаковых степей на плакорах; средняя - с господством дерновиннозлаковых (сухих) степей на плакорах; южная - с господством полынно —дерновиннозлаковых (опустыненных) степей на плакорах (Огуреева и др., 1999а, б

При анализе карты нам удалось в табличной форме показать экологическую амплитуду ведущих степных формаций (таблица 4). Формации трех ковылей - Stipa tirsa, S. zalesskii и S. anomala распространены только на севере степной зоны в разнотравно — (и богаторазнотравно —) дерновиннозлаковых степях, причем сообщества S. anomala приурочены к песчаным почвам и пескам. Фитоценотический оптимум формации S. sareptana лежит в подзоне южных полынно —дерновиннозлаковых степей, а формаций S. ucrainica и Stipa lessingiana - в подзоне средних дерновиннозлаковых степей. Последние две ф).ормации играют заметную роль и севернее, но не повсеместно, а в определенных условиях - на легких или каменистых почвах. Формация S. capillata характерна для всех подзон, но тырсовые сообщества, в основном, связаны с почвами легкого механического состава.

К сожалению, степная зона, практически, полностью распахана. Однако в настоящее время в связи с изменением интенсивности хозяйственной деятельности человека местами начался процесс восстановления степей.

Подитоживая проведенный материал необходимо отметить, что для показа однородного растительного покрова наиболее эффективным является выделение ассоциаций и группы ассоциаций, а неоднородного — комплексов, серий и сочетаний.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Благовещенский Э.Н. О пустынном типе растительности // Проблемы освоения пустынь.

1968. №5. С. 14-24.

2 Грибова С.А., Исаченко Т.Н. Картирование растительности в съемочных масштабах //

Полевая геоботаника. Л. 1972. Т. IV. С. 137-326. 3. Грибова С.А., Карамышева З.В., Нейхейсл Р., Юрковская Т.К. Карта растительности

Европы и вопросы классификации // Геоботаническое картографирование 1988. Л.

1988. С. 3-13.

4. Ильин М.М. Природа пустынного растения (эремофита) в свете растениеводческого познания пустынь // Пустыни СССР и их освоение. М.; Л. 1950. С. 56-77.

5. Исаченко Т.И. Сложение растительного покрова и картографирование // Геоботаническое картографирование 1969. Л. 1969. С. 20-33.

6. Исаченко Т.И., Рачковская Е.И. Основные зональные типы степей Северного Казахстана // Тр. БИН АН СССР. Сер. 3: Геоботаника. Л. 1961. Вып. 13. С. 133-397.

7. Карамышева З.В., Рачковская Е.И. Ботаническая география степнойчасти Центрального Казахстана. Л. 1973.278 с.

8. Коровин Е.П. Растительность Средней Азии и Южного Казахстана. Ташкент. 1961. Кн. 1. 452 с.

9. Лавренко Е.М. К вопросу о типологии растительности пустынных частей СССР //Сов. ботаника. 1941.К 3. С. 157-161.

10. Лавренко Е.М. О провинциальном расчленении Евразиатской степной области // Ботан. журн. 1942. Т. 27. №6. С. 136-142.

11. Лавренко Е.М. Принципы и единицы геоботанического районирования // Геоботаническое районирование. М.; Л. 1947. С. 9-13.

12. Лавренко Е.М. Степи и сельскохозяйственные земли на месте степей // Растительный покров СССР: Пояснительный текст к «Геоботанической карте СССР м. 1 : 4 000 000». М.; Л. 1956.Т. 2. С. 595-730.

13. Лавренко Е.М. Основные закономерности растительных сообществ и пути их изучения // Полевая геоботаника. М.; Л. 1959.Т. 1. С. 13-75.

14. Лавренко Е.М. Основные черты ботанической географии пустынь Евразии и Северной Африки. М.; Л. 1962.169 с. (Комаровские чтения, XV).

15. Лавренко Е.М. Провинциальное разделение Центральноазиатской и Ирано — Туранской подобластей Афро —Азиатской пустынной области // Ботан. журн. 1965. Т. 50. №1. С. 3-15.

16. Лавренко Е.М. Растительные сообщества и их классификация // Ботан. журн. 1982. Т. 67. №5. С. 572-580.

17. Лавренко Е.М., Исаченко Т.Н. Зональное и провинциальное ботанико - географическое разделение Европейской части СССР // Известия всесоюзн. геогр. общ. 1976. Т. 108. №6.

18. Лавренко Е.М., Карамышева З.В., Никулина Р.И. Степи Евразии. Л. 1991.146 с.

19. Ниценко А.А. О фитоценотипах // Ботан. журн. 1965.Т. 50. №6. С. 797-810.

20. Ниценко А.А. О критериях выделения растительных ассоциаций // Ботан. журн. 1966. Т. 51. №8. С. 1085-1094.

21. Ниценко А.А. О типе растительного покрова // Ботан. журн. 1971. Т. 56. №4. С. 559- 562.

22. Огуреева Г.Н., Сафронова И.Н., Юрковская Т.К., Микляева И.М., Котова Т.В. «Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий». Карта для высших учебных заведений м 1 : 8 000 000. М. ТОО «ЭКОР». 1999а. На 2 листах.

23. Огуреева Г.Н., Сафронова И.Н., Юрковская Т.К., Микляева И.М., Котова ТВ. «Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий». Пояснительный текст и легенда к карте м 1 : 8 000 000. М. 1999б. 64 с.

24. Прозоровский А.В., Малеев В.П. Азиатская пустынная область // Геоботаническое районирование СССР. М.; Л. 1947. С. 111-147.

25. Растительность Казахстана и Средней Азии 1995. (в пределах пустынной области), М. 1 : 2 500 000. Пояснительный текст и легенда к карте. СПб. 130 с.

26. Растительность СССР. Карта м 1 : 4 000 000 для высших учебных заведений. М, 1990. На 4 листах.

27. Рачковская Е.И. Типы комплексов растительного покрова сухой степи Центрального

Казахстана и их классификация // Тр. БИН АН СССР. Сер. 3: Геоботаника. М.; Л. 1963. Вып. 15. С. 159-173.

28. Рачковская Е.И. Классификация пустынной растительности // Пустыни Заалтайской Гоби. М. 1986.С. 96-106.

29. Рачковская Е.И. Принципы классификации пустынной растительности // Седьмое Всесоюз. совещание по классификации растительности, 13-15 сентября 1989 г, г. Минск - пос. Домжерицы: Тез. докл. Минск. 1989.С. 95-96.

30. Рачковская Е.И. Растительность Гобийских пустынь Монголии. СПб. 1993. 134 с.

31. Рачковская Е.И., Сафронова И.Н., Храмцов В.Н. К вопросу о зональности растительного покрова пустынь Казахстана и Средней Азии // Ботан. журн. 1990. Т. 75. №1. С. 17-26.

32. Рачковская Е.И., Сафронова И.Н., Храмцов В.Н., Акжигшпова Н.И., Бер-дыев Б.Б, Востокова Е.А., Вышивкин Д.Д., Каленов Г.С., Калибернова Н.М., Курочкина Л.Я., Макулбекова Г.Б., Никольская Н.И., Новикова С.С, Огарь Н.П., Плисак Р.П. Проект легенды мелкомасштабной карты растительности пустынь Казахстана и Средней Азии // Геоботаническое картографирование 1989. Л., 1989. С. 3-40.

33. Сафронова И.Н. Пустыни Мангышлака (очерк растительности) // Труды Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН. Вып. 18. СПб. 1996. 212 с.

34. Сафронова И.Н. Ecological classification of shrubs and semishrubs in Temperate Deserts of Eurasia // Proceedings of the 41st Symposium of IAVS. Uppsala. 2000a. Opulus Press, Sweden. С 120-122.

35. Сафронова И.Н. Кустарниковые и полукустарниковые пустыни Прикаспия и Западного Турана // Ботан. журн.. 20006. Т. 85. №2. С. 27-34.

36. Сафронова И.Н. Фитоценотическая характеристика полынников Мангышлака -Artemisieta terrae-albae, Artemisieta lerchianae и Artemisieta kemrudicae // Ботан, журн. 1998а. Т. 83, №4. С. 16-29

37. Сафронова И.Н. Некоторые актуальные вопросы ботанической географии Северного Прикаспия // Проблемы ботанической географии. К 80 -летию кафедры биогеографии Санкт-Петербургского Государственного Университета. СПб. 1998б. С. 100-106.

38. Сафронова И.Н. Об общих закономерностях распространения растительного покрова на Прикаспийской низменности и влиянии антропогенного фактора // Биол. проблемы и перспективы их изучения в регионах Каспийского моря. Материалы Всероссийской конференции, посвященной 25-летию Прикаспийского Инта биол. ресурсов ДНЦ РАН. Махачкала. 1999. С. 45 — 49.

39. Сочава В.Б. Вопросы классификации растительности, типологии физико -географических фаций и биогеоценозов. Классификация растительности и геоботаническая картография // Вопросы классификации растительности. Тр. Ин- та биологии. Уральский филиал АН СССР. Свердловск. 1961. Вып. 27. С. 5-22.

40. Сочава В.Б. Классификация растительности как иерархия динамических систем // Геоботаническое картографирование 1972. Л. 1972. С. 3-18.

41. Сочава В.Б. Растительный покров на тематических картах. Новосибирск: 1979. 190 с.

42. Сукачев В.Н., Зонн С.В., Мотовилов Г.П. Методические указания к изучению типов леса. М. 1957. 115 с.

43. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб. 1995. 992 с.

44. Шенников А.П. Луговая растительность СССР // Растительность СССР. М.; Л. 1938. Т. 1. С. 429-637.

45. Bohn U., Gollub G., Hettwer Ch. (red.) Map of the Natural Vegetation of Europe. Scale 1 : 2 500 000. Bonn-Bad-Godesberg. Germany. 2000a. 9 Sheets.

46. Bohn U., Gollub G.., Hettwer Ch. (red.), Map of the Natural Vegetation of Europe. Scale 1 : 2 500 000. Legend. Bonn-Bad-Godesberg. Germany. 2000a. 153 p.

USING OF ECOLOGYCAL-PHYTOCOENOTICAL CLASSIFICATION OF DESERTS AND STEPPES FOR

THE VEGETATION MAP OF EUROPE, S 1 : 2 500 000

© 2002. I.N. Safronova

Komarov Botanical Institute of the Russian Academy of Science 197376, Russia, St.-Petersburg, Prof. Popov Str., 2 E-mail: [email protected]

In Europe Deserts and Steppes are concentrated in the South-East. The boundary between the Eurasian Steppe Region and the Sahara-Gobian one coinsides approximately with the limit between areas of the light-chesnut and braun soils and runs in the Caspian Region along the Kuma River (Cis-Caucasus), then to the North along the eastern macroslope of Ergeni Height (Kalmyk Republic) up to 48° N and along this parallel to the East.

In most cases the desert plant communities are well diagnozed according to dominant and codominant species. According to this cause our classification of the desert vegetation belongs to the ecological-phytocoenotical dominant-determinant ones. Classification has hierarchic structure. While its creating we use such taxonomic units as association, group of associations, class of associations, formation.

The map legends are based upon classifications but not repeat them. The choice of corresponding vegetation units for showing on map is determined by the scale demands and distribution of some typological units inside the mapping territory.

In the legend the units of different taxonomical rank are used. So, to show monotonous cover of the Northern Caspian Desert Region such classification units, as associations and groups of associations, are dealt with. However, one of the specific characters of vegetation in the Northern Caspian Region is its heterogeneity. To reflect this feature in the legend the territorial units are used: complex, series, combination.

European plain deserts are rather uniform. In their vegetation cover communities of 5 formations play the noticeable role: Artemisieta lerchianae, Artemisieta arenariae, Artemisieta pauciflorae, Anabasieta salsae, Atriplexeta canae. 5 other formations are characteristic for the deserts of East Transcaucasus Region: Artemisieta fragrantis, Artemisieta szowitsianae, Salsoleta nodulosae, Salsoleta ericoidis, Salsoleta dendroidis.

Steppes in Europe occupy much bigger territory in comparison with Deserts area. As in the case of deserts, at the classification of steppe vegetation the same ecological-phytoccoenotical dominant-determinant approach has been used and at the construction of the legend - the zonal-typological principle. As a result it has been gained to show on the smalscale map the latitudinal and longitudinal regularities, ecological amplitude of 8 steppe formations: Stipeta tirsae, Stipeta zalesski, Stipeta lessingianae, Stipeta capillatae, Stipeta anomalae, Stipeta ucrainicae, Stipeta sareptanae, Artemisieta pauciflorae.