CC BY
14
УДК 528.9.004.14; 912.4.004.14
Х.Б. Куулар, С.Б. Хертек, С.А. Чупикова
ТувИКОПР СО РАН, Кызыл
ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ СУББОРЕАЛЬНЫХ ЛЕСОВ ХРЕБТА ТАННУ-ОЛА (РЕСПУБЛИКИ ТЫВА) И ПОДХОДЫ ПРОСТРАНСТВЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Kh.B. Kuular, S.B. Khertek, S.A. Chupikova
Tuvinian institute for the exploration of natural resources RAS SB
117a Internatsionalnaya Ul, Kyzyl, 667007, Russian Federation
A FOREST GROWS CONDISIONS OF SUBBOREAL FORESTS ON TANNU-OLA RANGE (REPUBLIC TYVA) AND APPROACHES OF SPATIAL MODELLING
Mountain subboreal forest of ridge Tannu-Ola play the important role in ecology of region and Siberia, as a whole carrying out water-adjusting, soil-protective and climate regulation function. A forest grows conditions of ridge Tannu-Ola are the major material for GIS model of subboreal forest depending on height-zone laws.
Леса хребта Танну-Ола всецело связанные с вертикальной поясностью и охваченные с севера и юга степными пространствами, которые представляют собою острова, форпосты сибирской тайги внутри степной зоны Центральной Азии [1]. Положение лесов хребта Танну-Ола на южной части гор Южной Сибири определяет особенности их формирования. Поэтому исследование растительности хребта Танну-Ола представляет одну из важнейших современных проблем республики, с решением которой в значительной мере связаны экологическая безопасность и устойчивость региона.
Лесорастительные условия хребта Танну-Ола сформировались на контакте бореальных лесов на семиаридных условиях. В результате леса хребта Танну-Ола образуют своеобразную суббореальную экотонную широтную полосу на южной части региона.
Роль этих лесов состоит в том, что они выполняют водорегулирующие, почвозащитные и климаторегулирующие функции в специфических условиях центральной Азии. Этим они играют важную роль в экологии региона, и Сибири в целом.
Горный рельеф и резкая континентальность климата создали условия для формирования разнообразных типов леса на относительно небольших расстояниях территории. Биоклимат хребта Танну-Ола характеризован как резко континентальный, с летней засухой и очень низкой влажностью. Средняя
ежегодная влажность — 233 мм, в то время как средняя температура--4,8° C.
Закономерности перераспределения тепла и влаги обусловлены сложным рельефом, что в первую очередь отразились на формировании растительного покрова: склоны и высотные уровни с достаточными осадками заняты лесом, остальные — степями.
Горные леса хребта сформированы из хвойных формаций (кедра, лиственницы, ели, сосны) и лиственных сообществ (березы, тополя), характерных для субаридных и семигумидных ландшафтов Центральной Азии. Большую экологическую пластичность показывает лиственница сибирская (Ьапх зШпса), формируя насаждения в самых разнообразных местах обитания — от перистепи (1000 м н.у.м.) до тундры (2200 м н.у.м.) порода, которая по распространению занимает первое место. Кедр сибирский (Ртш ягЪтса) — холодоустойчивость и способность расти при контрастных природных режимах, свойственных континентальному климату и по распространению занимает второе место. Эдификационная их роль и конкурентная способность этих видов-лесообразователей определяется оценкой жизненной стратегии на видовом уровне. Лиственница сибирская и кедр сибирский имеют решающее значение в формировании устойчивых лесных экосистем хребта Танну-Ола и поэтому выполняют очень важную экологическую функцию.
Хотя лесные сообщества хребта не отличаются высоким разнообразием по сравнению с неморальными лесами северного макросклона Саян, но отличаются они приспособленностью к перепадам температуры резко
континентального климата, где летом температура достигает +36° С, зимой--
53° С. Поэтому из-за этих свойств леса хребта очень уникальны, даже на уровне гор Южной Сибири и детально велись исследования по разнообразию типов леса учеными Института леса СО РАН г. Красноярска в конце 70-х гг. XX в.
Макроструктура растительного покрова хребта определяется высотно-поясной дифференциацией (оробиомом). В пределах хребта хорошо прослеживается структура высотно-поясной зональности, и каждый из них характеризуется своим набором высотно-поясных комплексов (ВПК) растительности. Представление о высотно-поясной структуре гор Южной Сибири основано на связи между растительностью и климатом, установленное В.Н. Смагиным (1950). В основу лесорастительного районирования положен биоклиматический подход, учитывающие гидротермические характеристики, термические условия, степень континентальности.
Крупной единицей по лесорастительному районированию является лесная область, в пределах которой характер лесной растительности определяется биоклиматическими условиями. На более низких уровнях (провинциях и округах) распределение растительности зависит от ландшафтной структуры территории. По схеме лесорастительного районирования гор Южной Сибири хребет Танну-Ола относится к Центрально-азиатской котловинно-горной лесорастительной области, состоящий из двух округов: северотаннуольского округа перистепных лиственничных и горно-таежных лиственничных и кедровых лесов; южнотаннуольского округа горных сухих степей и лиственничных перистепных лесов [2].
В пределах каждого округа, наряду с ВПК особенностями большое значение придается эдафическим вариантам растительного покрова. В результате, горная территория округов дифференцирована достаточно полно. При выделении мезорельефов учитываются провинциальные особенности ландшафтной дифференциации, каждому округу присущ свой ряд ВПК.
Южные макросклоны хребтов Западный и Восточный Танну-Ола охватывают южнотаннуольской округ горных сухих степей и лиственничных перистепных лесов. Климат округа является наиболее континентальным, по сравнению с другими округами региона, в том числе с северотаннуольским округом. Структура растительного покрова южнотаннуольского округа следующая: у подножия южного макросклона хребта преобладают петрофитные варианты настоящих и опустыненных степей; перистепной пояс с участием в верхних частях склонов высокогорных луговых степей; на северных и восточных экспозициях с высоты 1400 м н.у.м произрастают перистепные караганово-осочковые, ритидиево-рододендроновые, зеленомошно-голубичные и бруснично-голубичные лиственничники; на высотах 1800-2100 м н.у.м: перистепной ВПК, субальпийский ВПК, подгольцовый ВПК; в высокогорьях: остепненные субальпийские луга, высокогорные степи и ксерофитные варианты тундры.
По лесной типологии на округе преобладает формация лиственничников (по видам деревьев-доминантов). По группам типов леса (по доминированию группы видов нижних ярусов) в соответствии с проявлением мезо- и микроклиматических факторов — влаго- и теплообеспеченности местообитаний преобладают следующие. В перистепной ВПК — карагано-осочковые, ритидиево-рододендроновые, бруснично-овсяницевые
лиственничники. В субальпийском ВПК — ритидиево-овсяницевые лиственничники с елью и ерниково-овсяницевыми лиственничниками с кедром, в подгольцовый ВПК — кедрово-лиственничные, кустарничково-ерниковые и кустарничково-мохово-лишайниковые редколесья.
Северный макросклон хребта Танну-Ола занимают северотаннуольский округ перистепных лиственничных и горно-таежных лиственничных и кедровых лесов. На северном макросклоне хребта спектр вариантов — высотных, экспозиционных и типов леса имеет наибольшую широту по сравнению с южным. Все разнообразие создавшихся климатических ситуаций, осложненных еще циркуляцией воздушных потоков, отражено в высотно-поясных комплексах (ВПК) типов биогеоценозов.
В наиболее увлажненных условиях произрастают кедровники, в условиях преобладающего антициклонического режима — лиственничники, а переходы между ними характеризуются лиственнично-кедровыми и кедрово-лиственничными лесами. На более увлажнённых местообитаниях и придолинных в состав основных пород древесного яруса входит ель сибирская (Picea obovata).
Горно-таёжный высотно-поясной комплекс (ВПК) кедрово-лиственничных лесов представлен в среднегорном и высокогорно-таёжном поясах на высотах 1500-2000 м н.у.м. Кедровники преимущественно одновозрастные с примесью лиственницы.
Кедровники разнотравно-брусничные, голубично-брусничные,
располагаются на высотах 1400-1800 м по склонам различных экспозиций, рододендроново-брусничные — на высотах 1400-2000 м по крутым гребням гор, верхних частях крутых склонов на всех экспозициях, зеленомошно-
багульниковые в пределах высот 1400-2000 м — по склонам теневых экспозиций.
ВПК лиственничных таёжных лесов придерживается высот 1200-1400 м. Лиственничники разнотравно-брусничный на высотах 1300-1700 м занимают средние части северных склонов, зеленомошно-багульниковые 1000-1500 м нижние пологие части северного склона, рододендроново-брусничные занимают крутые гребни гор на высотах 1700-2100 м. Подтаёжный ВПК на высотах 1290-1340 м представлен лиственничными и берёзово-лиственничными лесами. Лесостепной пояс на высотах 1000-1100 м н.у.м. развит фрагментарно представлен лиственничниками с березой.
Для пространственного моделирования структуры растительного покрова хребта Танну-Ола послужили натурные исследования профильных участков [3].
Далее в качестве исходных данных на профильном участке использовались оцифрованные топокарты масштаба 1:100 000 (1019 изолиний), и высотные отметки (всего 305 точек), включая урезы воды. Проведена оцифровка с сечением рельефа 10 м. Также оцифрованы слои растительности (1:1000 000, 1:300 000), речной сети (1:200000), ландшафта (1:4000000).
Для создания ЦМР профильного участка через хребет Танну-Ола на топографической карте выделен прямоугольник (77х77 км). На профильном участке создана ЦМР хребта с помощью модуля ArcGis 3D Analyst методом триангуляции Делоне. На основе ЦМР в модуле 3D Analyst созданы трехмерные модели профильного участка.
Профильный участок проходит от подножья северного макросклона до степной зоны южного макросклона. Полученные ЦМР профильных участков показали высокую пространственную детальность, что является главным источником данных при классификации рельефа и растительности, распределение основных типов растительности на территории хребтов отчетливо сопряжено с рельефом (рис).
Рис. Цифровая модель рельефа хр. Западный Танну-Ола:
1 - фрагмент гипсометрической карты, 2 - фрагмент карты углы наклона уклонов, 3 - фрагмент теневой модели
Для выяснения особенностей склонов на различных высотах сформированы производные карты (карты уклонов, экспозиций и крутизны) на основе ЦМР профильных участков с помощью модуля 3D Analyst. В зависимости от экспозиции склонов все ячейки ЦМР профильных участков были классифицированы по восьми румбам.
Построенные на основе ЦМР серия ключевых показателей рельефа: гипсометрическая карта, карты крутизны и экспозиций склонов, что позволяют в дальнейшем провести более углубленный анализ территории хребта.
Сравнительный анализ полевых исследований, ЦМР подтвердили, возможности визуализации естественных природных факторов, отражающие взаимосвязи между растительностью и условиями местообитания. Проведенное исследование продемонстрировало высокий потенциал комплексного использования и интерпретации полученных производных карт.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Растительный покров и естественные кормовые угодья Тувинской АССР / Куминова А.В., Седельников В.П., Маскаев Ю.М. и др. - Новосибирск: Наука, 1985. - 184 с.
2. Типы лесов гор Южной Сибири. - Новосибирск: Наука, 1980. - 334 с.
3. Куулар Х.Б., Чупикова С.А., Бараан А.Т., Юрьева О.А. Подходы к рациональному использованию лесных ресурсов Тувы // Гео-Сибирь-2008. Т.2. Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью. Ч.1: сб. матер. IV-ого международного научного конгресса "Гео-Сибирь-2008". - Новосибирск: СГГА, 2008. - с. 202-204.
© Х.Б. Куулар, С.Б. Хертек, С.А. Чупикова, 2009
