CC BY
17Растительность России. СПб., 2019. № 36. С. 85-90.
Vegetation of Russia. St. Petersburg, 2019.
N 36. P. 85-90.
https://doi.org/10.31111/vegrus/2019.36.85
Рабочее совещание по биоразнообразию
и функционированию арктических экосистем-
продолжение работы над «Архивом Растительности
Арктики» (AVA)
(Архангельск, 21-23 мая 2019 г.)
Workshop on biodiversity and functioning of arctic ecosystems — continuing work on the «Arctic Vegetation Archive» (Arkhangelsk, 21-23 May 2019)
В преддверии Недели Арктического научного саммита (Arctic Science Summit Week) (22-30 мая 2019 г.) в г. Архангельске, в Северном (Арктическом) федеральном университете им. М. В. Ломоносова, состоялось совещание Рабочей группы ученых, занимающихся созданием Арктического архива геоботанических описаний (Arctic Vegetation Archive, AVA) и классификацией растительности Арктики (Arctic Vegetation Classification, AVC). Оно было поддержано Международным Арктическим научным комитетом (International Arctic Science Committee, IASC). В совещании приняли участие 32 специалиста из 9 стран (Россия — 17 человек; США — 4; Германия, Канада, Швейцария — по 2; Италия, Норвегия, Словакия, Финляндия, Шотландия — по 1) (рис. 1).
Один из организаторов встречи Gabriela Schaepman-Strub (Цюрих, Швейцария) обозначила задачи и планы совещания AVA в Архангельске и напомнила предыдущие, состоявшиеся в Бол-дере (США; 1992 и 2013 гг.), Роскилле (Дания; 2012 г.), Кракове (Польша; 2013 г.) и Праге (Чехия; 2017 г.).
Вступительное слово произнес главный организатор этого совещания Skip (Donald) Walker (Фэрбэнкс, США) — один из основателей международного арктического фитосоциологического сообщества. Он кратко рассказал о сути AVA, истории его создания и результатах рабочего совещания в Праге, обозначил задачи на ближайшие 3 дня — разработка стратегии завершения AVA с акцентом на российские данные, а также национальных Архивов и классификаций; вопросы применения AVA для создания экологических шкал и изучения распределения и экологии видов.
В Праге 2 года назад обсуждение стратегии будущей деятельности было нацелено на развитие и наполнение международного и национальных Архивов (Матвеева и др., 2017). В этом направлении была проделана большая работа, которая, безуслов-
но, еще не окончена, но объем имеющихся данных уже позволяет очертить область их применения.
Так, Josef Sibík (Братислава, Словакия) рассказал о потенциальном применении баз данных для классификации растительности, ее картографирования, мониторинга среды обитания и биоразнообразия, оценки пространственно-временных изменений и других целей.
В постерном докладе Дарьи Карсоновой (С.-Петербург, Россия) отмечено, что Архив может и должен стать основой для типологии и мониторинга местообитаний Арктики.
Для нормального функционирования международного Архива необходимы национальные базы данных. В качестве примера был приведен Аляскинский архив растительности Арктики (AVA-AK), про который в ходе пленарной сессии подробно рассказала Amy Breen (Фэрбэнкс, США). В него включены описания гомогенных растительных группировок с полными таблицами со списком видов, их обилием и сведениями о местообитаниях (environmental data). Данные собраны и обработаны с использованием подхода Браун-Бланке и национального протокола классификации растительности США (US National Vegetation Classification protocols). Всего введено более 3000 описаний. На основе этого архива создан Арктический геоэкологический атлас Аляски (Alaska Arctic Geoecological Atlas), в котором можно найти точки сбора полевых данных, имеющие географическую привязку, тематические карты по районам, подробную характеристику участков и опубликованные по этим материалам статьи.
О Канадском национальном Архиве (Canadian Arctic Vegetation Archive) рассказали Will MacKenzie и Сергей Пономаренко (Смитерс, Канада). К концу 2019 г. авторы планируют пополнить архив и довести его до 8400 описаний. Существует несколько источников поступления данных: государственные программы классификации,
опубликованные и неопубликованные результаты исследований и коммерческие экологические изыскания. Канадская Арктическо-Субарктиче-ская Биогеоклиматическая экосистемная классификация (Canadian Arctic-Subarctic Biogeoclimatic Ecosystem Classification, CASBEC) — система для распознавания, классификации и картирования арктических и субарктических наземных экосистем по всей Канаде. Главное достоинство такого подхода — совмещение подходов Браун-Бланке, Кле-ментса, Погребняка и Сукачева. В результате этого сообщества сравниваются по набору биологических (списки видов), геологических (почвы и подстилающие породы) и климатических показателей.
Надежда Матвеева с 8 соавторами (С.-Петербург, Россия) заявили о создании национального архива растительности российской Арктики (RUS-AVA). На настоящий момент база данных содержит информацию о 600 синтаксонах разного уровня (ассоциации, субассоциации/викариaнты, варианты, типы сообществ), выделенных в традициях школы Браун-Бланке, полученную из более 60 статей, опубликованных в рецензируемых журналах. В отличие от других национальных архивов, российский является частью геоинформационной системе (ГИС), включающей описания с географической привязкой, фотографии сообществ, метеоданные, космоснимки, а также большое число тематических карт и слоев. Для каждого синтаксо-
на приведено описание структуры сообществ, диагностические (характерные) виды и типы местообитаний.
В последний день встречи 10 российских ученых и одна из организаторов встречи —Amy Breen обсуждали вопросы ввода российских описаний в AVA. Было решено, что координацию работы будут осуществлять 2 центра: БИН, поскольку в нем работает более половины исследователей растительности Российской Арктики, и Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Север-цова. Последний планирует заниматься сбором, подготовкой и вводом описаний в AVA остальных российских ученых (Н. Е. Королева, М. Ю. Телятников, Н. Н. Лащинский и др.). Координацию первого центра будет осуществлять И. А. Лавриненко, второго — К. А. Ермохина.
За 2 года, прошедших с прошлого рабочего совещания в Праге, в Архив уже введено большое число описаний, но есть ряд проблем, тормозящих его развитие. Подготовка описаний на всех этапах (перевод из полевых дневников в электронный вид, экспорт в Turboveg) требует от авторов прерывать текущую работу со своими материалами, к чему они не очень готовы. Если же привлекать к работе специальные кадры, отвечающие за ввод данных, то неизбежны дополнительные денежные расходы. Многие авторы не уверены в качестве своих неопубликованных описаний, так как сборы мхов и
Рис. 1. Участники рабочей группы.
Participants of the Workshop.
1 — A. Breen, 2 — P. Bronken Eidesen, 3 — W. MacKenzie, 4 — J. Peirce, 5 — C. Rixen, 6 — G. Schaepman-Strub, 7 — J. Sibik, 8 — A. Virkkala, 9 — D. Walker, 10 — M. Walker, 11 — P. Wookey, 12 — U. Herzschuh, 13 — O. Gavrichkova, 14 — А. Данилова / A. Danilova, 15 — К. Ермохина / K. Ermokhina, 16 — В. Землянский / V. Zemlianskii, 17 — К. Иванова / K. Ivanova, 18 — Д. Карсонова / D. Karsonova, 19 — М. Кожин / M. Kozhin, 20 — Е. Копеина / E. Kopeina, 21 — Н. Королева / N. Koroleva, 22 — Е. Кудр / E. Kudr, 23 — И. Лавриненко / I. Lavrinenko, 24 — О. Лавриненко / O. Lavrinenko, 25 — А. Лапина / A. Lapina, 26 — Н. Матвеева / N. Matveyeva, 27 — Е. Плеханова / E. Plekhanova, 28 — С. Пономаренко / S. Pono-marenko, 29 — К. Попова / K. Popova, 30 — О. Хитун / O. Khitun, 31 — Е. Заров / E. Zarov.
лишаиников нередко остаются неопределенными долгое время. И, наконец, многие ученые не видят практической значимости Архива лично для себя, именно отсутствие мотивации — одна из наиболее трудно решаемых проблем.
Об усилиях по объединению в AVA имеющихся данных из Российской Арктики рассказала Ксения Ермохина (Москва, Россия) с соавторами. На настоящий момент в архив введено около 3300 геоботанических описаний, 2365 из которых выполнены коллективом в 2017-2018 гг. в Западной Сибири и пока не опубликованы. По территории восточноевропейских тундр в базу введены опубликованные описания О. В. Лавриненко и И. А. Лавринен-ко (435) и советского геоботаника А. А. Дедова (1902-1964) (476). Выявлено большое число пока не введенных массивов, например, с Кольского полуострова (автор — Н. Е. Королева), из Центральной Сибири (Н. Н. Лащинский с соавт.). Большой блок описаний по всему российскому сектору, не переданных в AVA, находится в БИНе, и их объем даже не оценен.
Существенная причина, по которой российские авторы не вносят свои описания в AVA, — отсутствие навыков работы с необходимым программным обеспечением. Основной задачей тренинга по вводу описаний в программу Turboveg, который был организован во второй день совещания, стала отработка навыков импорта данных их электронных таблиц Excel в требуемый формат (рис. 2). По результатам обучения, кроме знаний, участники получили PASL (PanArctic Species List) — стандартизированный общий список видов, и протокол экологических данных (environmental data protocol), которые позволяют унифицировать описания из разных секторов Арктики, делая возможным их сравнение.
Еще 27 лет назад на совещании в Болдере был поставлен вопрос о создании проекта международной классификации растительного покрова Арктики (AVC — Arctic Vegetation Classification). Тогда Marilyn Walker (Болдер, США) определила целью создание циркумполярной классификации растительности для перехода от описаний (т. е. данных об отдельных видах) к информации о сообществах. На совещаниях в Праге (2017 г.) и Сыктывкаре (2017 г.) были намечены первые шаги для развития системы классификации: это создание национальных (региональных) продрому-сов, которые в дальнейшем будут объединены в один общий по Арктике. Для российского сектора эта задача — наиболее актуальна. За годы проведения геоботанических исследований в разных регионах описано большое число синтаксонов, которые необходимо собрать вместе и проанализировать. Наибольший вклад в класси-
фикацию растительности российской территории вносят исследователи из БИНа. В пленарном докладе коллектива сотрудников института, озвученном Надеждой Матвеевой (С.-Петербург, Россия), представлены результаты создания первоначального продромуса российского сектора Арктики, содержащего перечень синтаксонов разного ранга, опубликованных в рецензируемых журналах: 21 класс, 48 порядков, 70 союзов, 219 ассоциаций и более 150 субассоциаций и викариантов. Помимо оценки изученности продромус позволит решить ряд задач по развитию системы классификации растительности российской Арктики. Эколого-флористическая классификация была создана в Центральной Европе, поэтому некоторые существующие высшие синтаксономические единицы не подходят для отнесения к ним сообществ равнинных тундровых территорий. Выделить и описать новый класс растительности — трудоемкая и ответственная работа, за которую не каждый готов взяться, поэтому зачастую новые ассоциации и другие низшие единицы не получается отнести к существующим классам. В предварительном варианте продромуса имеется около 40 ассоциаций, для которых нужно определить их иерархическую позицию. К концу 2019 г. первый вариант продромуса планируется подготовить к печати. После чего начнется аналитическая работа над вторым его вариантом, в который, помимо названий син-таксонов, планируется включить данные об их местообитаниях, распространении и диагностических (дифференцирующих, характерных) видах. Работа будет заключаться в сопоставлении видового состава синтаксонов в синоптических таблицах, что позволит подтвердить правомочность описания новых синтаксонов или необходимость свести их в синонимы.
Продромус нужен для приведения системы классификации в порядок. Еще в Праге участники совещания обсуждали, что совместная работа разных авторов позволит избежать выделения одних и тех же синтаксонов под разными номенклатур-
Рис. 2. Josef Sibik с участниками тренинга по работе в Turboveg.
Josef Sibik with participants of the Turboveg training.
ными названиями. Однако, если 2 года назад этот разговор проходил в рамках обсуждения развития международного Архива, то на текущем совещании участники сосредоточились именно на классификации: в российский продромус войдут только валидно опубликованные синтаксоны со списком синонимов и упорядоченной иерархией низших единиц.
Ряд ученых в пленарных и стендовых докладах представили результаты исследований растительности разных регионов российской Арктики.
Доклад на пленарном заседании о классификации растительности авторморфных и гигро-морфных местообитаний в восточноевропейском секторе Арктики сделала Ольга Лавриненко (С.-Петербург, Россия) в соавторстве с Игорем Лавриненко (С.-Петербург, Россия). Результатами DCA-ординации 43 синтаксонов из 5 классов подтверждена правомерность выделения кустар-ничково-осоково-моховых сообществ на плакорах в самостоятельный класс зональной растительности (Carici arctisibiricae-Hylocomietea alaskani Matveyeva et Lavrinenko 2016 cl. nov. prov.). Показано, что ценофлоры сообществ плакорных местообитаний, как наиболее усредненные по экологическим условиям и с хорошо выраженным микро- и нанорельефом, наиболее богаты таксонами, большая часть которых являются мезофитами. Названы характерные виды союзов и классов растительности в восточноевропейских тундрах, установленные при анализе сводных таблиц.
В 2017 г. участники встречи рабочей группы AVA обосновали целесообразность включения в Арктику северного побережья Кольского полуострова, который изначально не был отображен на циркумполярной карте растительности (CAVM). Ксения Попова (Москва, Россия) в постерном докладе показала результаты классификации растительности на полуостровах Рыбачий и Средний (Кольский полуостров). На основе 1063 описаний, выполненных с 2008 по 2015 г. разными авторами, сообщества отнесены к 20 классам (по Браун-Бланке), из которых лишь 5 арктические. Отмечено, что большая доля мхов (примерно в 70 % описаний) не определены до вида.
Пленарный доклад Екатерины Копеиной (Апатиты, Россия) с 4 соавторами был посвящен классификации растительного покрова о-ва Со-сновец (Белое море), отнесенного к 9 классам растительности. Интерес к теме исследования обусловлен положением острова на южной границе тундровой зоны; долгое время его зональная принадлежность была предметом обсуждения. Соавторы, используя подход Браун-Бланке, определили растительность острова как типичную для морских побережий тундровой зоны.
Работу, также связанную с исследованием островной растительности, но уже на примере архипелага Порья Губа (Белое море), на постерной сессии представили Екатерина Кудр и Михаил Кожин (Москва). Сообщества исследуемой территории отнесены к 10 классам; составлена карта острова с контурами преобладающих типов сообществ в традициях эколого-фитоценотической классификации.
Постерный доклад Светланы Чиненко (С.-Петербург) посвящен описанию 5 наиболее типичных сообществ юго-восточного Таймыра. Для каждо-
го из них приведены списки характерных видов и определено положение среди известных синтаксонов растительности.
В пленарном докладе Игорь Лавриненко (С.-Петербург, Россия) предложил оригинальный подход к типологии единиц растительности (ТЕР) для CAVM (Циркумполярная карта растительности Арктики) на основе классификации Браун-Бланке и работ отечественных геоботаников. Предлагаемая типология не ограничена уровнями сигмет и геосигмет, она позволяет, наряду с сохранением информации о составе синтаксонов, отразить геоморфологические и ландшафтно-эко-логические особенности единиц карты. Автор полагает, что ранг классов территориальных единиц, как комбинаций сообществ разных синтаксонов, может служить основной категорией при разработке типологии сложных и мозаичных местообитаний Арктики на фитоценотической основе для составления карт более крупного масштаба, чем CAVM. Вместе с тем, типология хорошо согласуется с общим подходом к выделению и классификации местообитаний, принятым в Европе (CORINE, EUNIS).
Ксения Иванова (С.-Петербург, Россия) применила эту типологию в своей работе и подготовила для территории возвышенности Вангуреймусюр (Большеземельская тундра) геоботанические карты масштаба от 1 : 2500 до 1 : 30 000. Основные картируемые единицы — единицы ТЕР разного ранга. Всего выделено 2 отдела, 6 классов и 14 типов, которым соответствуют 22 ассоциации и типа сообществ.
О запасах фитомассы зеленых частей растений и лишайников в сообществах 2 зональных классов в восточноевропейских и западносибирских тундрах рассказала Анна Лапина (С.-Петербург, Россия). В южных тундрах количество фитомассы значительно выше, чем в типичных (на островах), а минимальные значения выявлены для сообществ Полярного Урала, где ведется активный выпас домашних оленей. Дальнейшее развитие этих методов позволит совместить наземные измерения фитомассы в сообществах разных синтаксонов с данными, получаемыми со спутниковых снимков, что будет положено в основу дистанционного мониторинга.
Некоторые доклады на постерной сессии были посвящены флористическому составу тундровых сообществ. О результатах сравнительного анализа сообществ южных и типичных тундр (подзоны E и D по CAVM, соответственно) рассказали Виталий Землянский с 3 соавторами (Москва, Россия). Выявленные изменения соотношения широтных географических элементов и жизненных форм в составе флор на зональном градиенте вполне закономерны.
Ольга Хитун (С.-Петербург, Россия) с 4 соавторами представила результаты анализа широтных и долготных изменений таксономического состава 319 локальных флор разных регионов Арктики. Во втором докладе этого же автора рассказано об исследовании растительности Гыданского заповедника методом локальных флор.
В докладе Алены Даниловой (Кировск, Россия) были представлены сравнительные данные по структуре и видовому составу сообществ гольцовых пустынь и субнивального пояса гор,
расположенных в центральной части Кольского полуострова (Ловозерские горы и Хибины) и на Шпицбергене. Описания выполнены в соответствии с подходом Браун-Бланке, однако в обсуждении результатов речь шла только о статистически значимых различиях видового состава сообществ. Показано, что при одинаковом числе видов сосудистых растений (35 и 32) сообщества этих районов сильно различаются качественно (коэффициент Жаккара — 0.08); данных по различию состава лишайников и мхов представлено не было.
Сведения о динамике видового состава и обилия видов могут быть полезными для моделирования изменений арктических экосистем, вызванных глобальным потеплением.
С поэтичным названием доклада «Слыша, как растет трава: записи растительности на автоматических климатических станциях» выступил Christian Rixen (Давос, Швейцария). Часто после раннего таяния снежного покрова вновь наступают заморозки, в результате чего возникает повышенный риск повреждения неморозостойких видов. К таким выводам автор пришел, совместив с геоботаническими исследованиями данные со 130 метеостанций в Швейцарских Альпах, полученные за последние 45 лет.
Доклад Ольги Гавричковой (Порано, Италия) был посвящен оценке влияния некоторых тундровых видов на углеродный баланс в растительных сообществах о-ва Шпицберген. При увеличении содержания углекислого газа в атмосфере скорость его ассимиляции отдельными видами возрастает. Способность растений акклиматизироваться к постепенно растущим средним годовым температурам определяет видовой состав сообществ и их влияние на баланс углерода в арктическом биоме.
В пленарном докладе Anna-Maria Virkkala (Хельсинки, Финляндия) показано, что большое число описаний разных авторов сосредоточено в одних и тех же районах, в то время как обширные территории, такие как Канадский архипелаг, Центральная Сибирь остаются «белыми пятнами» в ботаническом исследовании Арктики. Без проведения целенаправленных исследований растительности этих районов изменения в ее структуре и составе, вызванные глобальным потеплением, останутся неучтенными.
Материалы, посвященные бореальным лесам восточной Азии, представили на постерной сессии Ulrike Herzschuh (Бремен, Германия) с соавторами. Уделено внимание обратным связям в сопряженной системе «лесные пожары — многолетние мерзлотные породы — климат» вдоль биоклиматического градиента от Чукотки до южной Якутии.
В последний день совещания обсуждали создание и развитие Web-сайта для
хранения данных из национальных (региональных) архивов. В первую очередь участников интересовала организация обмена данными между серверами разных стран: остановились на иерархической структуре с координаторами для каждого из региональных Архивов и группой «суперкоординаторов», которые осуществляли бы сбор и передачу данных из региональных Архивов в международные (AVA и EVA). Поскольку в ближайшем будущем возможность хранения всех данных на серверах в открытом доступе не представляется осуществимой по техническим причинам, Web-сайты для каждого региона будут содержать лишь общую информацию, например, число описаний, хранящихся в базе данных каждого архива, контакты координатора, интерактивные карты районов работ с местоположением описаний и т. д. Перспективы этого проекта в деталях не обсуждали, но акцентировали внимание на том, что для его создания и развития в первую очередь необходимо искать финансирование и Web-разработчиков.
При подведении итогов были сформулированы цели AVA на ближайшие 4 года, которые озвучила Gabriela Schaepman-Strub (рис. 3):
• Обновление и дополнение имеющейся информации по содержанию национальных и международного Арктического Архива с акцентом на российские данные.
• Разработка правил и методов совместного использования данных.
• Разработка стандартных методов описания, классификации и архивирования данных и управления базами данных.
• Создание Web-сайта с общей информацией и ссылками на национальные архивы.
• Обеспечение финансирования для завершения AVA и AVC.
Завершение AVA и успешная международная координация позволят использовать объединенные данные по циркумполярному региону для изучения
Рис.
3. Подведение итогов рабочей встречи.
Summing up of the working meeting
биоразнообразия, классификации растительности, моделирования распределения видов, изменения растительности в условиях меняющегося климата, планирования землепользования и освоения ресурсов.
Gabriela Schaepman-Strub поблагодарила всех участников за плодотворную и информативную рабочую встречу, а также возможность обсудить насущные вопросы, и выразила надежду, что дальнейшее международное сотрудничество поможет решить все поставленные выше задачи. Результаты проделанной работы будут обсуждаться на следующей встрече AVA в Португалии в 2021 г.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Матвеева Н. В., Лавриненко И. А., Лавриненко О. В. 2017. Рабочее совещание по созданию архива описаний растительных сообществ Арктики и обсуждению перспектив подготовки классификации циркумполярной растительности, Прага, 30-31 марта 2017 г. // Растительность России. № 30. С. 124-132. https:// doi.org/10.31111/vegrus/2017.30.124.
© К. В. Иванова, А. М. Лапина, Д. Д. Карсонова K. V. Ivanova, A. M. Lapina, D. D. Karsonova
Ботанический институт им. В. Л. Комарова РАН. 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 2. Komarov Botanical Institute of the Russian Academy of Sciences. E-mail: ivanova.xenia@yandex.ru; laany@yandex.ru; dariakarson@gmail.com
Получено 11 июня 2019 г.
Summary
The three-days Arctic Vegetation Archive and Classification Workshop, in which 32 participants from 9 countries (Canada, Finland, Germany, Italy, Norway, Republic of Slovakia, Russia, Switzerland, USA) participated, took place at the Northern Arctic Federal University, Arkhangelsk, Russia on 21-23 May 2019. The participants reviewed success in archiving data into the AVA and regional Archives, which has been achieved in the last 2 years. International Archive already contains large number of datasets, which allowed to define the ways to use this data for the assessment the dynamic of vegetation due to climate change. Discussion was also focused on the results of regional classification with an attempt to come up with a common approach. During the breakout session, attention was brought to the necessity of international communication: everyone agreed that developing a network will make cooperation easier.
At the end of the meeting on 23 May the participants stated long-term goals for the next 4 years:
Integrate Russian data entries into AVA by Komarov Botanical Institute and A. N. Severtsov Institute working groups;
Develop standardized methods for surveys, archiving and classification;
Establish the system of databases management and rules for sharing data;
Create a central website containing basic information about national Archives, georeferences and links;
Establish funding to complete AVA, AVC and the website.
Next meeting will take place at Arctic Science Summit Week in Portugal 2021.
