CC BY
37
УДК 581.524 (571.63) Л.А. Майорова
РОЛЬ КЛИМАТА В ФОРМИРОВАНИИ ЭКОСИСТЕМ ТЕМНОХВОЙНЫХ ЛЕСОВ ПРИМОРЬЯ
Динамизм климатических характеристик в ареале пихтово-еловых лесов Приморья определяет их большое ландшафтное и лесотипологическое разнообразие. Это проявляется в широком спектре эколо-го-географической дифференциации типов леса и их почвенно-растительных комплексов, как по различным климатическим районам края, так и по высотным поясам. Но в лесной таксации Дальнего Востока типологические схемы зачастую представлены крупными группами типов леса, не отражающих характерных эколого-фитоценотических признаков более мелких таксонов.
Ключевые слова: экосистема, пихтово-еловые леса, субформация, геоморфологический комплекс лесной растительности, почвенно-растительный комплекс, база данных, эколого-географический анализ, cумма активных температур, годовое количество осадков.
L.A. Maiorova CLIMATE ROLE IN THE FORMATION OF DARK CONIFEROUS FOREST ECOSYSTEMS IN PRIMORSKI KRAI
Climatic characteristics dynamism in Primorye fir-spruce forests areal determines their great landscape and forestry typological diversity. It shows itself in a wide range of ecological and geographical differentiation of forest types and soil-vegetable complexes, both in different climatic regions of the region, and in high-altitude zones. But in the Far East, forest taxation typological schemes are often represented by large groups of forest types which do not reflect individual ecologo-geografic properties of smaller taxones.
Key words: ecosystem, fir-spruce forests, subformation, forest vegetation geomorphological complex, soil-vegetable complex, database, ecologo-geografic analysis, active temperatures sum, annual rainfall.
Погодно-климатическая обстановка в протяженном ареале ели аянской отличается крайней нестабильностью и разнообразием. Состав аянских темнохвойных лесов в зависимости от климатических условий и, прежде всего, от уровня теплообеспеченности претерпевает существенные изменения [6]. Это проявляется в широком спектре эколого-географической дифференциации почвенно-растительных комплексов как по всей территории края, так и по высотным поясам, и определяет большое ландшафтное и лесотипологическое разнообразие пихтово-еловой субформации.
Цель данных исследований - определение роли климата в формировании почвенно-растительного покрова пихтово-еловых лесов Приморья.
Задачи исследований: для выделенных ранее, наиболее характерных для данной лесной субформации почвенно-растительных комплексов (тип леса - тип почвы), рассмотреть частоту встречаемости и закономерности их распространения в зависимости от климатических факторов среды, а также определить климатические типы (климатипы) их конкретных местообитаний.
Б.П. Колесников [1] в пределах тёмнохвойной области в Приморском крае выделяет две географические (климатические) провинции: 1) Средне-Сихотэ-Алинскую зеленомошных пихтово-еловых и еловолиственничных лесов на наиболее возвышенных вершинах и платообразных поверхностях в верховьях рек Самарга, Бикин, Большая Уссурка и прилегающих к ним участках восточного макросклона; 2) Южно-Сихотэ-Алинскую папоротниковых пихтово-еловых и елово-кедровых лесов, которая в центре и на юге края изолированными выделами спускается по вершинам и склонам гор в долины рек Уссури, Арсеньевка, Партизанская и др. Деление их на округа из-за слабой изученности автор не приводит, но указывает, что ландшафтно-географические зоны, представленные на территории края, делятся на подзоны, которые заметно отличаются по строению рельефа и климату.
По агроклиматическому районированию Приморья [2] в северных районах края сумма температур более 10° - менее 1800°, годовая сумма осадков - 600-700 мм, а на юге сумма активных температур - 2400— 2600°, годовая сумма осадков - 800-900 мм. Для выделения климатических типов местообитаний пихтовоеловых лесов [4] использовалась база данных «Лесная растительность Приморского края» [3] и по сочетанию тепла и влаги (сумме активных температур и годовому количеству осадков) составлена легенда-матрица (табл. 1).
Таблица 1
Климатические типы местообитаний пихтово-еловых лесов Приморья
03 - ^ м 00 дк д) А О О о Умеренно холодные (< 18000) Прохладные (1800-20000) Умеренно прохладные (2000-22000) Умеренно теплые (2200-24000) Теплые (2400-26000) Наиболее теплые (>26000)
Умеренно сухие (600-700 мм) 1 Умеренно холодные, умеренно- сухие 5 Прохладные, умеренно сухие 9 Умеренно прохладные, умеренно сухие 13 Умеренно теплые, умеренно сухие 17 Теплые, умеренно сухие 21 Наиболее теплые, умеренно сухие
Умеренно влажные (700-800 мм) 2 Умеренно холодные, умеренно влажные 6 Прохладные, умеренно влажные 10 Умеренно прохладные, умеренно влажные 14 Умеренно теплые, умеренно влажные 18 Теплые, умеренно влажные 22 Наиболее теплые, умеренно влажные
Влажные (800-900 мм) 3 Умеренно холодные, влажные 7 Прохладные, влажные 11 Умеренно прохладные, влажные 15 Умеренно теплые, влажные 19 Теплые, влажные 23 Наиболее теплые, влажные
Сырые (более 900 мм) 4 Умеренно холодные, сырые 8 Прохладные, сырые 12 Умеренно прохладные, сырые 16 Умеренно теплые, сырые 20 Теплые, сырые 24 Наиболее теплые, сырые
Примечание. 1, 2, 3.... - коды климатических типов местообитаний.
Сопряженный анализ совместной встречаемости групп типов (типов) пихтово-елового леса и соответствующих им типов (подтипов) почв выявил 98 почвенно-растительных комплексов (ПРК) и закономерности их распространения в пределах Приморья [5]. По частоте и вероятности встречаемости, как наиболее характерные, были выделены 23 почвенно-растительных комплекса (табл. 2).
Таблица 2
Почвенно-растительные комплексы пихтово-еловых лесов Приморья и их переходных типов
I. Геоморфологический комплекс субальпийских и предсубальпийских пихтово-еловых лесов_____________________________________________________________
________________________________________________1________________________________________________
Разнотравно-кустарниковый ельник с кленом желтым на горных буро-таежных иллювиально-гумусовых
______________________________________________почвах_____________________________________________
Разнотравно-кустарниковый ельник с кленом желтым на горных буро-таежных типичных почвах Елово-каменноберезовый кустарниковый ельник на горных буро-таежных иллювиально-гумусовых почвах
_______Елово-каменноберезовый кустарниковый ельник на горных буро-таежных типичных почвах________
______________Ельник-брусничник на горных буро-таежных иллювиально-гумусовых почвах______________
_____________________Ельник-брусничник на горных буро-таежных типичных почвах____________________
_______Ельник-брусничник на горных буро-таежных ожелезненных и глеевато-оподзоленных почвах______
__________________________________________________________________________________Окончание табл. 2
__________________________________________________1________________________________________________
_______________II. Геоморфологический комплекс пихтово-еловых лесов горных склонов_________________
________Ельник-зеленомошник на горных буро-таежных типичных и иллювиально-гумусовых почвах_________
________Ельник-зеленомошник на горных буро-таежных ожелезненных и глеевато-оподзоленных почвах
Ельник-зеленомошник на горных бурых лесных слабоненасыщенных и горных бурых лесных кислых (не___________________________________насыщенных) оподзоленных почвах_________________________________
Ельник мелкотравно-зеленомошный на горных буро-таежных типичных и иллювиально-гумусовых почвах
________Ельник мелкотравно-зеленомошный на горных бурых лесных кислых (ненасыщенных) почвах________
Ельник разнотравно-мелкопапоротниковый на горных буро-таежных иллювиально-гумусовых и горных
___________________________________буро-таежных типичных почвах____________________________________
Ельник разнотравно-мелкопапоротниковый на горных бурых лесных слабоненасыщенных оподзоленных
________________________________________________почвах_____________________________________________
_______________Ельник кустарниково-разнотравный на горных буро-таежных типичных почвах_____________
III. Геоморфологический комплекс пихтово-еловых лесов долин, шлейфов ___________________________________и нижних третей склонов гор_____________________________________
Ельник долинный на горных буро-таежных типичных и буро-таежных ожелезненных и глеевато-
________________________________________оподзоленных почвах________________________________________
Ельник долинный на бурых лесных кислых (ненасыщенных) оподзоленных и глеевато-оподзоленных поч-
________________________________________________вах________________________________________________
___________Ельник долинный на аллювиальных дерновых и аллювиальных слаборазвитых почвах____________
Ельник таволгово-вейниковый на горных бурых лесных слабоненасыщенных оподзоленных почвах
___________________________________Переходные группы типов леса:___________________________________
_________________________IV. Елово-кедровые (с преобладанием ели аянской)__________________________
Крупнопапоротниковый ельник с кедром корейским на горных буро-таежных иллювиально-гумусовых и
________________________________горных буро-таежных типичных почвах________________________________
Крупнопапоротниковый ельник с кедром корейским на горных бурых лесных слабоненасыщенных оподзо-
___________________________________________ленных почвах___________________________________________
______________________V. Елово-лиственничные (с преобладанием ели аянской)_________________________
Елово-лиственничные горные леса на горных буро-таежных (иллювиально-гумусовых, типичных, ожелез-
___________________________________________ненных)почвах___________________________________________
Елово-лиственничные багульниково-моховые леса на горных буро-таежных (иллювиально-гумусовых, ___________________________________типичных, ожелезненных) почвах__________________________________
Для определения роли климата в формировании почвенно-растительного покрова пихтово-еловых лесов Приморья методом информационно-логического анализа [7] проведён расчёт встречаемости наиболее характерных ПРК в различных климатических типах местообитаний (табл. 3).
Максимальное распространение в пихтово-еловой субформации края получили почвеннорастительные комплексы ельников горных склонов - мелкотравно-зеленомошного (213 случаев совместной встречаемости из 805) и зеленомошного (115), развитых на горных буро-таежных типичных и иллювиальногумусовых почвах в умеренно холодных (сумма активных температур менее 18000) умеренно влажных (осадки 700-800 мм/год) и влажных (800-900 мм/год) местообитаниях.
На умеренно холодных и умеренно сухих местообитаниях (осадки 600-700 мм/год) ПРК ельников зе-леномошного и мелкотравно-зеленомошного еще встречаются, но их доля незначительна. При увеличении
увлажнённости местообитаний до градации «сырые» (более 900 мм/год) наблюдается резкое снижение
встречаемости как ПРК ельника зеленомошного, так и ельника мелкотравно-зеленомошного.
ПРК ельника зеленомошного на горных бурых лесных почвах распространены значительно реже и приурочены преимущественно к умеренно холодным и прохладным, умеренно влажным и влажным климатипам, а ПРК ельника мелкотравно-зеленомошного на горных бурых лесных почвах, в отличие от них, почти не встречается на умеренно холодных местообитаниях и приурочены к прохладным и умеренно прохладным.
51
Таблица 3
Встречаемость наиболее характерных почвенно-растительных комплексов (ПРК) пихтово-еловых лесов Приморья и их переходных типов в различных
климатических типах местообитаний
ПРК Климатический тип местообитаний пихтово-еловых лесов 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19
1 - - 5 0,454 5 0,454 - - - 1 0,091 - - - - - - - - - - 11
2 - 3 0,428 3 0,428 - - - 1 0,143 - - - - - - - - - - - 7
3 - 2 0,286 2 0,286 - - 1 0,143 2 0,286 - - - - - - - - - - - 7
4 - 2 0,200 5 0,500 - - - 1 0,100 - - - - - - - - 2 0,200 - - 10
5 1 0,200 2 0,400 2 0,400 - - - - - - - - - - - - - - - 5
6 - 1 0,125 6 0,750 - - - 1 0,125 - - - - - - - - - - - 8
7 - 1 0,167 5 0,833 - - - - - - - - - - - - - - - 6
8 15 0,084 67 0,374 48 0,268 20 0,112 10 0,056 6 0,034 1 0,006 2 0,011 1 0,006 5 0,028 1 0,006 2 0,011 1 0,006 179
9 2 0,080 12 0,480 2 0,080 4 0,160 - 2 0,080 1 0,040 1 0,040 - 1 0,040 - - - - - - - - 25
10 4 0,174 2 0,087 5 0,217 2 0,087 3 0,130 2 0,087 2 0,087 - - 2 0,087 - - - 1 0,043 - - - - 23
11 10 0,040 85 0,348 128 0,525 21 0,086 - - - - - - - - - - - - - - 244
12 - - - - - - 18 0,429 7 0,167 3 0,071 14 0,333 - - - - - - - - 42
13 12 0,343 23 0,657 - - - - - - - - - - - - - - - - 35
14 - - 2 0,054 3 0,081 8 0,216 10 0,270 5 0,135 1 0,027 1 0,027 3 0,081 3 0,081 1 0,027 - - - - - - 37
Вестник,КрасГЯУ.2010. №2
52
ПРК Климатический тип местообитаний пихтово-еловых лесов
15 - 1 0,042 9 0,375 7 0,292 - - 4 0,167 - - 1 0,042 2 0,083 - - - - - - 24
16 2 0,20 0 1 0,100 2 0,200 1 0,100 1 0,100 1 0,100 1 0,100 1 0,100 10
17 - 1 0,250 - - - - - - - - 1 0,250 - - - - - - 2 0,500 4
18 - - 1 0,143 - - 2 0,286 1 0,143 2 0,286 - - - - - - - - - 1 0,143 7
19 - - - - - - - - - 1 1,000 - - - - - - - - 1
20 2 0,03 8 13 0,250 7 0,135 6 0,115 1 0,019 4 0,077 7 0,135 3 0,058 2 0,038 3 0,058 2 0,038 1 0,019 1 0,020 52
21 1 0,07 7 2 0,154 1 0,077 2 0,154 1 0,077 1 0,077 3 0,231 1 0,077 1 0,077 13
22 5 0,12 5 20 0,500 8 0,200 5 0,125 2 0,050 40
23 - 3 0,200 8 0,533 4 0,267 - - - - - - - - - - - - - - 15
1 54 0,06 7 241 0,299 249 0,309 77 0,096 13 0,016 31 0,038 52 0,065 14 0,017 9 0,011 27 0,033 11 0,013 6 0,007 4 0,005 3 0,004 5 0,006 3 0,004 1 0,001 5 0,006 805
Примечание: 2 - частота встречаемости почвенно-растительного комплекса (ПРК) при данном климатическом типе местообитания; 0,286 - условная вероятность встречаемости; 0,301 - априорная вероятность встречаемости; 0,454 - условная вероятность встречаемости выше априорной (наиболее характерное сочетание фактора и явления).
Экология
Из геоморфологического комплекса ельников долин, шлейфов и пологих склонов нижних третей гор максимально распространены ПРК ельника долинного на горных буро-таёжных типичных, ожелезнённых и глеевато-оподзоленных почвах. Комплексы ельника долинного и ельника таволгово-вейникового на горных бурых лесных, бурых лесных и аллювиальных почвах развиты незначительно. В силу свого азонального распространения (долины рек) их местообитания имеют сравнительно широкий экологический диапазон - от прохладных умеренно влажных, влажных, сырых в верховьях горных рек до теплых влажных в среднем течении р. Большая Уссурка, рек восточного макросклона, впадающих в Японское море и на юге Приморского края.
ПРК переходных елово-кедровых лесов, представленные крупнопапоротниковыми ельниками с кедром корейским на горных буро-таежных иллювиально-гумусовых и типичных почвах, также как и долинные ельники, характеризуются широким спектром климатипов местопроизрастаний - от умеренно холодных, сырых до умеренно теплых, умеренно сухих. Комплексы крупнопапоротниковых ельников с кедром корейским на горных бурых лесных почвах встречаются значительно реже и приурочены в основном к умеренно теплым и умеренно сухим, умеренно влажным и влажным местообитаниям.
ПРК высокогорных субальпийских и предсубальпийских пихтово-еловых и елово-лиственничных горных лесов на горных буро-таежных иллювиально-гумусовых типичных почвах и оподзоленных почвах распространены в наиболее суровых для Приморья климатических условиях. Их ареалы максимально приурочены к умеренно холодным, умеренно влажным и влажным климатипам.
Проведённый эколого-географический анализ по выявлению почвенно-растительных комплексов пихтово-еловых лесов и их приуроченности к местообитаниям с различными климатическими условиями наглядно показал, насколько широк их экологический диапазон, а отсюда широкое разнообразие лесотипологических признаков, продуктивности и общего биоразнообразия.
В настоящее время субформация пихтово-еловых лесов Дальнего Востока и их переходных типов (елово-лиственничных и елово-кедровых с преобладанием ели аянской) в лесной типологии в большинстве случаев представлена крупными лесными комплексами - группами типов леса. Но современные концепции развития многоцелевого устойчивого лесопользования и охраны лесов требуют более дифференцированного, но в то же время комплексного географического подхода к их типологии, классификации и районированию, а также к сохранению их биоразнообразия с учётом специфичности условий произрастания и степени устойчивости различных геоэкосистем к природным и антропогенным нагрузкам.
Литература
1. Колесников Б.П. Кедровые леса Дальнего Востока. - М.; Л., 1956б. - 261 с.
2. Краснянская В.П., Худякова А.И., Храмцова В.К. Агроклиматическое районирование Приморского края // Тр. ДВНИГМИ. - 1973. - Вып. 40. - С. 97-107.
3. Майорова Л.А. Географический подход при изучении лесной растительности Приморского края // Геогр. исследования на Дальнем Востоке: мат-лы научн. конф., посвящаются 150-летию образования Рус. геогр. о-ва. - Владивосток: Дальнаука, 1997. - С. 132-134.
4. Майорова Л.А. Основные климатипы местообитаний пихтово-еловых лесов Приморья // Исследование и конструирование ландшафтов Дальнего Востока и Сибири / под ред. В.М. Урусова. - Владивосток: Дальнаука, 2005. - Вып.6. - С. 176-195.
5. Майорова Л.А., Пшеничникова Н.Ф. Почвенно-растительные комплексы пихтово-еловых лесов Приморья // Вестн. КрасГАУ. - 2008. - №4. - С.81-87.
6. МанькоЮ.И. Ель аянская. - Л.: Наука, 1987. - 280 с.
7. Пузаченко Ю.Г., Мошкин А.В. Информационно-логический анализ в медико-географических исследованиях // Итоги науки. - М., 1969. - Вып. 3. - С. 5-74.
