Повна версія

Головна arrow Екологія arrow Екологічне картографування

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Біокліматичні карти

Біокліматичні карти показують поширення біоценозів в залежності від різних показників кліматичних факторів з урахуванням просторової розмірності поверхні біосфери. Екологізація тематичного змісту карт рослинності в першу чергу торкнулася форму і характеристику виділів їх легенд. Найважливіші екологічні фактори, з дробовим описом ступеня їх прояву, що визначає характер рослинного покриву, наводяться на різних рівнях підрозділів легенд карт.

Екологічне зонування світу. Еколого-географічна основа природного диференціації території традиційна для біогеографії. Макроструктура живого покриву суші визначається диференціацією природного середовища на глобальному рівні, що знаходить відображення в його зональному розподілі на рівнинах ( зональний биом) і висотно-поясному - в горах ( оробей ). В основу уявлень про зональної структури живого покриву планети лягли зв'язку між рослинністю і кліматом, встановлені ще на початку XIX ст. А. Гумбольдтом.

На сучасному етапі екологічне зонування світу проведено в єдиній системі підрозділів в рамках програми "Оцінка глобальних лісових ресурсів" під егідою Лісового департаменту ФАО ООН (Global ..., 2000). Роль лісів у сталому розвитку регіонів величезна, однак екологічний зонування необхідно для вирішення не тільки національних і регіональних проблем, пов'язаних з використанням лісових ресурсів, але має і більш загальний глобальний характер в умовах масштабних змін природного довкілля.

В основу екологічного зонування світу покладено біокліма- тичний підхід, який враховує зміну температурних показників і вологості повітря, добре корелюють з потенційною рослинністю на регіональному і планетарному рівнях. При зонуванні використана система біокліматічес- ких підрозділів суші Кеппена (W.Koppen, 1931 по "Global ecological ...", 2000. FAO-2000) з виділенням кліматичних типів (областей - перший рівень -1) і регіональних класів (другий рівень - 11), яким відповідають зональні рослинність і грунти (табл. 2).

На карті глобального екологічного зонування суші (рис. 1) за температурними умовами на Землі виділено п'ять кліматичних поясів (областей): тропич еский, субтропічний, помірний, бореальний і полярний. На другому рівні екологічного зонування, використовуючи характеристику режиму опадів, виділено 14 регіональних класів, при цьому враховується стан гірських територій в схемі кліматичних областей Кеппена. Ці екологічні категорії включають рослинний покрив таких великих підрозділів, як: тропічні дощові ліси, тропічні рідколісся, бореальні хвойні ліси і т. Д. Типові едафіческіе варіанти рослинності (мангри, болота, піщані масиви та ін.) Підпорядковані зональним типам.

Таблиця 2

Глобальне екологічне зонування світу (фрагмент) (по Кеппен в "Global ...", 2000)

рівень 1

рівень II

кліматичні області

кліматичні типи

зональні

типи

рослинності

Назва

характери

стіки

Назва та символи

характеристика

помірна

4-8 місяців температура вище 10 ° С

океанич

ський

Do

Найхолодніший місяць з температурою вище 0 °

Змішані, хвойні вічнозелені, широколисті листопадні лісу

Контіні

тальний

Dc

Найхолодніший місяць з температурою вище або близько 0 °

Змішані лис- топадно-хвойні ліси

бореальна

Близько трьох місяців температура вище 10 ° С

бореальний

Е

Випаровування нижче опадів

Лісотундра і рідколісся, тайга

На території Росії в її сучасних кордонах розташовані: полярна , бореал ьная і помірна області (в табл. 3 наведено дані для підрозділів лісів помірної і бореальной областей на території Росії).

На основі схеми екологічного зонування суші складені карти кліматичних типів рослинності континентів (рис. 2) з метою подальшої екологічної диференціації території на національному рівні.

Карта "Рослинність Європи" (1: 2 500 000) відображає потенційну рослинність, дає уявлення про поширення основних природних рослинних угруповань та їх комбінацій у зв'язку з кліматичними і едафічними умовами континенту, відображає специфіку зональних, гірських і супутніх типів рослинності. Легенда карти містить інформацію про структуру і різноманітність головних підрозділів рослинного покриву, їх обумовленості факторами навколишнього середовища, розкриває специфіку географічних варіантів і екологічних особливостей класифікаційних підрозділів. Перший рівень поділу складного рослинного покриву заснований на кпассіфіка-

Таблиця 3

Екологічні області, зони і регіональні класи на території Росії (по Кеппен в "Global ...", 2000)

кліматичні області

Екологічні зони / індекс на мапі

Регіональні класи

помірна

континентальна TeDc

12: Рівнинні помірні ліси

семіарідних TeBSh

15: Рівнинні степи

гори тим

  • 13: Гірські помірні ліси
  • 14: Гірські рідколісся і чагарники
  • 16: Гірські степи

бореальна

Хвойні ліси Єва

7: Північна тайга

8: Середня тайга

9: Південна тайга і подтайге

Тундрові рідколісся ЕВЬ

  • 3: Північні
  • 4: Південні
  • 6: предтундрових Редіна і чагарники

гори ВМ

  • 10: Субальпійські рідколісся
  • 11: Гірська тайга

ції рослинних угруповань відповідно до впливом основних кліматичних факторів і физиономическими особливостями картографуються одиниць (Додаток 1.1).

На мелкомасштабной карті "Рослинність Австралії" (1: 6 000 000) при систематизації матеріалу про тропічної і поза- тропічної рослинності континенту виділені регіональнотіпологіческіе комплекси формацій, виходячи з провінційних особливостей характеру зволоження і режиму опадів, географічного положення та едафічної специфіки території (Огурее- ва идр., 1992). Для визначення цих комплексів використані показники по середньорічній кількості опадів як одному з найважливіших факторів диференціації рослинного покриву в рамках ботаніко- географічних регіонів (Додаток 1.2).

Кліматична характеристика виділів карти рослинності може бути наведена за даними показань метеостанцій по



методу Г. Вальтера (1968). Так, на карті рослинності Франції (1: 500 000) для кожного виділу наведені клімадіаграмми (рис. 3), відібрані за середніми показниками серед усіх кліматичних станцій виділу (Ozenda, 1986).

Фенологічні карти. Особливу групу відображення природної динаміки спільнот складають оперативні карти фенологічних станів рослинного покриву і тваринного населення, які передають поширення природних об'єктів з певними типами фітофенологіческіх режимів в часі і в просторі (Малишева, 1968; Мінін, 2000). Вони показують одне з істотних властивостей окремих видів або біоценозів - їх сезонну динаміку. Розрізняють дві групи карт: флоро- або фаунофенологіческіе і ценофенологіческіе. Карти першої групи виявляють географічні закономірності термінів настання фенологічних фаз окремих природних видів або їх форм, рас в межах їх ареалів (рис. 4). Крім змін фе нофаз на цих картах відображають тривалість фаз (наприклад, тривалість дозрівання ягід смородини, відліт-приліт граків, журавлів і ін.), Довжини вегетаційного періоду або окремих його частин у рослин, окремих періодів сезонного розвитку тварин і інші сюжети.

До другої групи належать фенологічні карти, що виявляють географічні закономірності сезонного розвитку окремих рослинних угруповань або інших підрозділів рослинного покриву, міграції тварин. Стан рослинних угруповань визначається режимом середовища існування: змінами радіації, тепла і вологи, вітрового режиму, сольового, газового складу грунтів, динамікою тваринного населення та ін. Зазвичай стан рослинного співтовариства розглядається на якомусь від-

Ріс. 1. Гповальное поширення кліматичних типів рослинності Кеппена: 1 - тропічні вологі, 2 - тропічні волого-сухі, 3 - тропічні і субтропічні семиаридние, 4 - тропічні і субтропічні арідні, 5 - помірні семиаридние, 6 - помірні арідні, 7 - субтропічні з сухим влітку, 8 - субтропічні гумідних, 9 помірні океанічні, 10- помірні континентальні, 11 - бореапьнив, 12- полярні тундри, 13- полярні льодовики, 14- високогір'я [no Trewartha (1968) in Bailey (1996))


Глобальне екологічне зонування світу (ФАО, 2000); фрагмент карти на територію колишнього Радянського Союзу. Кліматичні типи рослинності

Мал. 2 Глобальне екологічне зонування світу (ФАО, 2000); фрагмент карти на територію колишнього Радянського Союзу. Кліматичні типи рослинності: 1 - тундри; 2 - лісотундра: 3 - бореальні ліси; 4 - широколисті ліси і лісостеп; 5 - степи; 6 - пустелі; 1 - гори


Фрагмент фітоекологіческой карти; ботанічні райони за ступенем гумідного клімату (в дужках кількість гумід- них місяців / рік)

Мал. 3. Фрагмент фітоекологіческой карти; ботанічні райони за ступенем гумідного клімату (в дужках кількість гумід- них місяців / рік): е - семігумідний (6-7), f - субгумідні (8-10), g - гумідних (11-12), h- пергумідний (12 ) з клімадіаграммамі для виді- лов карти (по П. Озенда, 1986); а - зразок кпімадіаграмми по Г. Вальтеру (1968)

різанні часу, в межах якого виявляються властиві йому характерні риси: зміна фенологічних фаз окремих видів рослин або їх комплексів, періодичність споживання вологи і поживних речовин, послідовність накопичення фітомаси та ін. Деякі природні режими рослинних угруповань мають інтегральний характер і можуть бути показані на картах, даючи можливість по ним судити про стан інших компонентів екосистем. Наприклад, фенологічні карти стану черемхових спільнот включають фенологічні відомості про періоди розпускання листя, цвітіння, плодоношення дерев, з якими пов'язані багато інших режимні показники екотопів і життєдіяльність тварин. На основі вивчення сезонної ритміки життєдіяльності рослин створюються фенологічні карти сезонної динаміки рослинних угруповань (рис. 4).

Фенологічні карти європейської частини Росії

Мал. 4. Фенологічні карти європейської частини Росії: а - середні багаторічні дати розгортання перших листків у берези повислої (ознака початку періоду "розпалу весни", масове початок сільськогосподарських робіт, посадка картоплі на легких ґрунтах, закінчення весняних деревопосадочних робіт); б - перший кування зозулі звичайної (ознака відновлення структури і функціонування зв'язків в біоценозі до річного рівня після зимового періоду спокою) (по А. А. Мініну, 2000)

Карти флуктуацій рослинних повідом ЄСТВ. Тривалі стаціонарні спостереження за природними режимами рослинних угруповань в різних природних умовах показують, наприклад, що флористичний потенціал лугових спільнот в наземному ярусі реалізується приблизно протягом 10-12 років. Це той часовий інтервал, за який разногодічние коливання природних режимів дозволяють проявитися всьому флористичному складу (Работнов, 1974). На картах цього типу можуть бути відображені як разногодічние варіації спільнот, так і повні еколого-динамічні ряди погодичних станів спільнот, пов'язаних з режимом екотопів в окремі роки (рис. 5).

Кореляційні перші карти. Великий інтерес представляють кореляційні карти, що розкривають екологічний зміст геоботанічних виділів. Відзначається два підходи до їх

Серія карт рослинності району Тренто

Мал. 5. Серія карт рослинності району Тренто (Північ ная Італія) станом на різні роки, що показує зміну флористичного складу угруповань (логодічние опису спільнот) двох осокових формацій (Carex rostrata, С. elata) і скорочення зайнятої ними площі за період з 1976 по 2001 р. (по F. Pedrotti, 2004)

складання. Екологічний зміст одних засноване на аналізі збігу кордонів геоботанических виділів з ареалом фактора. Інший підхід заснований на обчисленні коефіцієнтів кореляції чисельних значень фактора і вираженості рослинних угруповань в просторі. Є досвід складання " Екол ого-фітоценотичної карти Азіатської Росії" (1: 7 500 000) за даними кореляції рослинного покриву (фі тоценомеров високого рангу на рівні формацій і їх поєднань) з біоклиматичними показниками теплообеспеченности і зволоження (Букс, 1976). За вихідні параметри прийняті: сума біологічно активних температур повітря вище 10 °, середньорічна кількість опадів і радіаційний індекс сухості, розрахований за методом М. І. Будико, які відображають гидротермічні умови середовища існування рослинності. Для кожного геоботанического виділу розрахована біологічна продуктивність в ц / га. Прийнявши інтервал в градаціях суми температур повітря в 400 ° С, на карті вдалося показати сім подзональних смуг. Рівні теплообеспеченности з інтервалом в 200 ° С відповідають смугах рослинності в межах підзон. У межах смуг флористичний склад, ярусність, сінузі- альная структура рослинних угруповань і їх біологічна продуктивність залежать від вологості, яка характеризується шістьма ступенями зволоження, відповідно до значень індексу аридности М. І. Будико від надмірно-вологих і вологих (0-0,5 - 1 , 0) до сухих і дуже сухих умов (2-2,5 і більше). Кореляційні карти містять екологічну інформацію і дають відомості про живу покриві в цілому і екологічному потенціалі території (Додаток 1.3).

Відомості про вплив кліматичних умов на розподіл рослинних формацій в Сибіру містяться в багатьох відомих роботах ботаніків - Л. В. Шумілова, Л. Н. Тюлин, А. В. Кумі- нової та ін. Д. І. Назимова (2004) запропонувала схему ординації лісів Сибіру в кліматичних полях території (рис. 6), на якій по одній осі показані значення коефіцієнта континентальної ності по Конраду (1946), а з іншої - значення суми активних температур більше 10 ° С. Ця схема дає уявлення про оптимальні і граничних положеннях підрозділів тайгових лісів в різних кліматичних секторах.


Географічна біокліматична модель лісового покриву Сибіру

Мал. 6. Географічна біокліматична модель лісового покриву Сибіру. Система лісорослинних зон (підзон і секторів) і биомов в координатах теплообеспеченности - контінентапьності (сума середньодобових температур за сезон зростання з температурами вище 10 ° С), за даними матеріалів лісовпорядкування та 225 метеостанцій і коефіцієнта контінентапьності по Конраду (1946), Д. І. Назимова і ін., (2004)


Індикаційні карти зв'язку рослинності з літологією порід і геоструктурного особливостями території відображають просторове розміщення різних типів рослинності в зв'язку з геологічною будовою території, розкривають специфіку складу рослинних угруповань, властивих різним гірських порід і геологічними структурами. Велике значення при цьому надається генетично однорідним поверхонь рельєфу, що дає можливість об'єктивно оцінити зв'язок поширення рослинності з єдиними геологічними умовами та однотипними рельєфоутворюючих процесами, що відбуваються на цій території. Як показують дослідження, хід відновлювальних сукцесій в тайгових лісах півночі Середньої Сибіру на різних по літології гірських породах неоднаковий (Лукичева, 1972). Виникає необхідність виявлення різних динамічних рядів тайговій рослинності в районах з різними геологічними умовами. За даними А. Н. Лукичевої, більшість рослинних угруповань має більш-менш широку екологічну амплітуду, зустрічаючись на різних гірських породах і формах рельєфу, тому важливо враховувати набір і співвідношення за площею рослинних угруповань, що відображають різні сторони екологічного середовища. Велике значення морфолітоструктур у формуванні сучасних ландшафтів Північного Сходу Сибіру обґрунтувала Г. Н. Єгорова (1983). Рослинний покрив, на її думку, виступає тільки в ролі коректує системи, але не змінює істоти принципових зв'язків всередині морфолітосістем в басейні річки Омолон. З іншого боку, рослинність відіграє суттєву роль в зв'язку з мерзлотнимі процесами, сприяючи стабілізації субстратів. Стійкість геосистем визначається тісною взаємодією структури морфолітокомплекса в межах єдиного генетичного ряду і складових його компонентів.

Для виявлення зв'язків рослинності з літологією порід використовуються методи ландшафтних досліджень на профілях в природі, методи дистанційного зондування, удосконалюються технології комп'ютерної інтерпретації цифрових зображень за матеріалами космічної зйомки, що підвищує інформаційну значимість відповідних фітоекологіческіх карт.

Грунтово-ботанічні карти, що відображають зв'язку рослинних угруповань з едафічними умовами середовища, є найбільш традиційними для фітоекологіческого картографування. За часів роботи переселенського управління і в перші роки минулого століття багато геоботаніки, в тому числі Р. І. Аболін, Б. Н. Городков, Б. А. Келлер, Л. Г. Раменський, В. Н. Сукачов і інші, брали участь в грунтово-ботанічному обстеженні земель при освоєнні нових районів Сибіру. У процесі цих робіт були закладені основи великомасштабного картографування рослинності і відображення екологічної інформації, необхідної для практичних цілей. Розроблено сюжети грунтово-ботанічних карт, на яких зазвичай показуються физикохимические характеристики, механічний склад грунтів і грунтові процеси, що впливають на розвиток і стан рослинних угруповань.

На сучасному етапі підвищилася увага до еколого-географічному аналізу території, що передбачає інвентаризацію, оцінку і прогноз природних комплексів в різних умовах їх функціонування. Грунтово-рослинний покрив відображає ситуацію ландшафтну структуру території, чуйно реагує на різнобічні види антропогенного впливу і є індикатором стану екологічного потенціалу регіону в цілому. Спеціальні роботи по парному картографування рослинного та грунтового покриву проведені в басейні малої річки Підмосков'я (Екосистеми ..., 2006). Серія великомасштабних фітоекологіческіх і ґрунтових карт відображає стану природних і створених людиною лісових екосистем і може бути використана як основа для оцінки сучасного ценотического, грунтового різноманіття і тенденцій його динаміки в межах басейну. Через склад і властивості грунтово-рослинного покриву відбивається сучасний екологічний потенціал території в цілому і стан його окремих компонентів.

Картографічний еколого-географічний аналіз взаємозв'язків температурного режиму грунтів з кліматичними особливостями і характером рослинного покриву проведено для території Східно-Європейської рівнини (Кречетов, Чернецова, 2007).


В системі ГІС складена серія дрібномасштабних карт, що показують розподіл середньорічних температур ґрунтів на різних глибинах від поверхні грунтового профілю і хід температур за сезонами року. Цей аналіз дозволив встановити зв'язок термічного режиму грунті глибиною проникнення кореневих систем в ценозах різних екосистем, виявити подзонапьние відмінності і встановити географічну специфіку цих взаємозв'язків. Авторам вдалося розробити ряд показників, що характеризують еколого-термічні умови існування біоценозів. Ці дані можуть бути використані при моніторингу, оцінки стану рослинності та динаміці екосистем (рис. 7).

Зв'язок пустельній рослинності з механічним складом грунтів і ступенем їх засолення розкрита на карті астітельность пустель Казахстану і Середньої Азії" (1: 4 000 000) (1995). На тлі основних ботаніко-географічних закономірностей розподілу рослинності рівнинних (зональних і подзональних) і гірських (висотно-поясних) територій на карті показані численні географічні варіанти типів рослинності і формацій, дано характеристики їх складу і показані ботаніко- географічні особливості. Різноманіття рослинних угруповань обумовлено також і особливостями літологічного складу порід. За механічним складом грунтів виділені едафіческіе варіанти рослинності - пеліт офітние (на суглинних і глинистих ґрунтах), геміпсаммофітние (на супіщаних грунтах), гем іпетрофітние (в умовах близького залягання корінних порід), петрофітні (на кам'янисто-щебністих грунтах) і пса м- мофітние (на піщаних ґрунтах і пісках). За ступенем закрепленности піску розрізняються пустелі рихлопесч аних, связнопесчаних і пилеватопесчаних масивів. Можливості підключення піску і його Пилувато визначають хід сукцессіонних процесів в рослинному покриві піщаних пустель (Додаток 1.4).

Гал оіндікаціопние карти. Виявлення залежності рослинних угруповань від ступеня засоленості субстратів здавна є традиційною в геоботаніці. На Карті рослинності пустель Казахстану і Середньої Азії (1995) вперше виділені подзонапьние типи гіпергалофітной рослинності (північний, середній і південний) і дано їх відмінності за складом едіфікаторних видів. За ступенем засолення грунтів на карті показані геміг ало-


Суми температур вище 10'С в ґрунтових горизонтах на глибині 20 см (по П. П. Кречетова, О. В. Чернецової, 2007)

Мал. 7. Суми температур вище 10'С в ґрунтових горизонтах на глибині 20 см (по П. П. Кречетова, О. В. Чернецової, 2007)


Фітни, гал офітние і гіпергалофітние варіанти пустельних рослинних угруповань (Додаток 1.4).

Відомі й інші індикаційні карти засолення території і рослинності. На цих картах ізолініями показані значення ступеня прояву фактора і поширення рослинних угруповань. На підставі інтерпретації даних про ступінь і типах засолення почвообразующих порід і характеру рослинності складені карти засолення почвообразующих порід Північного Казахстану, рівнинній частині Алтайського краю і ін. (Атлас Північного Казахстану (1970), Атлас Алтайського краю (1978).

 
<<   ЗМІСТ   >>