Климатические причины смещения сроков цветения растений в Центрально-Лесном заповеднике

Проведен анализ метеорологических рядов и фенологических данных в рамках экологического мониторинга на территории южно-таежного Центрально-Лесного заповедника. За период 1984–2017 гг. среднегодовая температура воздуха составила 4.63±0.41°C, среднегодовой показатель осадков – 2.14±0.12 мм/день. Для 8 из 43 (19%) климатических характеристик обнаружены достоверные линейные тренды изменчивости: увеличение температуры воздуха в июле, августе, сентябре, декабре; увеличение температуры почвы в декабре; повышение количества осадков в ноябре и декабре; понижение осадков в сентябре. Выявлены три причины их направленных многолетних изменений: смещение сроков наступления зимы, нарушение внутригодовой динамики климатических изменений и смена типа осадков при удлинении осени – снег заменяется дождем. Из 11 видов сосудистых растений статистическая значимость многолетнего смещения фенодат доказана для Anemone nemorosa: чем длиннее осень и мягче начало зимы, тем раньше наступают сроки ее цветения. Рассмотрены два типа классификаций растений при выявлении межвидовой синхронности в варьировании фенологических событий. Проведена оценка компонентов изменчивости наступления феноявлений: на долю многолетних трендов смещения сроков наступления фенодат, обусловленных изменениями в климатической системе заповедника, приходится от 20 до 68% от общей дисперсии признака; межгодовые климатические флуктуации объясняют 5 – 34% ее изменчивости; высока доля изменчивости под действием неучтенных факторов (21 – 64%). Виды с высокой долей многолетней компоненты изменчивости признака (Anemone nemorosa: более 60%) рекомендуется использовать в качестве индикаторов климатических изменений в условиях исследуемой территории.

мониторинг, изменение климата, смещение феноявлений, компоненты изменчивости, классификация, сосудистые растения

1. Зорина А. А., Шуйская Е. А., Куракина И. В., Огурцов С. С., Степанов С. Н. Реакция биоты на локальные климатические изменения в Центрально-Лесном заповеднике // Вестн. Твер. гос. ун-та. Сер. Биология и экология. 2018. № 1. С. 58 – 77.

2. Изменение климата России / Росгидромет. М., 2018. URL : http://climatechange.igce.ru/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=75&lang=ru/ (дата обращения: 25.08.2018).

3. Коросов А. В. Специальные методы биометрии. Петрозаводск : Изд-во Петрозавод. гос. ун-та, 2007. 364 с.

4. Кузнецова В. В., Минин А. А., Голубева Е. И. Фенологические явления в системе биоиндикации климатических трендов // Проблемы региональной экологии. 2014. № 5. С. 66 – 71.

5. Летопись природы Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника. Книги 24 – 57 (1984 – 2017). Архив заповедника (Рукописи). Заповедный : Центрально-Лесной государственный заповедник, 1984 – 2017.

6. Минаева Т. Ю., Истомин А. В., Абражко В. И., Баженова Т. П., Кораблев Н. П., Кураева Е. Н., Куракина И. В., Пугачевский А. В., Русанович Н. Р., Шапошников Е. С. К изучению реакции биоты Центрально-Лесного заповедника на изменения климата // Влияние изменения климата на экосистемы / ред. А. О. Кокорин, А. В. Кожаринов, А. А. Минин. М. : Русский университет, 2001. С. 87 – 100.

7. Минин А. А., Ранькова Э. Я., Рыбина Е. Г., Буйволов Ю. А., Сапельникова И. И., Филатова Т. Д. Феноиндикация изменений климата за период 1976 – 2015 гг. в центральной части европейской территории России : береза бородавчатая (повислая) (Betula verrucosa Ehrh. (B. pendula Roth.)), черемуха обыкновенная (Padus avium Mill.), рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L.), липа мелколистная (Tilia cordata Mill.) // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2017. Т. 28, № 3. С. 5 – 22.

8. Прокошева И. В. Динамика фенологических процессов в горнотаежном поясе Вишерского заповедника (Северный Урал) под влиянием климатических изменений // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2017. Т. 28, № 2. С. 40 – 55. DOI: https://doi.org/10.21513/0207-2564-2017-2-40-55

9. Пузаченко Ю. Г. Вековые изменения климата в районе заповедника // Тр. ЦентральноЛесного гос. природного биосферного заповедника / под ред. А. С. Желтухина. Великие Луки : ООО «Великолукская городская типография», 2012. Вып. 6. С. 6 – 32.

10. РД 52.04.614-2000 : Руководящий документ. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3, ч. II. Обработка материалов метеорологических наблюдений по подготовке метеорологических ежегодников. СПб. : Гидрометеоиздат, 2000. 90 с.

11. РД 52.33.725-2010 : Руководящий документ. Методические указания по составлению агрометеорологического ежегодника для земледельческой зоны Российской Федерации. Обнинск : ВНИИГМИ-МЦД, 2010. 142 с.

12. Сапельникова И. И., Базильская И. В. Долговременные изменения некоторых фенологических параметров календарного года в Воронежском биосферном заповеднике // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2015. Т. 26, № 1. С. 49 – 67.

13. Скороходова С. Б., Щербаков А. Н. Тренды наступления фенологических событий в заповеднике «Кивач» за 1966–2005 годы // Тр. гос. природного заповедника «Кивач» / под ред. А. П. Кутенкова, Э. К. Поповой. Петрозаводск, 2011. Вып. 5. С. 207 – 221.

14. Филонов К. П., Нухимовская Ю. Д. Летопись природы в заповедниках СССР : метод. пособие. М. : Наука, 1985. 143 с.

15. Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология. М. : Изд-во МГУ, 2001. 528 с.

16. Шилов И. А. Экология. М. : Высш. шк., 2003. 512 с.

17. Шитиков В. К., Розенберг Г. С. Рандомизация и бутстреп : статистический анализ в биологии и экологии с использованием R. Тольятти : Кассандра, 2013. 314 с.

18. Шульц Г. Э. Общая фенология. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1981. 188 с.

19. Cleland E. E., Chuine I., Menzel A., Mooney H. A., Schwartz M. D. Shifting Plant Phenology in Response to Global Change // Trends in Ecology & Evolution. 2007. Vol. 22, iss. 7. P. 357 – 365.

20. Ovaskainen O., Skorokhodova S., Yakovleva M., Sukhov A., Kutenkov A., Kutenkova N., Shcherbakov A., Meyke E., Delgado Maria Del Mar. Community-level Phenological Response to Climate Change // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 2013. Vol. 110, № 33. P. 13434 – 13439.

21. Parmesan C. Influences of Species, Latitudes and Methodologies on Estimates of Phenological Response to Global Warming // Global Change Biology. 2007. Vol. 13, № 9. P. 1860 – 1872. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2007.01404.x

22. Sherry R. A., Zhou X., Gu S., Arnone J. A., Schimel D. S., Verburg P. S., Wallace L. L., Luo Y. Divergence of Reproductive Phenology Under Climate Warming // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 2007. Vol. 104, № 1. P. 198 – 202.

23. The Plant List. Version 1.1. 2018. Available at: http://www.theplantlist.org/ (accessed 12 September 2018).