Длительновременные климатические изменения предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа

В статье анализируется временная структура предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа с точки зрения влияния на нее климатических изменений, происшедших за последние 60 лет. Изменения встречаемости групп состояний, осредненные по 10-летним отрезкам, позволяют сделать вывод о том, что климатические изменения накладываются отпечаток преимущественно на зимние состояния. В результате сокращается на только их длительность, но и длительность зимнего сезона в целом. Набор состояний и длительность летнего сезона изменяются в гораздо меньших пределах. В целом структура предгорных ландшафтов в связи с большой мозаичностью остается довольно стабильной.

Ключевые слова:предгорные ландшафты, Северо-Восточный Кавказа, климатические изменения, состояния ПТК, временная структура ландшафтов.

The article analyzes the temporal structure of the landscape of the foothills of the North-East Caucasus in terms of impact on her climatic changes over the last 60 years. Changes in the occurrence of groups of states, averaged over a 10-year intervals, lead to the conclusion that climate change is superimposed imprint mainly for winter conditions. The result is reduced by only their length, but also the duration of the winter season in general. A set of states and the duration of the summer season changed to a much smaller range. In general the structure of the foothill landscapes in connection with a large mosaic remains fairly stable.

Keywords:foothill landscapes, Northeast Caucasus, climate changes, the state of the NTC, the temporal structure of landscapes.

Климатические изменения сказываются на пространственно-временной организации ландшафтов, под которой понимается устойчивая упорядоченность, структуризованность во времени и пространстве, проявляющаяся на земной поверхности в форме разнокачественных индивидуальных геокомплексов разного таксономического ранга и закономерном сочетании их суточных, сезонных, годовых и внутривековых микро-, мезо- и макросостояний (режимов функционирования) [7]. Режимы функционирования находят свое выражение через состояния природно-территориальных комплексов (ПТК), которые в зависимости от продолжительности подразделяются на кратковременные (до 1 суток), средневременные (от 1 сутки до 1 года) и длительновременные (более 1 года) [4]. То есть для смены пространственной структуры ПТК, в частности, под влиянием изменений климата, необходима смена временной структуры, под которой следует понимать типичные наборы состояний, характерные для того или иного типа ландшафтов [2, 8, 10]. В этой связи для оценки влияния климатических изменений на ландшафтную структуру необходим анализ внутриландшафтных климатических условий [9] и соответствующих им временной структуры за соответствующие промежутки времени, длительностью 10 лет [11].

Предгорные ландшафты интересны тем, что являясь переходной полосой между равнинной и горной частями, в свою пространственную структуру включают ПТК, характерные как для гор, так и для равнин [1]. В условиях Северо-Восточного Кавказа это чаще всего лесостепные ландшафты. Для оценки климатических изменений и их влияния на временную структуру рассмотрим данные опорных метеостанций «Буйнакск» (дерновинно-злаковые степи в сочетании с шибляками и смешано-дубовыми лесами на черноземах и серых лесных почвах) и «Владикавказ» (грабово-дубовые и грабово-буковые леса в сочетании с луговыми степями на бурых лесных и черноземовидных почвах) за 1950–2010 гг. Обзор климатических изменений в пределах этих ландшафтов приведен в работе [3, 5, 6].

Влияние климатических изменений на временную структуру дерновинно-злаковых степей в сочетании с шибляками и смешано-дубовыми лесами на черноземах и серых лесных почвах иллюстрирует таблица 1. Как видно из приведенных данных, осредненных по 10-летним интервалам, отмечается постепенный рост температуры воздуха, особенно за последнее десятилетие, а также небольшое увеличение количества выпадающих осадков. Однако в целом характер внитриландшафтого увлажнения, выраженный через коэффициент увлажнения, остается стабильным.

Таблица 1

Встречаемость групп состояний дерновинно-злаковых степей в сочетании с шибляками и смешано-дубовыми лесами на черноземах и серых лесных почвах в зависимости от климатических условий

Примечание: обозначения состояний и их групп приведены в тексте; здесь и далее DТ — отклонение годовой температуры воздуха от средней величины за весь рассматриваемый временной отрезок; DR — отклонение годового количества осадков от средней величины за весь рассматриваемый временной отрезок; DКу — отклонение коэффициента увлажнения Н. Н. Иванова от средней величины за весь рассматриваемый временной отрезок

Нивальные состояния, на долю которых приходится в среднем 19 % за рассматриваемый период, минимально были представлены во временной структуре в 2001–2010, 1991–2000 и 1961–1979 гг. (13, 16 и 17 % соответственно). Чаще всего они отмечались в 1951–1960 гг. (28 %) и 1981–1990 гг. (23 %). В целом связь этой группы состояний с годовой температурой воздуха выражена слабее, чем с количеством осадков, однако имеющаяся тенденция роста температуры воздуха и увеличение количества осадков приводит к сокращению данной группы состояний.

Гумидные состояния отмечаются во временной структуре наиболее часто среди летних состояний, в среднем на них приходится 15 %, а величина изменения не превышает 3 %. Очевидного и заметного влияния изменение климатических условий на эту группу состояний не просматривается.

Семигумидные состояния, встречаемость которых близка к гумидным, также довольно стабильно представлены во временной структуре данных ландшафтов — 13–16 %. Поэтому также можно утверждать, что данная группа состояний также малочувствительна к изменению климатических условий.

Участие во временной структуре переходных (осенних и весенних) состояний довольно близко 14 и 13 % соответственно. В целом отмечается некоторое увеличение продолжительности данных сезонов в связи с увеличением годовой температуры воздуха, что наиболее отчетливо заметно в начальный и конечный временные отрезки.

Бесснежные состояния холодного периода, средняя годовая встречаемость который составляет 11 %, стабильнее были представлены в первую половину рассматриваемого временного отрезка — 10–12 %. Начиная с 1990-х годов их участие во временной структуре увеличилось до 13–15 %, что можно рассматривать как реакцию на повышение температуры воздух и увеличение количества выпадающих осадков.

Семиаридные состояния, средняя годовая встречаемость которых составляет 8 %, изменяются в значительных пределах: если в 1951–1960 гг., когда отмечались наиболее холодные и сухие условия, их доля была максимальной — 12 %, то 1971–1980 гг. несмотря на некоторое увеличение количества осадков по сравнению с 1951–1960 гг., произошло сокращение их встречаемости более, чем в 2 раза — до 5 %. Увеличение температуры воздуха привело к росту встречаемости данной группы состояний в последние годы.

Криотермальные состояния, годовая встречаемость которых составляет 5 %, наиболее редко отмечались в начальный и конечный временные отрезки, то есть как в условиях наиболее холодных и сухих, так и в теплых и относительно влажных. Очевидно, что эта групп состояний слабо реагирует на изменения климатических условий.

Аридные состояния отмечаются в данном ареале предгорных ландшафтов эпизодически. Так, в 1971–1980 гг. на них приходилось 3 %, а в 2001–2010 гг. — 2 %, то есть они связаны преимущественно с циркуляционными процессами.

Однако если на уровне групп состояний не выявляется заметного влияния на них климатических изменений, то при объединении их в сезоны она начинает проявляться. Так, в 1951–1960 гг. на долю собственно зимних состояний (нивальных и криотермальных) приходился 31 %, то в 2001–2010 гг. — лишь 17 %. Что касается летних состояний (гумидных, семигумидных, семиаридных и аридных), то их доля довольно стабильна и составляет 36–38 %.

Влияние климатических изменений на временную структуру грабово-дубовых и грабово-буковых лесов в сочетании с луговыми степями на бурых лесных и черноземовидных почвах иллюстрирует таблица 2. В отличие от восточного сектора, здесь отмечается боле существенные изменения гидротермических условий, хотя общая тенденция роста температуры воздуха и количества выпадающих осадков также выражена довольно четко. Наиболее существенным отличием является то, то характер внутриландшафтого увлажнения изменился за последние 30 лет: коэффициент увлажнения в большей степени соответствует лесным условиями, чем лесостепным.

Таблица 2

Встречаемость групп состояний грабово-дубовых и грабово-буковых лесов в сочетании с луговыми степями на бурых лесных и черноземовидных почвах в зависимости от климатических условий

Нивальные состояния наиболее часто отмечаются во временной структуре — на их долю в среднем приходится 26 %, но при этом наиболее часто они отмечались в начальный временной отрезок (31 %), а наиболее редко — в последний (19 %). То есть, рост температуры воздуха не мог не сказаться на роли этой группы состояний во временной структуре ПТК.

Гумидные состояния, средняя многолетняя встречаемость которых составляет 25 %, стабильно представлены во временной структуре. Наиболее часто они отмечались в 2001–2010 гг. (27 %), а реже всего — в 1991–2000 гг. (22 %). В обоих случаях условия были теплыми и влажными, а с учетом того, что в 1961–1970 гг. отмечались относительно холодные и влажные условия, а в 1981–1990 гг. относительно сухие, идентичная встречаемость данной группы состояний свидетельствует о слабом влиянии климатических изменений на данную группу состояний.

Переходные состояния, на долю которых приходится 16 (весенние) и 14 % (осенние), довольно стабильно представлены во временной структуре. Интересной особенностью является то, что в начале рассматриваемого временного ряда осенние состояния были продолжительнее весенних, то в 2001–2010 гг., наоборот, весна длилась дольше осени.

Бесснежные состояния холодного периода, участие которых в годичном спектре состояний достигает 10 %, реже всего отмечались в разной степени холодные и сухие периоды (1951–1960 и 1971–1980 гг.), когда на них приходилось 6–8 %. Повышение температуры воздуха и увеличение количества осадков приводило к увеличению участия данной группы состояний во временной структуре.

Семигумидные состояния присутствуют во временной структуре ПТК стабильно, но при этом их наибольшая доля отмечалась начальное и конечное десятилетия — 6–8 %, а в остальные годы их доля была 3–4 %, то есть они отмечались не каждый год. То есть эти состояния не являются индикаторами климатических изменений.

Криотермальные состояния более часто отмечались в первую половину рассматриваемого временного отрезка, когда их доля достигала 3–6 %. В 1991–2000 г. они появлялись во временной структуре эпизодически, хотя в последний отрезок их роль вновь возросла.

Семиаридные состояния в 1951–1960 и 1961–1970 гг. отмечались во временной структуре данного ареала предгорных ландшафтов эпизодически, так как их встречаемость составляла 1 %. Рост температуры воздуха даже с увеличением количества выпадающих осадков привел к тому, что данная группа состояний стала более стабильной.

Как и в случае с более восточным участком предгорно-холмистых ландшафтов, наиболее четко потепление отражается на соотношении сезонов — доля типичных зимних состояний сократилась с 34 % в 1951–1960 гг. до 22 % в 2001–2010 гг., при этом летний сезон остался более стабильным, хотя и отмечается незначительное удлинение в последний рассматриваемый отрезок.

Таким образом, климатические изменения в пределах предгорно-холмистых ландшафтов Северо-Восточного Кавказа, рассматриваемые по 10-летним отрезкам, имеют общую тенденцию, а именно — увеличение средней годовой температуры воздуха и количества выпадающих осадков. Однако характер увлажнения в восточном секторе остается стабильным, а в западном внутриландшафтное увлажнение улучшается. Наиболее чутко реагируют на данные климатические тенденции зимние состояния — их доля уменьшается, тогда как структура летнего сезона остается более стабильной. Это позволяет делать вывод об относительной стабильности ландшафтной структуры данных ландшафтов. В связи с наличием в ее составе разнотипных ПТК (древесных, кустарниковых и травяных) скорее всего, может происходить улучшение условий произрастания для отдельных их групп при общей более высокой мозаичности по сравнению как с горными, так и с равнинными ландшафтами.

Литература:

1.                  Атаев З. В. Ландшафтный анализ низкогорно-предгорной полосы Северо-Восточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2008. № 1. С. 59–67.

2.                  Атаев З. В., Братков В. В., Гаджимурадова З. М., Заурбеков Ш. Ш. Климатические особенности и временная структура предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2011. № 1. С. 92–96.

3.                  Атаев З. В., Братков В. В., Халидова Н. А. Сезонная динамика горных умеренных ландшафтов Северного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2011. № 2. С. 81–86.

4.                  Беручашвили Н. Л. Четыре измерения ландшафта. М.: Мысль, 1986. 182 с.

5.                  Братков В. В., Атаев З. В., Байрамкулова Б. О. Географические особенности горных умеренных семигумидных и семиаридных ландшафтов северного макросклона Большого Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2009. № 1. С. 92–96.

6.                  Братков В. В., Атаев З. В., Байсиева Л. К. Временная неоднородность климатических условий предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа // Юг России: экология, развитие. 2013. № 1. С. 6–11.

7.                  Дьяконов К. Н. Геофизика ландшафта: Биоэнергетика, модели, проблемы. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. 95 с.

8.                  Заурбеков Ш. Ш. Современные климатические изменения и их влияние на ландшафтную структуру региона (на примере Северного Кавказа). Автореферат дис. … докт. геогр. наук. Краснодар, 2012. 48 с.

9.                  Корецкий А. В., Заурбеков Ш. Ш., Атаев З. В. Сравнительный анализ временной структуры лесостепных ландшафтов Центрального и Восточного Предкавказья // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2010. № 4. С. 105–108.

10.              Ataev Z. V., Bratkov V. V. The climatic features and the temporal structure of the foothill landscapes in the Northeastern Caucasus // European researcher = Европейский исследователь. 2011. № 10. С. 1439–1444.

11.              Ataev Z. V., Bratkov V. V. Impact of long-term climate changes on the piedmont landscapes of the Northeastern Caucasus // European researcher = Европейский исследователь. 2013. Т. 52. № 6–1. С. 1690–1694.