Биоклиматические карты

Биоклиматические карты показывают распространение биоце­нозов в зависимости от различных показателей климатических факторов с учетом пространственной размерности поверхности биосферы. Экологизация тематического содержания карт расти­тельности в первую очередь затронула форму и характеристику выделов их легенд. Важнейшие экологические факторы, с дроб­ным описанием степени их проявления, определяющей характер растительного покрова, приводятся на разных уровнях подразде­лений легенд карт.

Экологическое зонирование мира. Эколого-географическая основа природной дифференциации территории традиционна для биогеографии. Макроструктура живого покрова суши определяет­ся дифференциацией природной среды на глобальном уровне, что находит отражение в его зональном распределении на равнинах {зо­нальный биом) и высотно-поясном - в горах (оробиом). В основу представлений о зональной структуре живого покрова планеты легли связи между растительностью и климатом, установленные еще в начале XIX в. А. Гумбольдтом.

На современном этапе экологическое зонирование мира прове­дено в единой системе подразделений в рамках программы «Оценка глобальных лесных ресурсов» под эгидой Лесного департамента ФАО ООН (Global..., 2000). Роль лесов в устойчивом развитии ре­гионов огромна, однако экологическое зонирование необходимо для решения не только национальных и региональных проблем, связан­ных с использованием лесных ресурсов, но имеет и более общий глобальный характер в условиях масштабных изменений природ­ной окружающей среды.

В основу экологического зонирования мира положен биоклима­тический подход, который учитывает изменение температурных показателей и влажности воздуха, хорошо коррелирующих с по­тенциальной растительностью на региональном и планетарном уровнях. При зонировании использована система биоклиматичес­ких подразделений суши Кёппена (W. Kbppen, 1931 по «Global ecological...», 2000. FAO-2000) с выделением климатических ти­пов (областей – первый уровень –1) и региональных классов (вто­рой уровень – II), которым соответствуют зональные раститель­ность и почвы (табл. 2).

На карте глобального экологического зонирования суши (рис. 1) по температурным условиям на Земле выделено пять климатичес­ких поясов (областей): тропический, субтропический, умерен­ный, бореалъный и полярный. На втором уровне экологического зонирования, используя характеристику режима осадков, выделе­но 14 региональных классов, при этом учитывается положение гор­ных территорий в схеме климатических областей Кёппена. Эти экологические категории включают растительный покров таких крупных подразделений, как: тропические дождевые леса, тро­пические редколесья, бореальные хвойные леса и т. д. Типичные эдафические варианты растительности (мангры, болота, песчаные массивы и др.) подчинены зональным типам.

На территории России в ее современных границах расположе­ны: полярная, бореальная и умеренная области (в табл. 3 приве­дены данные для подразделений лесов умеренной и бореальной областей на территории России).

На основе схемы экологического зонирования суши составле­ны карты климатических типов растительности континентов (рис. 2) в целях дальнейшей экологической дифференциации территории на национальном уровне.

Карта «Растительность Европы» (1:2 500 000) отображает потенциальную растительность, дает представление о распрост­ранении основных естественных растительных сообществ и их ком­бинаций в связи с климатическими и эдафическими условиями кон­тинента, отражает специфику зональных, горных и сопутствующих типов растительности. Легенда карты содержит информацию о структуре и разнообразии главных подразделений растительного покрова, их обусловленности факторами окружающей среды, вскры­вает специфику географических вариантов и экологических осо­бенностей классификационных подразделений. Первый уровень деления сложного растительного покрова основан на классификации растительных сообществ в соответствии с влиянием основ­ных климатических факторов и физиономическими особенностя­ми картографируемых единиц (Приложение 1.1).

Таблица 3

Экологические области, зоны и региональные классы на территории России

(по Кёппену в «Global...», 2000)

Климатиче­ские области	Экологические зоны /индекс на карте	Региональные классы
Умеренная	Континентальная TeDc	12: Равнинные умеренные леса
	Семиаридная TeBSh	15: Равнинные степи
	Горы ТеМ	13: Горные умеренные леса 14: Горные редколесья и кустарники 16: Горные степи
Бореальная	Хвойные леса ЕВа	7: Северная тайга 8: Средняя тайга 9: Южная тайга и подтайга
	Тундровые редколесья ЕВЬ	3: Северные 4: Южные 6: Предтундровые редины и кустарники
	Горы ВМ	10: Субальпийские редколе­сья 11: Горная тайга

На мелкомасштабной карте «Растительность Австралии» (1:6 000 000) при систематизации материала о тропической и вне-тропической растительности континента выделены регионально-типологические комплексы формаций, исходя из провинциальных особенностей характера увлажнения и режима осадков, географи­ческого положения и эдафической специфики территории (Огурее-ва и др., 1992). Для определения этих комплексов использованы показатели по среднегодовому количеству осадков как одному из важнейших факторов дифференциации растительного покрова в рамках ботанико-географических регионов (Приложение 1.2).

Климатическая характеристика выделов карты растительнос­ти может быть приведена по данным показаний метеостанций по методу Г. Вальтера (1968). Так, на карте растительности Франции (1:500 000) для каждого выдела приведены климадиаграммы (рис. 3), отобранные по средним показателям среди всех климати­ческих станций выдела (Ozenda, 1986).

Фенологические карты. Особую группу отображения есте­ственной динамики сообществ составляют оперативные карты фенологических состояний растительного покрова и живот­ного населения, которые передают распространение природных объектов с определенными типами фитофенологических режимов во времени и в пространстве (Малышева, 1968; Минин, 2000). Они показывают одно из существенных свойств отдельных видов или биоценозов – их сезонную динамику. Различают две группы карт: флоро- или фаунофенологические и ценофенологические. Карты первой группы выявляют географические закономерности сроков наступления фенологических фаз отдельных естественных видов или их форм, рас в пределах их ареалов (рис. 4). Помимо смен фенофаз на этих картах отображают длительность фаз (например, длительность созревания ягод смородины, отлет-прилет грачей, журавлей и др.), длины вегетационного периода или отдельных его частей у растений, отдельных периодов сезонного развития жи­вотных и прочие сюжеты.

Ко второй группе относятся фенологические карты, выявляю­щие географические закономерности сезонного развития отдель­ных растительных сообществ или других подразделений раститель­ного покрова, миграции животных. Состояние растительных сооб­ществ определяется режимом местообитаний: изменениями радиации, тепла и влаги, ветрового режима, солевого, газового со­става почв, динамикой животного населения и пр. Обычно состоя­ние растительного сообщества рассматривается на каком-то отрезке времени, в пределах которого проявляются свойственные ему характерные черты: смена фенологических фаз отдельных видов растений или их комплексов, периодичность потребления влаги и питательных веществ, последовательность накопления фи-гомассы и др. Некоторые природные режимы растительных со­обществ имеют интегральный характер и могут быть показаны на картах, давая возможность по ним судить о состоянии других компонентов экосистем. Например, фенологические карты состо­яния черемуховых сообществ включают фенологические сведе­ния о периодах распускания листьев, цветения, плодоношения деревьев, с которыми связаны многие другие режимные показатели экотопов и жизнедеятельность животных. На основе изуче­ния сезонной ритмики жизнедеятельности растений создаются фе­нологические карты сезонной динамики растительных сообществ (рис. 4).

Рис. 1. Глобальное распространение климатических типов расти­тельности Кёппена: 1 - тропические влажные, 2 - тропические влажно-сухие, 3 - тропические и субтропические семиаридные, 4 -тропические и субтропические аридные, 5 - умеренные семиарид­ные, 6 - умеренные аридные, 7 - субтропические с сухим летом, 8 -субтропические гумидные, 9- умеренные океанические, 10- уме­ренные континентальные, 11 - бореальные, 12- полярные тунд­ры, 13- полярные ледники, 14- высокогорья [по Trewartha (1968) in Bailey (1996)]

Рис. 3. Фрагмент фитоэкологической карты; ботанические райо­ны по степени гумидности климата (в скобках количество гумид-ных месяцев/год): е - семигумидный (6-7), f- субгумидный (8-10), g -гумидный (11-12), п- пергумидный (12) с климадиаграммами для выде-лов карты (по П. Озенда, 1986); а - образец климадиаграммы по Г. Вальтеру (1968)

Рис. 4. Фенологические карты европейской части России: а - сред­ние многолетние даты развертывания первых листьев у березы повислой (признак начала периода «разгара весны», массовое на­чало сельскохозяйственных работ, посадка картофеля на легких почвах, окончание весенних деревопосадочных работ); б - первое кукование кукушки обыкновенной (признак восстановления струк­туры и функционирования связей в биоценозе до летнего уровня после зимнего периода покоя) (по А. А. Минину, 2000)

Карты флуктуации растительных сообществ. Длитель­ные стационарные наблюдения за природными режимами рас­тительных сообществ в различных природных условиях пока­зывают, например, что флористический потенциал луговых со­обществ в наземном ярусе реализуется примерно в течение 10-12 лет. Это тот временной интервал, за который разногодич-ные колебания природных режимов позволяют проявиться все­му флористическому составу (Работнов, 1974). На картах этого типа могут быть отражены как разногодичные вариации сооб­ществ, так и полные эколого-динамические ряды погодичных состояний сообществ, связанных с режимом экотопов в отдель­ные годы (рис. 5).

Корреляционные карты. Большой интерес представляют корреляционные карты, вскрывающие экологическое содержа­ние геоботанических выделов. Отмечается два подхода к их составлению. Экологическое содержание одних основано на ана­лизе совпадения границ геоботанических выделов с ареалом фак­тора. Другой подход основан на вычислении коэффициентов кор­реляции численных значений фактора и выраженности раститель­ных сообществ в пространстве. Имеется опыт составления «Эколого-фитоценотической карты Азиатской России» (1:7 500 000) по данным корреляции растительного покрова (фи-тоценомеров высокого ранга на уровне формаций и их сочетаний) с биоклиматическими показателями теплообеспеченности и ув­лажнения (Букс, 1976). За исходные параметры приняты: сумма биологически активных температур воздуха выше 10°, среднего­довое количество осадков и радиационный индекс сухости, рас­считанный по методу М. И. Будыко, которые-отражают гидро­термические условия местообитаний растительности. Для каж­дого геоботанического выдела рассчитана биологическая продуктивность в ц/га. Приняв интервал в градациях суммы тем­ператур воздуха в 400°С, на карте удалось показать семь подзо-нальных полос. Уровни теплообеспеченности с интервалом в 200°С соответствуют полосам растительности в пределах под­зон. В пределах полос флористический состав, ярусность, синузи-альная структура растительных сообществ и их биологическая про­дуктивность зависят от влажности, характеризуемой шестью сту­пенями увлажнения, согласно значениям индекса аридности М. И. Будыко от избыточно-влажных и влажных (0-0,5 - 1,0) до сухих и очень сухих условий (2-2,5 и более). Корреляционные кар­ты содержат экологическую информацию и дают сведения о жи­вом покрове в целом и экологическом потенциале территории (Приложение 1.3).

Рис. 5. Серия карт растительности района Тренто (Север­ная Италия) по состоянию на разные годы, показывающая из­менение флористического состава сообществ (погодичные описания сообществ) двух осоковых формаций (Carex rostrata, С. elata) и сокращение занятой ими площади за период с 1976 по 2001 гг. (по F. Pedrotti, 2004)

Сведения о влиянии климатических условий на распределение растительных формаций в Сибири содержатся во многих известных работах ботаников – Л.В. Шумиловой, Л.Н. Тюлиной, А.В. Куминовой и др. Д.И. Назимова (2004) предложила схему ординации лесов Сибири в климатических полях территории (рис. 6), на кото­рой по одной оси показаны значения коэффициента континенталь­ности по Конраду (1946), а по другой – значения суммы активных температур больше 10°С. Эта схема дает представление об опти­мальных и граничных положениях подразделений таежных лесов в различных климатических секторах.