Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изучение пространственно-временной динамики верхней границы леса на Северном и Южном Урале

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Изучение пространственно-временной динамики верхней границы леса на Северном и Южном Урале"

На правах рукописи

ИЗУЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ЛЕСА НА СЕВЕРНОМ И ЮЖНОМ УРАЛЕ

Специальность 06 03 03 - Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

□ОЗ1Т6472

Екатеринбург 2007

003176472

Работа выполнена на кафедре прикладной физики и биофизики Уральского государственного лесотехнического университета в совместной (УГЛТУ и Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН) научно-исследовательской лаборатории ГИС-технологий в области наук о лесе и экологии

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент Фомин Валерий Владимирович

Консультант: доктор биологических наук, профессор

Шавнин Сергей Александрович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Санников Станислав Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Шевелина Ирина Владимировна

Ведущая организация: кафедра экологии Уральского

государственного университета им АМ Горького

Защита состоится «8» ноября 2007 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212 281 01 Уральского государственного лесотехнического университета по адресу 620100, г Екатеринбург, Сибирский тракт, 36

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного лесотехнического университета

Автореферат разослан «-5"» октября 2007

Ученый секретарь

диссертационного совета

проф , д с -х н

Л И Аткина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Факты вертикального сдвига верхнего предела лесов в прошлом давно известны и достаточно хорошо описаны Однако, до конца XX века, исследования носили, в основном, описательный, качественный характер, что затрудняло оценку скорости происходящих процессов и понимание причин наблюдаемых явлений Принимая во внимание колоссальную биосферную роль лесов, их средообразующую функцию, в том числе влияние на климат, необходимо проводить исследования пространственно-временной динамики растительных рубежей на количественном уровне Полученные результаты должны способствовать прогнозированию возможных положительных и отрицательных последствий климатогенной динамики лесов для населения Земли Что особенно актуально на фоне интенсивного развития промышленности и постоянного уменьшения покрытой лесом площади

Цель и задачи исследования. Целью работы - изучение пространственно-временной динамики древостоев, произрастающих на верхнем пределе своего распространения, на территории Северного (Тылайско-Кожаковско-Серебрянского горный массив) и Южного Урала (горный массив Иремель) во второй половине XX века

Основными задачами исследований являлись

1 Сбор и анализ материалов по изменению пространственного положения верхней границы леса и ее структуры во второй половине XX века на территории районов исследований,

2 Разработка методов количественной оценки сдвигов верхней границы леса

3 Определение общих закономерностей изменения климата Уральского региона, которые послужили причиной изменения пространственного положения растительных сообществ за исследуемый период

Научная новизна заключается в следующих основных результатах исследований, полученных автором в ходе работы над диссертацией и выносимых на защиту

1 Проведено повторное картирование и описание верхней границы лесов горных массивов Северного и Южного Урала в 2005-2006 гг по методикам и с использованием картографических материалов проф С Г Шиятова, созданным в пятидесятых-семидесятых годах XX века,

2 Выполнен анализ пространственного положения и породного состава древостоев на основе планов лесонасаждений 1956, 1968, 1981, 1990 и 1998 годов лесоустройства (Талайско-Конжаковско-Серебрянский горный массив) и разновременных

топографических карт (горный массив Иремель) с использованием геоинформационной системы,

3 Разработан алгоритм количественной оценки величины горизонтального и вертикального смешения верхней границы леса района исследований, с использованием геоинформационной системы,

4 Проведено сопоставление результатов динамики верхней границы лесов по материалам дистанционных и наземных исследований,

5 По данным метеорологических наблюдений установлен факт изменения климата районов исследований в сторону потепления и увеличения количества осадков во второй половине XX века

Практическая ценность работы. Проведение региональных исследований климатогенной динамики высокогорных систем должно послужить надежным и достоверным источником информации о скорости и направлении происходящих изменений в растительном покрове Результаты исследований могут быть использованы для составления рекомендаций по ведению лесного хозяйства и назначению лесохозяйственных мероприятий, направленных на формирование высокопродуктивных лесов Кроме того, разработанные в процессе исследований методики могут найти применение не только в экологическом мониторинге лесных рубежей, но в других областях науки, связанных с оценкой результатов пространственной динамики границ

Апробация работы. Результаты исследований были оценены дипломом первой степени на региональном конкурсе научных работ студентов и аспирантов по актуальным экологическим проблемам Свердловской области (Екатеринбург, 2003) Работа апробирована на следующих конференциях «Проблемы глобальной и региональной экологии» (Екатеринбург, 2003), всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы - проблемы и решения Экологические аспекты» (Красноярск, 2004), «Экологические механизмы динамики и устойчивости биоты» (Екатеринбург, 2004), «Экология от генов до экосистем» (Екатеринбург, 2005), «Экология в меняющемся Мире» (Екатеринбург, 2006), «Влияние изменения климата на бореальные и умеренные леса» (Екатеринбург, 2006)

Публикация результатов исследования. По материалам исследований опубликовано 8 научных работ

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложений, изложена на 150 страницах машинописного текста, включает 24 таблицы, и 22 рисунка Список литературы содержит 144 библиографических источника, в том числе 25 иностранных

ГЛАВА 1 ВЕРХНЯЯ ГРАНИЦА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЛЕСОВ, КАК ИНДИКАТОР ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЗЕМЛИ

Биосфера, как любая другая экосистема, обладает рядом признаков и свойств, среди которых наиболее важными для человечества являются сбалансированность* устойчивость и способность к саморегуляции Основным действующим звеном в системе такого масштаба, так или иначе, влияющем на все ее компоненты, является климат От его параметров (температуры, количества осадков, влажности) зависит относительно стабильное существование живых организмов и ход эволюционных процессов При этом в доисторический период, климат Земли регулировался исключительно геологическими и космическими процессами В последние десятилетия происходят значительные изменения в климатической системе Земли и экосистемах разного уровня, от мирового океана до отдельных лесных массивов Одной из причин изменения климата является антропогенное воздействие (уничтожение лесов, аэропромышленные выбросы, прямой нагрев атмосферы источниками тепла и увеличение концентрации С02)

Одним из перспективных и достоверных источников информации о климате настоящего и прошлого являются лесные сообщества, находящиеся на верхнем пределе своего существования Такое внимание к высокогорным лесным сообществам обусловлено их хорошо выраженной реакцией даже на незначительные изменения условий среды, что подтверждают исследования во многих горных районах Земли (Тихомиров, 1941, Галазий, 1954, Шиятов, Мазепа, Чехлов, 2002; Моисеев и др , 2004, Шиятов, Терентьев, Фомин, 2005, Шиятов и др , 2007; БЫуаигу, 1993, Кбгпег, 1999, Нокте1ег, 2003, КиИтап, 2001, 2003) При этом Уральских хребет, среди других высокогорий особенно интересен для проведения таких исследований Это объясняется относительной доступностью объектов изучения и значительной протяженностью Уральских гор с севера на юг, что позволяет одновременно наблюдать динамику растительных сообществ в различных климатических зонах

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Районы исследований - Тылайско-Кожаковско-Серебрянский горный массив (59°30'-59°40' с ш , 59о00'-59°20' в д) и массив Иремель (54°40'~ 54°50' с ш , 58°45'—59°00' в д) Они расположены в северной и южной частях Уральского хребта соответственно Основная отличительная особенность данных районов состояит в том, что высокогорная растительность, произрастающая на них, не подвержена существенному влиянию антропогенных факторов и способна подниматься до своего термически обусловленного предела (Горчаковский, Шиятов, 1970, 1974)

Тылайско-Конжаковско-Серебрянский горный массив находится в южной части восточного макросклона Северного Урала в лесной (таежной) зоне на границе северной и южной подзон тайги (Горчаковский, 1966) Территория района представлена единым горным хребтом с отходящими от него в стороны многочисленными отрогами Общая площадь массива 156,9 км2 На едином основании массива возвышаются три горные вершины Тылайский камень (1470,8 м н у м), расположенный в западной его части, Конжаковский камень (1567,7 м н у м) - на севере и Серебрянский камень (1305 м нум) - на востоке Протяженность Талайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива по длинной оси с запада на восток составляет около 14 км

Массив сложен пероксенитами, дунитами и габбро, в составе относительно пологих седловин моренного характера встречаются черно-синяя глина и озерные отложения

Климат в районе Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива холодный и избыточно влажный Это обусловлено тем, что массив приурочен к центральной хребтовой части среднегорной провинции Северного Урала, где происходит существенная трансформация и задержка влажных атлантических воздушных масс и циклонов Летний период относительно короткий и умеренно теплый, зимний - длинный и холодный, с ранним становлением снежного покрова

В районе преобладают северо-западные ветры, средняя скорость которых находится в диапазоне от 2,4-4,5 (в межгорных дипрессиях) до 8-9 м/с (в гольцовой части)

Горный массив Иремель расположен в пределах северной части Южного Урала в полосе наиболее высоких центральных возвышенностей, простираясь с северо-востока на юго-запад на 12 км На общем основании массива площадью около 57,9 км2 расположены две вершины - Большой и Малый Иремель, высотой 1582 и 1449 м нум соответственно Между ними простирается относительно длинная (около 3 км) и пологая седловина (1223-1300 м нум) (Растительность , 1982) По характеру склонов горный массив Иремель относится к району сопочно-хребтового рельефа Его характерными геоморфологическими чертами являются плоские вершины и ступенчатые склоны в виде более или менее широких террас Наиболее высокие точки массива представлены скалистыми останцами, а крутые склоны обширными крупноглыбовыми россыпями, которые иногда спускаются вниз по склону до высоты 900-1000 м н у м

Массив Иремель сложен кварцевыми песчаниками, кварцито-песчаниковыми и подчиненными им темносерыми и черными (углистыми) сланцами

Климат района отражает все основные черты климата ВосточноЕвропейской равнины К ним относится прежде всего значительная континентальность, которая находит отражение в годовой амплитуде

температур более 30°С (Цветаев, 1960) Погодные условия характеризуется непостоянством и резкой их сменой Это обусловлено влиянием в районе нескольких воздушных масс относительно влажного атлантического, арктического континентального и тропического воздуха

Верхняя граница леса на склонах горного массива Иремель формируется под действием постоянных и сильных ветров (в среднем 9-13 м/с), о чем свидетельствует наличие флагообразных, кустовых и стланиковых форм роста деревьев на верхнем пределе Зимой преобладают ветры южного направления, а летом - северо-западного

Растительность Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива и массива Иремель достаточно разнообразна. В состав основных поясов растительности, представленных на склонах районов исследований, входят горно-лесной, подгольцовый и горно-тундровый Горные тундры и темнохвойные леса горно-лесного пояса слагаются в основном бореальными видами, среди которых преобладают ель сибирская (Picea obovata Ledeb ), пихта сибирская (Abies sibmca Ledeb ), лиственница сибирская (Larix sibirica Ledeb ), береза пушистая (Betula pubescens Ehrh ) и береза извилистая (Betula tortuosa Ledeb ) На Северном Урале также широко распространен кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour) В нижних частях гор встречаются сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L ) и осина (Populus trémula Ledeb )

Исследования верхней границы леса высокогорий Северного и Южного Урала были выполнены по следующей программе

1 Анализ литературных источников на предмет описания структуры и положения, а также пространственно-временной динамики верхней границы леса в пределах Уральского хребта

2 Сбор и анализ данных о природно-климатических условиях, растительности, геологических и гидрологических особенностях районов исследований

3 Сбор и обработка картографического материала разных лет создания и данных дистанционного зондирования земной поверхности районов исследований Создание цифровых моделей местности (ЦМР)

4 Натурная актуализация данных исследований верхней границы леса С Г Шиятова 1956 (Северный Урал) и 1973 гг (Южный Урал), и определение произошедших изменений в структуре и пространственном положении лесных сообществ на верхнем пределе их произрастания

5 Количественная оценка параметров пространственно-временной динамики лесных сообществ

6 Оценка многолетней динамики базовых климатических показателей и выявление общих закономерностей, повлекших за собой изменения в растительном покрове высокогорий Северного и Южного Урала

На первоначальном этапе работ по топографическим картам М 1 100000 Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива и массива Иремель были созданы цифровые модели местности (ЦМР) в географической информационной системе Arclnfo (ESRI, США) ЦМР были использованы для ортотрансформации аэрофотоснимков и расчетов показателей пространственно-временной динамики верхней границы леса (ВГЛ)

При проведении полевых работ были использованы описания и картографические материалы, полученные в результате исследований в пятидесятых - семидесятых годах XX века С Г Шиятовым Согласно использованной методике под верхней границей мелколесий понималась линия, до которой поднимаются лесные сообщества, сомкнутость крон древостоев которых была не менее 15-20% Высотное положение этой границы было определено при помощи барометрического нивелирования и топографической карты М 1 100000 Одновременно производилось глазомерное описание состава и структуры древостоев, произрастающих в пределах верхней полосы мелколесий шириной 50-100 м При этом фиксировались следующие показатели состав древостоя, сомкнутость крон, средняя высота и диаметр древостоя и отдельных видов деревьев, направление флагообразности крон

В ходе картирования верхняя полоса мелколесий была разделена вдоль склона на однородные по составу и структуре выделы Основным критерием для разграничения нового выдела служило изменение состава древостоя на единицу и более

В 2005 г на Тылайско-Конжаковско-Серебрянском горном массиве и в 2006 г на массиве Иремель было выполнено повторное описание лесных сообществ, с целью выявления изменений, которые произошли в составе, структуре и высотном положении верхней границы мелколесий во второй половине XX столетия При этом были использованв оцифрованные топографические карты М 1 25 000, на которые предварительно были нанесены данные исследований прошлых периодов (высотное положение верхней границы мелколесий и редколесий, границы выделов, состав древостоев, высоты точек барометрических замеров) Местонахождение выделов и точек, описанных при проведении работ в 1956 (Северный Урал) и 1973 (Южный Урал) гг, определялось на местности при помощи топокарты, барометрического высотомера и приемника GPS

При повторном описании лесных сообществ на выделах прошлого периода исследований было установлено, что за истекший период времени их верхняя граница с сомкнутостью крон древостоев более 15-20% поднялась выше в горы на большинстве склонов как Тылайско-Конжаковско-Серебрянского, так и горного массива Иремель В связи с этим были проведены работы по картированию и описанию современной границы мелколесий и редколесий по методике С Г Шиятова, для целей

дальнейшего сравнения полученных результатов Кроме того, для оценки изменений, которые произошли в высокогорной растительности, были использованы повторные ландшафтные фотоснимки с точек фотосъемки, сделанных С Г Шиятовым и другими исследователями в 1956, 1957, 1969 гг по Северному и в 1929, 1956, 1973 по Южному Уралу

По данным разновременных полевых исследований в географической информационной системе Arclnfo были созданы векторные цифровые картосхемы, характеризующие высотное положение верхней границы мелколесий и редколесий, а также содержащие атрибутивную информацию с характеристиками древостоев ВГЛ Тылайско-Конжаковско-Серебрянского и горного массива Иремель

Для оценки пространственно-временной динамики сомкнутых лесов были использованы таксационные планы лесонасаждений 1955, 1968, 1981, 1990 и 1998 годов лесоустройства на Тылайско-Конжаковско-Серебрянский горный массив и топографические карты 1960 (М 1 50000) и 1990 (М 1 100000) гг создания на массив Иремель На основе указанных материалов в ГИС Arclnfo созданы векторные покрытия, характеризующие положение участков сомкнутого леса в начале и конце исследуемых периодов

Количественная оценка смещения верхней границы мелколесий и редколесий (по данным полевых работ) и сомкнутых лесов (по топографическим картам и таксационным планам лесонасаждений) во второй половине XX века было одной из основных целей проводимых исследований При этом была произведена оценка как вертикального, так и горизонтального сдвигов данных лесорастительных рубежей в пространстве

Оценка величины горизонтального смещения ВГЛ была выполнена в ГИС Arclnfo по специально разработанному алгоритму (рис 1), реализованному на языке программирования AML В основе методики лежит расчет буферных областей в виде полигональных покрытий, границы которых равноудалены от исходной линии, характеризующей положение границы мелколесий (редколесий) и сомкнутых лесов в начале периода исследований Величина каждой буферной зоны кратна размеру ячейки ЦМР района исследований В результате объединения рассчитанных полигональных покрытий (буферов), был получен слой, содержащий буферные области, последовательно сменяющие друг друга После растеризации данного слоя на него было наложено растровое покрытие контуров ВГЛ в конце исследуемого периода (рис 1, Б) Таким образом, каждой ячейке границы мелколесий (редколесий) и сомкнутых лесов в конце периода соответствует ячейка буферного слоя, содержащая величину горизонтального смещения от исходного положения в начале периода (рис 1, В) Количественная оценка величины горизонтального

смещения границы лесных сообществ была выполнена с использованием статистик распределения (рис 1, Г).

Рис 1. Методика оценки горизонтального сдвига лесорастительных границ

Оценка вертикального сдвига осуществлялась в ГИС Arclnfo путем наложения границ (редколесий или сомкнутых лесов) в начале и конце исследуемого периода на цифровую модель рельефа. В результате этой процедуры получаются два распределения высот. Сравнение статистик этих распределений дает информацию о величине сдвига.

Анализ современного состояния климата и его динамики в районах исследований за XX столетие был выполнен на основе средних месячных данных метеорологических наблюдений станций «Карпинск» (187 м н.у.м, Северный Урал) и «Златоуст» (486 м н.у.м, Южный Урал), расположенных в 60 и 80 км от районов исследований соответственно. Были проанализированы временные ряды количества атмосферных осадков, температуры и влажности воздуха. Кроме того, для оценки изменения влажности климата районов исследований во второй половине XX века были рассчитаны показатели гидротермического баланса по формулам плювиотермического коэффициента и показателя увлажнения H.H. Иванова (Педь, 1975).

Статистическая обработка данных была выполнена в статистическом пакете "R"(R Core Team www.r-project.org).

ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ ЛЕСОВОДСТВЕННО-ТАКСАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДРЕВОСТОЕВ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ЛЕСА ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XX ВЕКА НА СЕВЕРНОМ И ЮЖНОМ УРАЛЕ

В 2005 (на Северном Урале) и 2006 г (на Южном Урале) проведены повторные натурные обследования древостоев, произраставших в пределах верхней полосы мелколесий и редколесий шириной 50-100 метров на склонах Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива и массива

Иремель в 1956 и 1973 гг соответственно Сравнительный анализ материалов разновременных исследований показал, что во второй половине XX века произошли существенные изменения в составе, структуре и высотном положении исследуемых лесных сообществ

Данные табл 1 свидетельствую о том, что на склонах Тылайско-Конжаковско-Серебрянского массива за период 1956-2005 гг произошло существенное увеличение березы извилистой в составе древостоев, ранее формировавших верхнюю границу распространения лесной растительности Если в 1956 г в целом по массиву протяженность выделов с преобладанием березы составляла 37%, то в 2005 их доля увеличилась на 16% (до 53%) Наиболее интенсивно рост и расселение березы происходил на склонах Серебрянского Камня, где протяженность березовых мелколесий увеличилась на 26% (с 20 до 46%) На Конжаковском и Тылайском Камнях также произошло увеличение протяженности границы с доминированием березы на 14 и 5% соответственно

Таблица 1

Изменение доминирования древесных видов в древостоях, произраставших в 1956 г на верхней границе редколесий Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива

Гора Протяженность верхней Границы мечколесий км Год обсзедо-вания Доминанты древесного яруса

береза извилиста« ель сибирская кедр сибирский лиственница сибирская

км % км % км % км %

Тылайский камень 17,87 1956 2005 8,32 9,25 47 52 9,08 7,53 51 42 0,46 1,09 3 6 . ;

Конжаковск ий камень 28,79 1956 2005 13,60 17,49 47 61 5,05 2,01 18 7 5,61 5,61 19 19 4,53 3,67 16 13

Серебрянок ий камень 26 04 1956 2005 5,16 11 90 20 46 - _ 7,49 6 79 29 26 13,39 7,35 51 28

Итого 72,70 1956 2005 27,09 38,64 37 53 14,13 9,54 19 13 13 56 13,49 19 19 17,93 11,03 25 15

Доминирование хвойных видов на границе редколесий 1956 г за исследуемый период снизилось или осталось неизменным (табл 1) Так лиственница сибирская и ель сибирская утратили свои позиции в целом по массиву на 10 и 6% соответственно, в то время как доля кедра сибирского осталась на прежнем уровне (19%) Наибольшему изменению подверглись, лиственничные и березово-лиственничные древостой Серебрянского Камня, где с возрастанием роли березы лиственница утратила 23% (с 51 до 28%) ранее занимаемых участков Протяженность выделов с доминированием ели снизилась как на Тылайском (на 9%), так и на Конжаковском Камне (на 11%) Колебание доли кедра сибирского в составе границы зафиксировано, как в сторону ее увеличения (на

Тылайском Камне - 3%), так и в сторону уменьшения (на Серебрянском Камне - 3%)

Таблица 2

Изменение доминирования древесных видов в древостоях, произраставших в 1973 г на верхней границе мелколесий и редколесий горного массива

Иремель, за последние 33 года

Протяженность Доминант древесного яруса

Гора Год обследования верхней границы редколесий км ель сибирская в том числе чистых ельников береза извилистая

км % км % км %

Малый 1973 15,54 13,13 84 7,49 48 2,41 16

Иреметь 2006 15 54 14 08 91 8,11 52 1,46 9

Ботьшой 1973 17,12 15 53 91 8,56 50 1,59 9

Иремель 2006 16,74 15 68 94 8 69 52 1,06 6

Итого по 1973 32 66 28 66 88 16 05 49 3,99 12

массиву 2006 32,28 29,76 92 168 52 2.52 8

В отличие от высокогорий Северного Урала, на Южном Урале (горный массив Иремель) увеличение березы извилистой на верхнем рубеже распространения лесной растительности с 1973 по 2006 гт не установлено Более того, данные табл 2, свидетельствуют о сокращении березовой границы, и увеличение еловой, что в целом по массиву составило 4%, с 12 до 8% и с 88 до 92% соответственно Наиболее интенсивно ель вытесняла березу на склонах Малого Иремеля, где увеличение еловых и уменьшение березовых древостоев составило 7% от общей протяженности границы Наряду с увеличением выделов с доминированием ели по составу, также установлен рост протяженности «чистых» ельников с 49 до 52% в целом по массиву

Одновременно с изменение видового состава древостоев ВГЛ произошло увеличение их сомкнутости на 15% (с 45 до 60%) и 16% (с 20 до 36%), на Северном и Южном Урале соответственно При этом рост средней высоты древостоев был отмечен только на Тылайско-Конжаковско-Серебрянском горном массиве и составил 1,2 м (с 4,0 до 5,2 м) в целом по району

При проведении работ по актуализации материалов прошлых исследований в высокогорьях Северного и Южного Урала был установлено факт поднятия верхнего предела распространения лесной растительности выше в горные тундры (рис 2 и 3)

Анализ распространения появившихся после 1956 (на Северном Урале) и 1973 (на Южном Урале) годов лесных сообществ показал, что они, как правило, приурочены к местам накопления мелкозема, расположенных на многочисленных горных террасах, уступах и по каменистым ложбинам Таким образом, современная граница мелколесий

и редколесий отличается от предыдущей тем, что в ее полосе присутствуют значительные по площади участки каменистых россыпей и луговины.

Рис. 2. Картосхема расположения верхней границы мелколесий и

редколесий на Тылайск'о-Конжаковско-Серебрянском горном массиве в 1956 и 2005 гг.

В табл. 3 приведены количественные данные о доминировании различных видов деревьев на верхней границе редколесий Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива в 1956 и 2005 гг. В связи с подъемом границы выше в горы, ее протяженность в целом по массиву в 2005 г. сократилась и составила 69,79 км, что на 2,91 км меньше, чем в 1956 г.

Сравнительный анализ породного состава границ 1956 и 2005 гг свидетельствует об интенсивном расселении березы извилистой в горные тундры в течение последних 50 лет (табл. 3). Доминирование березы на современной рубеже распространения редколесий увеличилось по сравнению с предыдущим периодом на 17% (с 37 до 54%) в целом по массиву. Наиболее интенсивно продвижение березовых редколесий в горные тундры наблюдалось на склонах Серебрянского Камня, где их доля в 2005 г составила 43%, что на 23% больше чем в 1956 г. На склонах вершин Тылайского и Конжаковского Камней также установлено увеличение доли березы за исследуемый период на 11 и 15% соответственно.

Таблица 3

Протяженность верхней границы редколесий в 1956 и 2005 гг с учетом доминирования различных древесных пород

Гора Гол обспе до-вания Протяженность верхней границы мелколесий, км Доминант древесного яруса

Береза извилистая Ь сиби 1Ь некая Кедр сибирский Листве сиби нница эская

км % км % км % км %

Тылайский камень 1956 2005 17,8*7 16,16 8,32 9,40 47 58 9,08 5,34 51 33 0,46 1 42 3 9 ; -

Конжаковский камень 1956 2005 28,79 28,25 13,60 17,49 47 62 5,05 0,44 18 2 5,61 7,36 19 26 4,53 2,95 16 10

Серебрянский камень 1956 2005 26,04 25,38 5 16 10,92 20 43 „ - 7,49 3,60 29 14 13,39 10,86 51 43

Итого 1956 2005 72,70 69,79 27,09 37,82 37 54 14,13 5,78 19 8 13,56 12,38 19 18 17,93 13,81 25 20

Доминирование хвойных видов в пределах современной верхней границы распространения лесной растительности в целом по горному массиву уменьшилось В наибольшей степени сократилась протяженность ельников (на 11% в целом по массиву), уменьшение которых по склонам Тылайского и Конжаковского Камней составило 18 и 16% соответственно Лиственница сибирская утратила в целом по массиву 5% протяженности границы, при этом в пределах отдельных вершин уменьшение достигало 6 (Конжаковский Камень) и 8% (Серебрянский Камень) Доминирование кедра сибирского в пределах Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива практически не изменилось, составив 18%, что на 1% меньше чем в 1956 г Однако по отдельно взятым горным вершинам ситуация изменилась не однозначно Так на Тылайском и Конжаковском Камнях протяженность верхней границы редколесий с доминированием кедра увеличилась на 6 и 7% соответственно, а на Серебрянском Камне -сократилась на 15%

На склонах горного массива Иремель (Южный Урал) общая протяженность верхней границы редколесий также сократилась в связи с поднятием выше в горы (рис 3) Ее протяженность в 2006 г составила 31,93 км, что на 730 м меньше чем в 1973 г Сравнительный анализ данных показал, что современная граница леса отличается от предыдущей, увеличением в ее составе еловых древостоев и уменьшение березовых (табл 4). Так на склонах Малого Иремеля протяженность еловой границы возросла на 7% (с 84 до 91%), а Большого Иремеля на 5 % (с 91 до 96%) Береза уступила 7 и 5% протяженности границы, на Малом и Большом Иремеле соответственно Кроме того, было установлено, что на современном рубеже распространения лесных сообществ количество «чистых» ельников в целом по массиву больше чем в 1973 на 15% Это

особенно заметно на склонах Малого Иремеля, где их количество в 2006 г составило 64% от общей протяженности границы. Это на 16% больше чем в 1973 г. Принимая во внимание факт увеличения количества «чистых» ельников и сокращения березовых древостоев на границе 1973 года, можно с уверенностью говорить об интенсивном расселении и росте ели в высокогорьях Южного Урала за последние 33 года.

массива Иремель с 1973 по 2006 г.

Сравнительный анализ материалов исследований разных лет также показал, что современные редколесья высокогорий Северного и Южного Урала отличаются от предшествующих (описанных С.Г. Шиятовым), ВГЛ начала XXI века характеризуется меньшей средней высотой древостоев, что обусловлено увеличение в их составе доли относительно молодого поколения деревьев. Отличительной особенностью которых, является преобладание прямоствольной и одноствольной форм роста. Так на Северном Урале средняя высота древостоев по сравнению с 1956 годом уменьшилась на 1,3 м (с 4,0 до 2,7 м) в целом по массиву. На Южном

Урале средняя высота с 1973 по 2006 год понизилась на 1 м (с 4,1 до 3,1 м) Кроме того, современная верхняя граница мелколесий и редколесий достаточно разрежена, средняя сомкнутость крон на ее рубеже на Северном и Южном Урале составляет 27%

Таблица 4

Протяженность верхней границы леса в 1973 и 2006 гг с учетом

доминирования различных видов древесных растений

Протяженность верхней границы мелколесий км Доминант древесного яруса

Гора Год обследования Ель сибирская в том числе чистых ельников Береза извилистая

км % км % км %

Малый 1973 15,54 13,13 84 7,49 48 2,41 16

Иремель 2006 15,28 13,94 91 9,85 64 1,34 9

Большой 1973 17,12 15,53 91 8,56 50 1,59 9

Иремель 2006 16,65 15,91 96 10,49 63 0,74 4

Итого 1973 32,66 28,66 88 16,05 49 3 99 12

2006 31,93 29,85 93 20 34 64 2,08 7

Кроме линейных границ лесных сообществ на Северном Урале в ГИС были проанализированы площади, которые занимают древостой, расположенные на склонах Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива По данным планов насаждений за период с 1955 по 1998 год произошло практически линейное сокращение площади каменистых россыпей на 16,2 км2 (с 81,4 до 65,3 км2), а также древостоев с преобладанием пихты и ели по составу на 4,4 км2 (с 25,4 до 21 км2) При этом, площадь лесов с доминированием кедра, березы, сосны и лиственницы, наоборот, увеличилась, на 16,2 (с 32,5 до 48,7 км2), 1,5 (с 14,1 до 15,6 км2) и 3,0 км2 (с 1,5 до 4,5 км2) соответственно

ГЛДВА 4 КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ЛЕСА НА СЕВЕРНОМ И ЮЖНОМ УРАЛЕ

Количественная оценка пространственно-временной динамики ВГЛ выполнена в ГИС Согласно разработанной методике были проанализированы как вертикальное, так и горизонтальное смещение верхней границы мелколесий и редколесий (по материалам полевых работ), а также границы сомкнутых лесов (по топографическим картам и таксационным планам лесонасаждений)

По материалам полевых исследований горизонтальное смещение границы лесных сообществ по медиане составило 120 м за период 19562005 гг на Тылайско-Конжаковско-Серебрянском горном массиве и 60 м за период 1973-2006 гг на горном массиве Иремель (табл 5 и 6) Высотный

16

сдвиг границ по медиане равен 42 и 21 м для Северного и Южного Урала соответственно

Таблица 5

Горизонтальный и высотный сдвиги верхней границы редколесий вверх по склонам Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива во

второй половине XX века

Параметры Горные вершины В целом

Вид сдвига Тылайский Конжаковски Серебрянский по

Камень й Камень Камень массиву

Горизонтальны й Среднее, м н у м Медиана, м н у м 88 90 119 120 137 120 118 120

Максимум, м н у м 210 360 300 360

Среднее м 35 42 46 42

Вертикальный Медиана, м 37 46 43 42

Максимум, м 29 58 47 37

Таблица 6

Горизонтальный и высотный сдвиги верхней границы редколесий вверх по

Вид сдвига Параметры Горные вершины В целом по

М Иремель Б Иремель массиву

Среднее, м 80 89 84

Горизонтальны й Медиана, м 60 60 60

Максимум, м 270 300 300

Среднее, м 20 25 14

Вертикальный Медиана, м 31 20 21

Максимум, м 19 2 3

Анализ пространственного положения верхней границы сомкнутых лесов, выполненный на основе таксационных планов лесонасаждений разных лет создания и топографических карт, также показал наличие смещение данного рубежа выше в горы во второй половине XX века Количественно установлено, что медиана высотного сдвига с 1955 по 1998 г на Тылайско-Конжаковско-Серебрянском горном массиве и с 1960 по 1990 на горном массиве Иремель составила 50 и 25 м соответственно Горизонтальный сдвиги за указанные периоды равны 285 и 270 м (по медиане) для районов Северного и Южного Урала соответственно

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА СЕВЕРНОГО И ЮЖНОГО УРАЛА ПО ДАННЫМ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

Анализ данных инструментальных наблюдений метеостанции «Карпинск» (Северный Урал) и «Златоуст» (Южный Урал) во второй половине XX века показал, что в районах исследований произошло

существенное увеличение температуры воздуха и количества атмосферных осадков При этом тренд увеличения данных климатических характеристик, наблюдается еще с конца XIX столетия Было установлено, что за последние 100 лет среднегодовая температур воздуха Северного Урала поднялась примерно на 1,7°С При этом темпы увеличения среднегодовых температур на Южном Урале за аналогичный период были значительно ниже, менее 0 1°С Анализ многолетней динамики среднемесячных температур показал, что основное потепление приходятся на холодный период года (октябрь-март) Так на Северном Урале оно составляет - 3,1 °С, на Южном - 0,07°С Средние температуры теплого периода (май-сентябрь) в пределах районов исследований практически не изменились Наряду с потеплением климата, подъему лесных сообществ в горы способствовало увеличение годового количества осадков, которое за XX столетие на Северном Урале выросло на 72 мм, на Южном — на 119 мм

Анализ изменения значений гидротермических показателей (показателя увлажнения Н Н Иванова и плювиотермического коэффициента) в районах исследований, во второй половине XX века, свидетельствуют о том, что на Северном Урале, за последние 50 лет, теплый период года стал более влажным Это способствовало значительному увеличению березы извилистой в составе древостоев верхней границы леса На Южном Урале, наоборот, установлено незначительно снижение влажности климата теплых месяцев (май-сентябрь), что способствовало увеличению ели в составе березняков, произраставших на влажных склонах, и расселению лиственницы сибирской в отдельных частях горного массива Иремель

ВЫВОДЫ

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы

1 По данным полевых исследований было установлено, что во второй половине XX века на границы редколесий Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива (Северный Урал) и массива Иремель (Южный Урал) произошло существенное изменение видового состава доминантов древесного яруса и структуры исследуемых лесных сообществ

2. В высокогорьях Северного Урала на рубеже верхней границы лесных сообществ, описанных С.Г Шиятовым в 1956 г, установлено значительное увеличение березы извилистой и сокращения хвойных видов (лиственница, ель) в составе доминантов древесного яруса Во второй половине XX века протяженность границы с преобладанием березы по составу, в целом по Тылайско-Конжаковско-Серебрянскому массиву, увеличилась на 16% (с 37 до 53%), при этом протяженность выделов с

преобладанием лиственницы и ели уменьшилась на 10 и 6% соответственно Кедр сибирский не утратил своих позиций, сохранив доминирование на 19% общей протяженности границы Кроме изменения состава древостоев за исследуемый период, было установлено увеличение средней высоты и сомкнутости древостоев на ВГЛ 1956 г на 1,2 м (с 4,0 до 5,2 м) и 15% (с 45 до 60%) соответственно

3 В 2006 г на верхней границе редколесий горного массива Ирмель, описанной С Г Шиятовым в 1973 г, было установлено изменение породного состава в сторону увеличения доли ели сибирской и снижения березы Анализ данных повторного описания показал, что протяженность еловой границы увеличилась за последние 33 года на 4 % (с 88 до 92%) в целом по массиву В том числе количество «чистых» ельников возросло на 3% (с 49 до 52%) В то время как протяженность березой границы сократилось на 4% (с 12 до 8%) Наряду с изменением видового состава, сомкнутость крон лесных сообществ на границе 1973 г увеличилась в целом по массиву на 16% (с 20 до 36%) При этом средняя высота древостоев не изменилась (4,1 м), за счет увеличения доли молодого поколения

4 По результатам повторных полевых исследований, проведенных в высокогорьях Северного и Южного Урала, достоверно установлено, что во второй половине XX века верхняя граница лесных сообществ (мелколесий и редколесий) продвинулась вверх на большинстве горных склонов Количественный анализ пространственно-временной динамики ВГЛ показал, что за прошедшие 49 лет (с 1956 по 2005 г) на Тылайско-Конжаковско-Серебряснком горном массиве горизонтальный сдвиг верхнего предела редколесий составил 120 м (по медиане), вертикальный -42 м (по медиане) За 33 года (с 1973 по 2006 г) на горном массиве Иремель медиана горизонтального и вертикального сдвигов границы равна 60 и 21 м соответственно

5 Анализ древостоев современной границы распространения лесной растительности (мелколесий и редколесий), расположенной выше описанных в 1956 (Северный Урал) и 1973 (Южный Урал) гг лесных рубежей, свидетельствует, что во второй половине XX века наиболее активно вверх по склонам высокогорий Южного и Северного Урала продвигались березовые сообщества

6 Факт сокращения площади каменистых россыпей и продвижения лесных рубежей выше в горы также был подтвержден анализом разновременных таксационных планов лесонасаждений и топографических карт Количественно установлено, что медиана высотного сдвига с 1955 по 1998 г на Тылайско-Конжаковско-Серебрянском горном массиве и с 1960 по 1990 на горном массиве Иремель составила 50 и 25 м соответственно Горизонтальный сдвиг по медиане за указанные периоды равен 285 и 270 м для районов Северного и Южного Урала соответственно Каменистые

россыпи, занимающие верхние части гор Тылайско-Конжаковско-Серебрянского массива, сократились на 16,2 км2 (с 81,4 до 65,3 км2)

7 По данным метеорологических наблюдений метеостанций, расположенных вблизи районов исследований, установлено, что в XX столетии климат высокогорий Северного и Южного Урала стал в целом теплее Анализ климата, проведенный с использованием гидротермических показателей (показателя увлажнения Н Н Иванова и плювиотермического коэффициента) свидетельствуют о том, что в Северных широтах климат стал более влажным, о чем свидетельствует увеличение березы извилистой в составе древостоев ВГЛ Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива На Юге, наоборот, климат стал немного сущее, что благоприятно сказалось на росте ели (на переувлажненных участках) и увеличении количества лиственницы сибирской на отдельных склонах горного массива Иремель

8 Таким образом, проведенные исследования показывают, что изменения видового состава, структуры и пространственного положения лесных сообществ высокогорий Северного и Южного Урала во второй половине XX века, могли быть вызваны лишь региональным изменением климатических факторов Наиболее значимыми являются увеличение годового количества атмосферных осадков и повышение температура воздуха холодного периода

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ

1 Капралов Д.С., Шиятов С Г, Моисеев П А , Фомин В В Изменение в составе, структуре и высотном положении мелколесий на верхнем пределе их распространения в горах Северного Урала // Экология, 2006, № 6, с 403-409

2 Фомин В В , Капралов Д.С., Циммерманн Н Е Пространственно-временная динамика верхней границы леса на Южном и Северном Урале во второй половине XX И Влияние изменений климата на бореальные и умеренные леса тезисы докладов Международной конференции - Екатеринбург, 2006 -с 26

3 Фомин В В , Капралов Д.С., Барова А А , Шалаумова Ю В , Устинов А В, Крюк В И Динамика верхней границы леса на Южном Урале во второй половине XX века // ArcRevlew Современные геоинформационные технологии, №4 (39), 2006, с 8

4 Капралов Д.С., Фомин В В Количественный анализ пространственно-временной динамики верхней границы леса во второй половине XX века на Северном Урале // Экология от генов до экосистем материалы конференции молодых ученых 25-29

апреля 2005 г ИЭРиЖ УрО РАН - Екатеринбург. Академкнига, 2005 -с 116-121

5 Капралов Д С., Фомин В В , Галеев А С , Доброноженко А П , Терентьев М М Климатогенная пространственно-временная динамика древостоев основных лесообразующих пород, произрастающих на Северном Урале на верхнем пределе их распространения // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения (экологические аспекты) сб статей Всероссийской научно-практической конференции - Красноярск, 2004 -с 183-187

6 Капралов Д.С. Изучение пространственно-временной динамики древостоев в конце XX века (Северный Урал, Тылайско-Конжаковско-Серебрянский горный массив) // Экологические механизмы ' динамики и устойчивости биоты материалы конференции молодых ученых 19-23 апреля 2004 г ИЭРиЖ УрО РАН - Екатеринбург Академкнига, 2004 - с 94-96

7 Капралов Д.С., Фомин В В Изучение пространственно-временной динамики лесотундровых экосистем в конце XX века с использованием дистанционных методов зондирования (гора Конжаковский камень, Северный Урал) // Материалы научно-технической конференции студентов и аспирантов / УГЛТУ -Екатеринбург, 2003 - с 43-44

8 Капралов Д.С. Динамика верхней границы леса в конце XX века (гора Конжаковский Камень, Северный Урал) // Проблемы глобальной и региональной экологии материалы конференции молодых ученых 31 марта - 4 апреля 2003 г ИЭРиЖ УрО РАН -Екатеринбург Академкнига, 2003 - с 76-79

Подписано в печать 28 09 2007 Объем 1,0 п л , Заказ 338 Тираж 100 620100 Екатеринбург, Сибирский тракт, 37 Уральский государственный лесотехнический университет Отдел оперативной печати

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Капралов, Денис Сергеевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЕРХНЯЯ ГРАНИЦА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЛЕСОВ, КАК ИНДИКАТОР ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЗЕМЛИ.

1.1 История исследований верхней границы леса на Урале.

1.2 Изменение климата и его влияние на наземные экосистемы.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Характеристика районов исследований.

2.2 Программа исследований.

2.3 Методика.

2.3.1 Использование аэрофотоснимков для изучения пространственно-временной динамики ВГЛ.

2.3.2 Таксационные планы лесонасаждений и топографические карты.

2.3.3 Картирование текущего положения верхней границы леса в пределах районов исследований.

2.3.4 Методика оценки пространственно-временной динамики ВГЛ.

2.3.5 Методика оценки изменений климата районов исследований.

2.4 Основные этапы и объем выполненных работ.

ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ ЛЕСОВОДСТВЕННО-ТАКСАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДРЕВОСТОЕВ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ЛЕСА ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XX ВЕКА НА СЕВЕРНОМ И ЮЖНОМ УРАЛЕ.

3.1. Оценка изменений лесоводственно-таксационных характеристик древостоев верхней границы леса на Северном Урале.

3.2. Оценка изменений лесоводственно-таксационных характеристик древостоев верхней границы леса на Южном Урале.

ГЛАВА 4. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ЛЕСА НА СЕВЕРНОМ И ЮЖНОМ УРАЛЕ.

4.1. Количественная оценка пространственно-временной динамики верхней границы леса на Северном Урале.

4.2. Количественная оценка пространственно-временной динамики верхней границы леса на Южном Урале.

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА СЕВЕРНОГО И ЮЖНОГО УРАЛА ПО ДАННЫМ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ.

5.1. Анализ изменений климата Северного Урала по данным метеорологических наблюдений.

5.2. Анализ изменений климата Южного Урала по данным метеорологических наблюдений.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Изучение пространственно-временной динамики верхней границы леса на Северном и Южном Урале"

Актуальность темы. Растительность, произрастающая на верхнем пределе своего распространения очень чувствительна к изменению условий окружающей среды. Поэтому высокогорные растительные сообщества являются уникальными объектами для исследований в области наук о лесе, ботаники, экологии и других направлений. В последние десятилетия одним из важных направлений исследований является изучение реакции наземных экосистем на глобальное изменение климата. При этом особое внимание уделяется оценке пространственно-временной динамики лесных сообществ, произрастающих на верхнем пределе своего распространения.

Факт смещения верхнего предела лесов в пространстве давно известен и достаточно хорошо описан. Однако, до текущего момента, большинство результатов исследований имели исключительно качественный, а не количественный характер, что затрудняло оценку скорости происходящих процессов. Принимая во внимание колоссальную биосферную роль лесов (Основы лесной биогеоценологии, 1964), а также степень их воздействия на окружающую среду, в том числе и на климат (Луганский H.A., Залесов C.B., Щавровский В.А., 1996), необходимо на количественном уровне проводить исследования пространственно-временной динамики верхней границы леса. Полученные результаты должны способствовать прогнозированию возможных положительных и отрицательные последствий климатогенной динамики лесов для населения Земли. Это особенно актуально на фоне интенсивного развития промышленности и постоянного уменьшения покрытой лесом площади.

Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение пространственно-временной динамики древостоев, произрастающих на верхнем пределе своего распространения, на территории Северного (Тылайско

Конжаковско-Серебрянский горный массив) и Южного Урала (горный массив Иремель) во второй половине XX века.

Основными задачами исследований являлись:

1. Сбор и анализ материалов по изменению пространственного положения верхней границы леса и ее структуры во второй половине XX века на территории районов исследований;

2. Разработка методов количественной оценки параметров пространственно-временной динамики лесных сообществ, произрастающих на верхнем пределе своего распространения.

3. Определение общих закономерностей изменения климата Уральского региона и выявление основных климатических параметров, изменение которых послужило причиной сдвигов растительных рубежей за исследуемый период.

Научная новизна заключается в следующих основных результатах исследований, полученных автором в ходе работы над диссертацией и выносимых на защиту:

1. Проведено повторное картирование и описание верхней границы лесов горных массивов Северного и Южного Урала во второй половине XX века на предмет выявления произошедших изменений;

2. Выполнен анализ пространственного положения и породного состава древостоев на основе планов лесонасаждений 1956, 1968, 1981, 1990 и 1998 годов лесоустройства (Талайско-Конжаковско-Серебрянский горный массив) и разновременных топографических карт (горный массив Иремель) с использованием геоинформационной системы;

3. Разработан алгоритм количественной оценки величины горизонтального и вертикального смещения верхней границы леса районов исследований, с использованием геоинформационной системы;

4. Проведено сопоставление результатов динамики верхней границы лесов по материалам дистанционных и наземных исследований;

5. По данным метеорологических наблюдений установлен факт изменения климата районов исследований в сторону потепления и увеличения количества осадков во второй половине XX века.

Практическая ценность работы. Проведенные исследования можно рассматривать как часть отдельного направление в области изучения причин и последствий глобального изменения климата Земли. Региональные исследования климатогенной динамики высокогорных систем Северного и Южного Урала помогут глубже понять скорость и направление происходящих изменений в растительном покрове, что в свою очередь может быть использовано для составления рекомендаций по ведению лесного хозяйства и назначению лесохозяйственных мероприятий, направленных на формирование высокопродуктивных лесов. Кроме того, разработанные методики могут найти применение не только в экологическом мониторинге лесных рубежей, но в других областях науки, связанных с оценкой результатов пространственной динамики линейных объектов.

Апробация работы. Результаты исследований были оценены дипломом первой степени на региональном конкурсе научных работ студентов и аспирантов по актуальным экологическим проблемам Свердловской области (Екатеринбург, 2003). Работа апробирована на следующих конференциях: «Проблемы глобальной и региональной экологии» (Екатеринбург, 2003); всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы - проблемы и решения. Экологические аспекты» (Красноярск, 2004); «Экологические механизмы динамики и устойчивости биоты» (Екатеринбург, 2004); «Экология: от генов до экосистем» (Екатеринбург, 2005); «Экология в меняющемся мире» (Екатеринбург, 2006); «Влияние изменения климата на бореальные и умеренные леса» (Екатеринбург, 2006).

Публикация результатов исследования. По материалам исследований опубликовано 8 научных работ.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложений, изложена на 149

Заключение Диссертация по теме "Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними", Капралов, Денис Сергеевич

выводы

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. По данным полевых исследований было установлено, что во второй половине XX века на границы редколесий Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива (Северный Урал) и массива Иремель (Южный Урал) произошло существенное изменение видового состава доминантов древесного яруса и структуры исследуемых лесных сообществ.

2. В высокогорьях Северного Урала на рубеже верхней границы лесных сообществ, описанных С.Г. Шиятовым в 1956 г., установлено значительное увеличение березы извилистой и сокращения хвойных видов (лиственница, ель) в составе доминантов древесного яруса. Во второй половине XX века протяженность границы с преобладанием березы по составу в целом по Тылайско-Конжаковско-Серебрянскому массиву увеличилась на 16% (с 37 до 53%), при этом протяженность выделов с преобладанием лиственницы и ели уменьшилась на 10 и 6% соответственно. Кедр сибирский не утратил своих позиций, сохранив доминирование на 19% общей протяженности границы. Кроме изменения состава древостоев за исследуемый период, было установлено увеличение средней высоты и сомкнутости древостоев на ВГЛ 1956 г. на 1,2 м (с 4,0 до 5,2 м) и 15% (с 45 до 60%) соответственно.

3. В 2006 г. на верхней границе редколесий горного массива Ирмель, описанной С. Г. Шиятовым в 1973 г., было установлено изменение породного состава в сторону увеличения доли ели сибирской и снижения березы. Анализ данных повторного описания показал, что протяженность еловой границы увеличилась за последние 33 года на 4 % (с 88 до 92%) в целом по массиву. В том числе количество «чистых» ельников возросло на 3% (с 49 до 52%). В то время как протяженность выделов с преобладание березы по составу сократилось на 4% (с 12 до 8%). Наряду с изменением видового состава сомкнутость крон лесных сообществ на границе 1973 г увеличилась в целом по массиву на 16% (с 20 до 36%). При этом средняя высота древостоев не изменилась (4,1 м) за счет увеличения доли молодого поколения.

4. По результатам повторных полевых исследований, проведенных в высокогорьях Северного и Южного Урала, достоверно установлено, что во второй половине XX века верхняя граница лесных сообществ (мелколесий и редколесий) продвинулась вверх на большинстве горных склонов. Количественный анализ пространственно-временной динамики ВГЛ показал, что за прошедшие 49 лет (с 1956 по 2005 г.) на Тылайско-Конжаковско-Серебрянском горном массиве горизонтальный сдвиг верхнего предела редколесий составил 120 м (по медиане), вертикальный - 42 м (по медиане). За 33 года (с 1973 по 2006 г) на горном массиве Иремель медиана горизонтального и вертикального сдвигов границы равна 60 и 21 м соответственно.

5. Анализ древостоев современной границы распространения лесной растительности (мелколесий и редколесий), расположенной выше описанных в 1956 (Северный Урал) и 1973 (Южный Урал) гг лесных рубежей, свидетельствует, что во второй половине XX века наиболее активно вверх по склонам высокогорий Южного и Северного Урала продвигались березовые сообщества.

6. Факт сокращения площади каменистых россыпей и продвижения лесных рубежей выше в горы также был подтвержден анализом разновременных таксационных планов лесонасаждений и топографических карт. Количественно установлено, что медиана высотного сдвига с 1955 по 1998 г на Тылайско-Конжаковско-Серебрянском горном массиве и с 1960 по 1990 на горном массиве Иремель составила 50 и 25 м соответственно. Горизонтальный сдвиг по медиане за указанные периоды равен 285 и 270 м для районов Северного и Южного Урала соответственно. Каменистые россыпи, занимающие верхние части гор Тылайско-Конжаковско-Серебрянского

2 2 массива, сократились на 16,2 км (с 81,4 до 65,3 км ).

7. По данным метеорологических наблюдений метеостанций, расположенных вблизи районов исследований, установлено, что в XX столетии

127 климат высокогорий Северного и Южного Урала стал в целом теплее. Анализ климата, проведенный с использованием гидротермических показателей (показателя увлажнения H.H. Иванова и плювиотермического коэффициента) свидетельствуют о том, что в Северных широтах климат стал более влажным, о чем свидетельствует увеличение березы извилистой в составе древостоев ВГЛ Тылайско-Конжаковско-Серебрянского горного массива. На Юге, наоборот, климат стал немного суше, что благоприятно сказалось на росте ели (на переувлажненных участках) и увеличении количества лиственницы сибирской на отдельных склонах горного массива Иремель.

8. Таким образом, проведенные исследования показывают, что изменения видового состава, структуры и пространственного положения лесных сообществ высокогорий Северного и Южного Урала во второй половине XX века могли быть вызваны лишь региональным изменением климатических факторов. Наиболее значимыми являются увеличение годового количества атмосферных осадков и повышение температуры воздуха холодного периода.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Капралов, Денис Сергеевич, Екатеринбург

1. Андреев В. Н., Игошина К. В., Лесков А. И. Оленьи пастбища и растительный покров Полярного Приуралья // Сов. оленеводство.- 1935.- Вып. 5.-С. 171-406.

2. Архипова Н. П. Заповедные места Свердловской области.- Свердловск: Среднеуральское книжное издательство, 1984.- С. 140-141.

3. Бабаков Г. Конжак просит помощи // Уральский следопыт.- Свердловск, 1966. №8. с. 32-35.

4. Берг Л. С. Географические зоны Советского Союза. М.: Географиздат, 1947. - Ч. 1.- 397 с; 1952.- Ч. 2.- 510 с.

5. Большая советская энциклопедия / ред. Прохоров А. М. М.: Советская энциклопедия, 1972.- С. 430.

6. Борзенкова И. И. О природных индикаторах современного глобального потепления // Метеорология и гидрология. 1999.- №6.- С. 98-107.

7. Брукс К. Климат прошлого /Под ред. Б. П. Алисова М.: Иностр. лит., 1952.-357 с.

8. Будыко М. И., Ефимова Н. А., Строкина Л. А. Эмпирические оценки изменения климата к концу XX столетия // Метеорология и гидрология. -1999.-№12.-С. 5-12.

9. Бучинский И. Е. О климате прошлого Русской равнины. Л.: Гидрометеоиздат, 1957.- 142 с.

10. Ваганов Е. А., Шиятов С. Г., Мазепа B.C. Дендроклиматические исследования в Урало-Сибирской Субарктике. Новосибирск: Наука, 1996.-С. 9-15.

11. Виллетт X. К. Характер связи солнечных и климатических явлений // Солнечная активность и изменения климата. Д.: Гидрометеоиздат, 1966.- С. 23-43.

12. Влияние изменений климата на экосистемы бассейна реки Амур. М.: WWF России, 2006. - 128 с.

13. Галазий Г. И. Вертикальный предел древесной растительности в горах Восточной Сибири и его динамика // Тр. Бот. ин-та им. В. JI. Комарова АН СССР.- Сер. III (геоботаника).- Вып. 9.- 1954.

14. Говорухин В. С. Растительность бассейна р. Ылыча (Северный Урал) //Тр. о-ва изуч. Урала, Сибири и Дальнего Востока. М.: Главнаука, 1929- Т. 1.- Вып. 1.-С. 1-106.

15. Говорухин В. С. Динамика ландшафтов и климатические колебания на Крайнем Севере // Изв. ВГО.- 1947.- Т. 79.- № 8.- С. 317-324.

16. Городков Б. Н. Полярный Урал в верхнем течении р. Соби. //Тр. Ботан. музея АН СССР.- 1926.-Вып. 19.- С. 1-74.

17. Городков Б. Н. Полярный Урал в верховьях рек Войкара, Сыни и Ляпина // Материалы экспедиционных исследований АН СССР. Урал. сер. -Л.: Изд-во АН СССР, 1929.- Вып. 7.- С. 1-32.

18. Городков Б. Н. Растительность тундровой зоны СССР. М.;- Л.: Изд-во АН СССР, 1935.- 142 с.

19. Гора Конжаковский камень. Топографическая карта. М 1:200000. Свердловск, 1990.

20. Горчаковский П. Л. Лесная растительность подгольцового пояса Урала // Сб. трудов по лесному хоз-ву. Свердловск: Уральский лесотехн. ин-т.-Вып 2.- 1954.- С. 15-65.

21. Горчаковский П. Л. Флора и растительность высокогорий Урала. // Тр. Ин-та биологии УФАН СССР.- 1966.- Вып. 48, с. 3-269.

22. Горчаковский П. Л. Растительный мир высокогорного Урала. М.: Наука, 1975.- 284 с.

23. Горчаковски П. Л., Большаков В. Н. К познанию высокогорных экосистем Северного Урала // Высокогорная экология. М.: Институт географии СССР, 1976.- С. 43-45.

24. Горчаковский П. Л., Грибова С. А., Исаченко Т. И., Карпенко А. С., Никонова Н. Н., Фамелис Т. В., Федорова И. Т., Шарафутдинов М. И. Растительность Урала на новой геоботанической карте // Бот. журнал.- 1975.Т. 60.-№10.- С. 1385-1400.

25. Горчаковский П. Л., Шиятов С. Г. Физиономическая и экологическая дифференциацияя верхней границы леса на Северном Урале // Записки Свердловского отд-ния ВБО.- Свердловск, 1970.- Вып.5.- С. 14-33.

26. Горчаковский П. Л., Шиятов С. Г. Фитоиндикация снежного покрова и снежных лавин в высокогорьях // Экология.- 1971,- № 1.- С. 22-35.

27. Горчаковский П.Л., Шиятов С.Г. Использование морфологических и фенологических признаков растений на Крайнем Севере и в высокогорьях для индикации снежного покрова // Теоретические вопросы фитоиндикации. -Л.: Наука, 1971а.- С. 158-166.

28. Горчаковский П. Л., Шиятов С. Г. Фитоиндикация климатических условий на верхнем пределе леса II Экология.- 1973.- № 1.- С. 50-65.

29. Горчаковский П. Л., Шиятов С. Г. Фитоиндикация условий среды в высокогорьях. В кн.: П.Л.Горчаковский "Растительный мир высокогорного Урала". -М.: Наука, 1975.- С. 57-81.

30. Горчаковский П. Л., Шиятов С. Г. Верхняя граница леса в горах бореальной зоны СССР и ее динамика// Высокогорная экология. М.: Институт географии СССР, 1976.- С. 52-55.

31. Горчаковский П. Л. Шиятов С. Г. Международный симпозиум по высокогорной экологии // Экология.- 1977а.- №2.- С. 107-112.

32. Горчаковский П. Л., Шиятов С. Г. Верхняя граница леса в лесах бореальной зоны СССР и ее динамика // Ботаническая журнал.- 19776.- Т. 62.-№11.- С. 1560-1571.

33. Горчаковский П. Л., Шиятов С. Г. Антропогенные смещения верхней границы леса и их фитоиндикация // Экология.- 1978.- № 5.- С. 5-17.

34. Горчаковский П. Л., Шиятов С. Г. Верхняя граница леса как индикатор условий среды в высокогорьях // Ландшафтная индикация и ее использованиев народном хозяйстве / Тезисы Всесоюзного совещания, Москва, 13-16 марта 1979 г.- Москва, 1979.- С. 92-93.

35. Горчаковский П. JL, Шиятов С.Г. Фитоиндикация условий среды и природных процессов в высокогорьях. — М.: Наука, 1985.- 208 с.

36. Груза Г. В., Ранькова Э. Я. Обнаружение изменений климата: состояние, изменчивость и экстремальность климата // Метеорологи и гидрология. -2004,- №4.- С. 50-65.

37. Залиханов М. Ч. Изменение климата и устойчивое развитие Российской Федерации // Метеорология и гидрология. 2004.- №4.- С. 130-136.

38. ДеМерс М. Н. Географические информационные системы. Основы. -Москва, 1999.- С. 48-49.

39. Дибнер В. Д. О следах двукратного горного четвертичного олединения на Кожаковском камне //Изв. ВГО,- 1953.- Т. 85.- Вып. 5.- С. 603-605.

40. Докучаев В. В. К учению о зонах природы. Горизонтальные и вертикальные почвенные зоны. СПб., 1899.

41. Ефимова Н. А., Жильцова Е. Л., Лемешко Н. А., Строкина Л. А. О сопоставлении изменений климата в 1981-2000 гг. с палеоаналогами глобального потепления // Метеорология и гидрология. 2004.- №8.- С. 18-23.

42. Игошина К. Н. Высокогорная растительность Среднего Урала // Журнал русского бот. общ. 1931.- Т. 16.- №1.- С. 1-62.

43. Игошина К. Н. Растительность субальп Среднего Урала // Тр. Ботан. инта АН СССР/ Сер. 3. Геоботаника.- 1952.- Вып. 8.- С. 289-354.

44. Игошина К. Н. Особенности растительности некоторых гор Урала в связи с характером горных пород // Ботан. журнал.- i960.- Т. 45.- №4,- С.

45. Изменение климата, 2001 г. Обобщенный доклад. Вклад рабочих групп I, II, III в подготовку Третьего доклада об оценке Межправительственнойгруппы экспертов по изменению климата / Под ред. Р. Т. Уотсона. ВМО ЮНЕП. -Женева, 2003.- 220 с.

46. Изменение климата: Обзор состояния научных знаний об антропогенном изменении климата / Кокорин А. О.: РРЭЦ, GOF, WWF России, 2005. 20 с.

47. Израэль Ю. А. Эффективный путь сохранения климата на современном уровне основная цель решения климатической проблемы // Метеорология и гидрология. - 2005.- №10.- С. 5-9.

48. Израэль Ю. А., Груза Г. В., Катцов В. М., Мелешко В. П. Изменение глобального климата. Роль антропогенных воздействий // Метеорология и гидрология. 2001.- №5.- С. 5-21.

49. Ипполитов В. Беды Конжаковского камня // На смену.- 1976,- 8 апр.- № 69.- С. 2.

50. Китаев JI. М., Радионов В. Ф., Форланд Э., Разуваев В. Н., Мартуганов Р. А. Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова на севере Евразии в условиях современных изменений климата // Метеорология и гидрология. 2004.- №11.- С. 65-72.

51. Кокорин А. О., Бердин В. X., Грицевич И. Г., Федоров Ю. Н. Парниковые газы глобальный экологический ресурс. Справочное пособие. -М.: WWF России, 2004.- 136 с.

52. Кокорин А. О., Грицевич И. Г., Сафонов Г. В. Изменения климата и Киотский протокол реалии и практические возможности - М.; WWF России, 2004. - 64 с.

53. Колищук В. Г. Верхняя граница леса в Украинских Карпатах, ее современное состояние и динамика.- Автореф. дис. . канд. биолог, наук. -Киев, 1960.

54. Корчагин А. А. Растительность северной половины Печорско-Илычского заповедника // Тр. Печорско-Илычского заповедника. -Сыктывкар, 1940.- Вып. 2.- 414 с.

55. Костин С. И. Краткий курс метеорологии и климатологии для лесоводов. Ленинград, 1971.-С. 130-134.

56. Кравцова В. И. Генерализация аэрокосмического изображения: континуальные и дискретные снимки. М.: МГУ им. М. В. Ломоносова, 2000. -256 с.

57. Куваев В. Б. Высотное распределение растительного покрова Ляпинского Урала: Автореф. дис. . канд. биол. наук. М., 1952.- 15 с.

58. Луганский Н. А., Залесов С. В., Щавровский В. А. Лесоведение. -Екатеринбург.: УГЛТА. 1996.- 373 с.

59. Метеорологический ежемесячник. Вып. 9. Ч. 2. Л., 1961-2004. №1-13.

60. Моисеев П. А., М. Ван Дер Меер, А. Риглинг, Шевченко И. Г. Влияние изменения климата на формирование поколений Ели Сибирской в подгольцовых древостоях Южного Урала // Экология.- 2004.- Вып. 35.- № 3-С.135-143.

61. Морозов А. Е. Основы лесной метеорологии: Учебное пособие / УГЛТУ. -Екатеринбург, 2005.- С. 150-157.

62. Дж. Мюррей Митчелл мл. Современные вековые колебания температуры земного шара // Солнечная активность и изменения климата. -Л.: Гидрометеоиздат, 1966.- С. 87-105.

63. Назаров В. С. Исторический ход ледовитости Карского моря// Изв. ВГО.- 1947.-№6.

64. Опасные последствия глобального изменения климата / Сафонов Г. В.: РРЭЦ, GOF, WWW России, 2006. 20 с.

65. Основы лесной биогеоценологии. / Под ред. В. Н. Сукачева и Н. В. Дылиса. Москва, 1964.- 574 с.

66. Педь Д. А. О показателе засухи и избыточного увлажнения //Труды Гидрометцентра СССР. Синоптико-статистические методы долгосрочных прогнозов погоды.- 1975.-Вып. 156.- С. 19-38.

67. Пласс Г. Н. Влияние молекул газов, поглощающих инфракрасное излучение, на климат // Солнечная активность и изменения климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.-С. 10-22.

68. Полозова Л. Г., Шиятов С. Г. Вековые колебания климата на основе анализа годичного прироста деревьев вдоль полярной границы леса // История биогеоценозов СССР в голоцене. -М.: Наука, 1976.- С. 14-23.

69. Ранькова Э. Я., Груза Г. В. Индикаторы изменений климата России // Метеорология и гидрология. 1998.- №1. С. 5-18.

70. Растительность Южного Урала на участке между Ильменским заповедником и горой Иремель: (путеводитель ботанической экскурсии) / Под ред. П. Л. Горчаковского. Свердловск: Институт экологии растений и животных УНЦ АН СССР.- 1982.- С. 27-53.

71. РундквистН. А. Сто дней на Урале,- 1993.- С. 100-102.

72. Семеновъ П. Географическо-статистический словарь Россшской Империи.- Санкт-Петербург, 1865.- Т. 2.- С. 898.

73. Серапинас Б. Б. Основы спутникового позиционирования. М.: МГУ, 1998.-С. 4-8.

74. Сочава В. Б. Пределы лесов в горах Ляпинского Урала // Тр. Ботан. музея АН СССР. Л.: Изд-во АН СССР, 1930.- Вып. 22.- С. 1- 48.

75. Станюкович К. В. Растительность высокогорий СССР.- Душанбе: Изд-во АН ТаджССР, 1960.- Ч. 1.-167 с.

76. Станюкович К. В. Растительность гор СССР: (Ботан.-геогр. очерк).-Душанбе: Дониш, 1973.- 412 с.

77. Сторожева М. М. Растительность дунитовых обнажений Кытлымский гор (Средний Урал) // Ботан. журнал.- 1978.- Т. 63 №5.- С. 729-736.

78. Сукачев В. Н. К вопросу об изменении климата и растительности на севере Сибири в послетретичное время // Метеорол. вестн.- 1922.- Т. 22.- № 1/4.- С. 25-43.

79. Сукачев В. Н. Растительные сообщества. Изд. 4, доп., Л.-М.: Книга, 1928.- 232 с. (С. 157)

80. Тихомиров Б. А. К вопросу о динамике полярного и вертикального предела лесов Евразии // Сов. бот.- 1941.- № 5/6.- С. 23-38.

81. Тихомиров Б. А. Некоторые итоги и основные проблемы изучения растительного покрова севера Сибири // Известия СО АН СССР.- 1959.- № 2.

82. Толмачев А. И. Основные пути формирования растительности высокогорных ландшафтов северного полушария. Ботан. журн., 1948.- Т. 33.-№2.- С. 161-180.

83. Турманина В. И., Володина Е. Р. Динамика растительности приэльбрусья // Высокогорная экология. М.: Институт географии СССР, 1976.-С 26-28.

84. Тюлина Л. Н. Материалы по высокогорной растительности Южного Урала // Изв. ВГО.- 1931.- Т. 63.- Вып. 5/6.- С. 453-499.

85. Фамелис Т. В. Методические основы отображения структуры и закономерностей распределения высокогорной растительности на крупномасштабных картах (на примере Северного Урала): Дис. . канд. биол. наук. Свердловск, 1977. С. 44-63.

86. Фамелис Т. В., Никонова Н. Н., Шарафутдинов М. И. Высокогорная растительность Тылайско-Конжаковско-Серебрянского массива и проблемыее охраны // Растительный покров высокогорий: Сб. науч. трудов.- Л.: Наука. 1986.-С. 160-167.

87. Федоров Е. С., Иванов П. П. Сведения о Северном Урале // Изв. Рус. геогр. о-ва.- 1886.- Т. 22.- № 3.- С. 255-298.

88. Хапаев С. А. Колебания верхней границы леса на территории Тебердинского Заповедника // Высокогорная экология. М.: Институт географии СССР, 1976.- С. 55-57.

89. Цветаев А. А. Горы Иремель (Южный Урал). Физико-географический очерк,- Уфа, 1960.- 83 с.

90. Чупин Н. К. Географический статистический словарь Пермской губернии. Пермь, 1877.- Т. 2. С. 79-94.

91. Чилингаров А. Н. Некоторые вопросы современного изучения изменений климата // Метеорологи и гидрология. 1999.- №10.- С. 103-105.

92. Шенников А. П. Краткий ботанический очерк района в верховьях р. Печоры//Север.- 1923.-№ 3/4.- С.177-188.

93. Шиятов С. Г. Верхняя граница леса на Полярном Урале и ее динамика в связи с изменениями климата // Докл. первой науч. конфер. молодых специалистов-биологов.- Свердловск: Институт биологии Уральского филиала АН СССР, 1962.- С. 37-48.

94. Шиятов С. Г. Динамика верхней границы леса на восточном склоне Полярного Урала (бассейн реки Соби): Автореф. дисс. .канд. биолог, наук. -Свердловск, 1964.- 25 с.

95. Шиятов С. Г. Колебания климата и возрастная структура древостоев лиственничных редколесий в горах Полярного Урала // Растительность лесотундры и пути ее освоения. Л.: Наука, 1967.- С. 271-278.

96. Шиятов С. Г. О некоторых особенностях роста древесных растений на верхнем и полярном пределах лесов // Вопросы древесного прироста в лесоустройстве. Каунас, 1967а.- С. 107-111.

97. Шиятов С.Г. Снежный покров на верхней границе леса и его влияние на древесную растительность // Труды Ин-та экологии растений и животных УФ АН СССР.- Свердловск, 1969.- Вып. 69,- С. 141-157.

98. Шиятов С. Г. О типах верхней границы леса и ее динамике на Полярном Урале // Биологические основы использования природы Севера. Сыктывкар, 1970.- С. 73-81.

99. Шиятов С. Г. Экологические типы верхней границы леса на Урале // Ботанические исследования на Урале Свердловск, 1984.- С. 39-41.

100. Шиятов С. Г. Понятие о верхней границе леса // Растительный мир Урала и его антропогенные изменения. Свердловск, 1985.- С. 32-58.

101. Шиятов С. Г. Экологические типы верхней границы леса на Урале // Тезисы докладов IX Всесоюзного совещания по изучению, использованию и охране растительного мира высокогорий.- Владивосток, 1985а.-С.133-135.

102. Шиятов С.Г., Мазепа B.C. Климатогенная динамика лесотундровых экосистем в горах Полярного Урала // Экологические проблемы горныхтерриторий / Материалы международной научной конференции, 18-20 июня 2002 г. Екатеринбург: Академкнига, 2002.- С. 41-45.

103. Шиятов С. Г., Мазепа В. С., Чехлов О. Ю. Изменение климата и динамика лесотундровых экосистем на Полярном Урале в XX столетии // Научный вестник.- 2002.- Вып.11.- С.28-35.

104. Шиятов С. Г., Терентьев M. М., Фомин В. В. Пространственно-временная динамика лесотундровых сообществ на Полярном Урале // Экология.- 2005.- Вып. 36.- №2.- С.69-75.

105. Шиятов С. Г., Терентьев M. М., Фомин В. В., H. Е. Циммерманн. Вертикальные и горизонтальные сдвиги верхней границы редколесий и сомкнутых лесов в XX столетии на Полярном Урале // Экология.- 2007.- №4.-С.69-75.

106. Эйгенсон М. С. Солнце, погода и климат. JL: Гидрометеоиздат, 1963.274 с.

107. Ярошенко П. Д. Геоботаника. Основные понятия, направления и методы. М.;- Д.: Изд-во АН СССР, 1961.-471 с.

108. N-40-Б (Златоуст). Топографические карты России. M 1:500000. Роскартография: Екатеринбург, 1995.

109. Briffa K.R., Jones P. D., Schweingruber F. H., Shiyatov S. G., Cook E. R. Unusual twentieth-century summer warmth in a 1,000-year temperature record from Siberia//Nature.- 1995.- V. 376.- P. 156-159.

110. Brockmann-Jerosch H. Baumgrenze und Klimacharakter, Ber. Schweiz, bot. Ges., 1919.- H. 26,- S. 255.

111. Dale V. H. The relationship between land-use change and climate change // Ecological applications.- 1997.- 7(3).- pp. 753-769.

112. Daly C., Shankman D. Seedling establishment by conifers above tree limit on niwot ridge, front range, Colorado, U.S.A.// Arctic and Alpine Research, Vol. 17, No. 4, pp. 389-400.

113. Hessl A.E., Baker W.L. Spruce and Fir Regeneration and Climate in the Forest-Tundra Ecotone of Rocky Mountain National Park, Colorado, U.S.A.// Arctic and Alpine Research, Vol. 29, No. 2, 1997, pp. 173-183.

114. Holtmeier F.-K. Die Waldgrenze im Oberengadin in ihrer physiognomischen und ökologischen Differenzierung.- Bonn, 1967.- 164 p.

115. Holtmeier F.-K. Mountain Timberlines. Ecology, Patchiness, and Dynamics. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Academic Publishers. 2003.- 369 p.

116. Holtmeier F.-K, G. Broil. Sensitivity and response of northern hemisphere altitudinal and polar treelines to environmental change at landscape and local scales // Global Ecology and Biogeography, No.14, 2005, pp. 395-410

117. Jakubos B, Rommef W.H. Invasion of Subalpine Meadows by Lodgepole Pine in Yellowstone National Park, Wyoming, U.S.A. // Arctic and Alpine Research, Vol. 25, No. 4, 1993, pp. 382-390

118. Jobbagy E.G., Jackson R.B. Global controls of forest line elevation in the northern and southern hemispheres // Global Ecology & Biogeography, No 9, 2000, pp. 253-268

119. Kearney M.S. Recent seedling establishment at timberline in Jasper National Park, Alta. // CAN. J. BOT. VOL. 60, 1982 pp 2283 - 2287.

120. Köstler J. N., Mayer H. Waldgrenzen im Berchtesgadener Land. Jb. Ver. Schutze Alpenpflanz, und Tiere, 1970.- Bd. 35.- S. 121-153.

121. Körner Ch. Alpine Plant Life. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag. 1999.343 p.

122. Kullman L. Change and stability in the altitude of the birch tree-limit in the southern Swedisch Scandes, 1915 1975. - Acta phytogeogr. suec, 1979,- N 65.- p. 121.

123. Kullman L. 20th century climate warming and tree-limit rise in the Southern Scandes of Sweden // Ambio.- 2001.- V. 30.- № 2.- P. 72-80.

124. Penuelas J., Boada M. A global change-induced biome shift in the Montseny mountains (NE Spain) // Global Change Biology, No.9, 2003, pp.131-140

125. Plesnik P. Horna hranica lesa vo Vysokych a v Belanskych Tatrach. Br.: Slov. Acad. Vied, 1971.-238 s.

126. Plesnik P. Obere Waldgrenze in den Gebirgen Europas von den Pyrenäen bis zum Kaukasus. In: Geoecology of the high-mountain regions of Eurasia. Wiesbaden, 1972.- p. 73 - 92.

127. Schroeter C. Das Pflanzenleben der Alpen: Eine Schilderung der Hochgebirgsflora. 2. neubearb. und vermehrte Aufl. Zurich: Verl. von Albert Raustein, 1926.- 1288 S.

128. Woodward A., Schreiner E.G., Silsbee D.G. Climate, Geography, and Tree Establishment in Subalpine Meadows of the Olympic Mountains, Washington, U.S.A.// Arctic and Alpine Research, Vol. 27, No. 3, 1995, pp. 217-225.

129. Yoshino M. M. Some local characteristics of the winds as revealed by windshaped trees in the Rhone valley in Switzerland. Erdkunde, Bd. 18.- N 1.1964.

130. Yoshino M. M. Wind-shaped trees as indicators of micro and local climatic wind situation. Biometeorology. Vol. 2, part 2. Pergamon Press, 1967.