Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В ходе наших исследований было установлено, что в последнем столетье на фоне улучшения условий, связанных с изменениями климата, происходила интенсивная экспансия древесной растительности в горные тундры и луга на склонах гор Западного Кавказа (районе поселков Теберда и Домбай) и Западного Саяна (хр. Кулумыс). Выявлено, что видовой состав, время заселения и динамика увеличения запасов фитомассы древостоев значительно отличается на склонах различных экспозиции. На всех обследованных участках в нижних частях экотона верхней границы леса (ВГЛ) в последние 50-70 лет вне зависимости от экспозиции наблюдается экспоненциальный рост фитомассы древостоев. Установлено, что на Западном Кавказе в почвенном покрове на границе редин и редколесий представлены серогумусовые (дерновые) почвы в комплексе с литоземами серогумусовыми, а на границе сомкнутых лесов и в прилегающем горно-лесном поясе представлены буроземы грубогумусовые и буроземы типичные в комплексе с литоземами серогумусовыми. Содержание углерода и азота высокое в органических горизонтах травяного опада (до 37%С) и в дерновых горизонтах (7.20–13.9%С) и постепенно уменьшается до 0.15–1.71% при переходных к горизонту С. На склонах хр. Кулумыс на границе редин и редколесий формируются перегнойно-темногумусовые почвы, в комплексе с литоземами перегнойно-гумусовыми и подбурами криометаморфическим. В почвенном покрове на границе сомкнутых лесов и в прилегающем горно-лесном поясе встречаются буроземы грубогумусовые и буроземы перегнойно-гумусовые. Высокое содержание углерода и азота в перегнойных горизонтах (до 22%С и 1.34%N на северном и до 28% С и 1.75% N на южном склоне) отражает слабую степень разложения органического вещества. Прогнозные расчеты изменений структуры и фитомассы древостоев на Западном Кавказе, Алтае и Западном Саяне показали, что верхняя граница редколесий сместится выше в горы на 30-55 м через 40 лет, а запасы фитомассы будут продолжать быстро нарастать, при этом на отдельных склонах это будет происходить экспоненциальным образом. Это приведет к их увеличению в 2-6 раз по сравнению с современными. В ходе выполнения работ по этому проекту было выявлено, что средняя высота границы редколесий (ВГР) в западной и центральной части Кузнецкого Алатау снижается с увеличением широты с 53 по 54 ° с.ш. на 300-350 м, а севернее практически не меняется. Также здесь отмечено, что она увеличивается от западной к восточной части на 100-270 м высоты. На Восточном Саяне лишь в их восточной части (98-103 ° в.д.) наблюдается снижение (на 400 м) высота ВГР от южных к северным вершинам (с 51.8 до 53.5 ° с.ш.), при этом в западной части (93-94 ° в.д.) этого не происходит. Высота ВГР на северных вершинах этого региона увеличивается на 200-300 м в интервале от 93 до 97° в.д., а на центральных и южных на 550-650 м. На Анабарском плато высота ВГР снижается в интервале между 69.7 и 71.9 ° с.ш. с 555 до 135 м н.у.м. Сравнение позиций ВГР в 1960-х и 2020-х гг. показало, что за последние 60 лет на Кузнецком Алатау она сместилась вверх в среднем на 96 м, на Восточном Саяне на 90 м и на Анабарском плато на 31 м высоты. Однофакторный анализ линейных связей выявил, что средняя высота современной ВГР на Анабарском Плато значимо коррелирует лишь индексом облачности (R2= 0,67). На Кузнецом Алатау наоборот выявлены высокие связи со средней летней температурой воздуха и индексом схода снега (R2 = 0,79 и 0,34 соответственно), а на Восточном Саяне со средней летней температурой и индексом облачности (R2 = 0,89 и 0,61 соответственно). Исходя из этого был сделал вывод, что на вершинах в центральной и южной части Восточного Саяна, где отмечается более низкая облачность по сравнению с западными и северными частями, деревья лучше прогреваются прямыми солнечными лучами и поэтому могут произрастать выше по склонам при более низких температурах. В связи с тем, что облачность с западной к восточной части Кузнецкого Алатау меняется незначительно и остается сравнительно высокой, поэтому увеличение высоты ВГР на 100-270 м может объяснено лишь более ранним сходом снега, значительно увеличивающий вегетационный период. На основе полученных информации о пространственном варьировании различных факторов среды и размещения верхних границ древостоев различной сомкнутости на склонах 4 тестовых вершинах Алтая, Кузнецкого Алатау, Восточного Саяна и Анабарского плато были проведены прогнозные расчеты динамики древостоев по различным сценариям изменения регионального климата. При анализе материалов, собранных в экспедициях 2024 г, установлено, что на всех высотных профилях на хр. Ары-Джанг (Анабарское плато) и хр. Кутурчинское Белогорье (Восточный Саян) вне зависимости от экспозиции склона, в экотоне ВГЛ наблюдаются уменьшение средних морфометрических показателей, густоты и сомкнутости крон древостоев в 2-4 раза. Анализ фитомассы живого напочвенного покрова на южном профиле на хр. Ары-Джанг показал, что она сначала увеличивается в 2 раза (с 2.67 до 5.52 т/га) при переходе снизу до границы редколесий, а далее снижается до 4,1 т/га. На северном профиле наблюдается наоборот снижение фитомассы с 6,3 до 4,4 т/га от границы сомкнутых лесов до границы редин. На южном профиле на хр. Кутурчинское Белогорье выявлено, что фитомасса ЖНП увеличивается в 3 раза (с 0,51 до 1,9 т/га) при переходе от нижней части к границе редколесий, а далее снижается до 1,6 т/га. От нижней к верхней части северного профиля наблюдается увеличение фитомассы с 1,2 до 1,65 т/га. Анализ данных по фитомассе (наземная +подземная) обследованных древостоев на Анабарском плато показал, что при переходе от исторической к современной границе сомкнутых лесов она уменьшаются с 128-198 т/га до 118-155 т/га. На границе редколесий она снижаются до 31-57 т/га, а к границе редин до 6,2-10,6 т/га. Отмечено, что наибольшие запасы фитомассы характерны для древостоев, произрастающих на южном и восточном профиле. Однако, фитомасса древостоев на склонах хр. Кутурчинское Белогорье на исторической границе сомкнутых лесов меньше на южном склоне, чем на северном склоне (112 против 143 т/га), что вероятно связано с их большей разреженностью из-за большой развитости здесь высокотравья. Тогда как на современной границе сомкнутых лесов, где преобладают кустарнички и кустарники, она наоборот немного выше, чем на северном склоне (72 против 61 т/га), как и на границе редколесий (14,5 против 9,8 т/га). На основе данных о возрасте, морфометрии и точном положении отдельных деревьев в 1960 г, о скорости увеличения с возрастом дерева его высоты, диаметра ствола и кроны, о пространственной конфигурации распространения потомства, о изменении с возрастом среднего количества появляющегося потомства у одного дерева и о скорости уменьшения количества особей в одной генерации в среде программного пакета AnyLogic методом агентного программирования была разработана, отлажена и протестирована модель роста и распространения отдельных деревьев лиственницы в горных тундрах и рединах на Полярный Урал в период с 1960 по 2021 г.