close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

2553.Влияние конвективного теплового потока земли на условия роста лесных и сельскохозяйственных растений Архангельской области

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В. В. Беляев, С. И. Дровнина, А. В. Левачев
ВЛИЯНИЕ КОНВЕКТИВНОГО
ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ЗЕМЛИ НА
УСЛОВИЯ РОСТА ЛЕСНЫХ И
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
Архангельск 2007
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
АРХАНГЕЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР
ИНСТИТУТ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ СЕВЕРА
НАУЧНО-УЧЕБ НЫЙ ЦЕНТР<<ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ СЕВЕРА>>ИЭПС УрО РАН И
ПОМОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА им. М. В. ЛОМОНОСОВ А
В. В. Беляев, С. И. Дровнина, А. В. Левачев
ВЛИЯНИЕ КОНВЕКТИВНОГО
ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ЗЕМЛИ НА
УСЛОВИЯ РОСТА ЛЕСНЫХ И
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
Монография
Архангельск
2007
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК
ББК
Ч
Рецензенты
Доктор сельскохозяйственных наук Н. А. Бабич
Кандидат геолого-минералогических наук З. Б. Чистова
Ч
Беляев В. В. ВЛИЯНИЕ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ЗЕМЛИ НА
УСЛОВИЯ
РОСТА
ЛЕСНЫХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ / В. В. Беляев, С. И. Дровнина, А. В. Левачев.Архангельск, 2007.с.- ISBN
Использование зонально-типологической подхода к ведению лесного и сельского
хозяйства не объясняет распространение в сходных условиях местопроизрастания
насаждений разной продуктивности. Дифференциация по подзонам тайги основывается, в
первую очередь, на различии климатических факторов. Однако, геологические,
геоморфологические, микроклиматические условия в пределах сходных типов леса далеко
не однородны. Это обусловливает различный водный и температурный режимы,
механический и химический составы почв и другие параметры. В условиях Севера
тепловой фактор является ведущим (лимитирующим) в развитии лесных экосистем и
сельскохозяйственных культур.
Появление дистанционно-геотермического метода космической съемки земной
поверхности, способного зафиксировать конвективный тепловой поток (КТП) Земли,
позволило авторам выявить зоны с аномально высоким показателем КТП в бореальной
зоне Европейского Севера, их естественный подогрев.
В монографии на основе собственных исследований авторов показано
географическое распространение территорий с повышенными значениями КТП в
Архангельской области, выявлено их влияние на температуру почвы, приземного слоя
воздуха,
глубину
промерзания
почвы,
продолжительность
фаз
развития
сельскохозяйственных растений и продуктивность лесов.
Полученные результаты имеют важное теоретическое значение, имеющее выход
для решения практических задач, например, в выборе наиболее благоприятных
территорий для первоочередного искусственного лесовосстановления.
Монография рассчитана на ученых-экологов, географов, лесоводов, а также
аспирантов и студентов естественнонаучных специальностей, преподавателей учебных
заведений и многим специалистам, чья деятельность связана с природой региона.
Отв. Редактор доктор геолого-минералогических наук Ю. Г. Кутинов
УДК
ББК
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
АРХАНГЕЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР
ИНСТИТУТ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ СЕВЕРА
НАУЧНО-УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР<<ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ СЕВЕРА>>ИЭПС УрО РАН И
ПОМОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА им. М. В. ЛОМОНОСОВА
В. В. Беляев, С. И. Дровнина, А. В. Левачев, 2007
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ВВЕДЕНИЕ
Появление дистанционно-геотермического метода космической съемки
земной поверхности, способного зафиксировать конвективный тепловой
поток Земли (КТП), позволило выявить зоны с аномально высоким
показателем КТП в бореальной зоне Европейского Севера и Западной
Сибири, их естественный подогрев (Горный, 1999, 2000). В условиях Севера
тепловой фактор является ведущим (лимитирующим) в развитии лесных
экосистем.
Для
более
глубокого
познания
закономерностей
пространственной гетерогенности таежных экосистем, влияющих на
устойчивость управления природными ресурсами на Европейском Севере
России, необходима оценка влияния КТП на лесные биогеоценозы и
агроклиматические условия сельскохозяйственного производства. Эти
вопросы до настоящего времени практически не изучались.
На территории таежной зоны запада Русской равнины главное
влияние на продуктивность лесных биоценозов оказывают градиенты тепла,
влаги и элементов минерального питания. Именно эти условия являются
лимитирующими в процессе продуцирования. Среди всех факторов,
влияющих на лесные экосистемы, особо выделяют тепловые характеристики
экотопа. Это связано с тем, что температурные параметры, такие как
температура почвы и воздуха, определяют само возникновение и развитие
биотических компонентов таежных экосистем. Согласно имеющимся данным
(Горный, 1999; Горный, Теплякова, 2000), на 5 – 10 % территории Севера
Европейской части России отмечается аномально высокий конвективный
тепловой поток Земли, достигающий десятков Вт/м , что составляет до 25 %
летней среднесуточной нормы суммарной солнечной радиации. Это,
вероятно, не может не сказаться на микроклиматических особенностях таких
территорий,
гидрологическом
и
почвенном
режимах.
Изменение
экологических условий, безусловно, влияет и на растительный покров.
Проведение геоботанических исследований на территориях с
различным показателем КТП позволяет понять механизмы распространения
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
биоразнообразия на Европейском Севере. Для этого, в первую очередь,
необходимо иметь основную базу знаний об имеющихся видах в зонах с
различным показателем КТП.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
К настоящему времени имеется обширная библиография по отдельным
вопросам данной темы, которую можно разбить на два больших блока:
1) конвективный тепловой поток Земли, природа его возникновения,
характеристика;
2) лесные
экосистемы
(биогеоценозы),
эколого-
лесоводственные основы их формирования. Биогеоценотический подход к
изучению происходящих в лесу процессов и явлений (Сукачев, 1938; Сукачев
и др., 1957 и др.) обусловливает комплексное исследование системы
биотических и абиотических компонентов леса и их взаимодействие, учет
ландшафтной основы.
1.1. Конвективный тепловой поток (КТП) Земли
Вопросы, касающиеся причин возникновения конвективного теплового
потока Земли (КТП), его регистрации, несмотря на обширный накопленный
практический и теоретический опыт, и в настоящее время остаются весьма
актуальными. Вопросу изучения КТП и изыскания методов его регистрации в
России и в СССР, а также за рубежом посвящена обширная литература
(Череменский, 1972; Хораи, Уэда, 1972; Гогель, 1978; England, 1980;
Смирнов, 1982, 1984; Трубицын, Фрадков, 1985; Поляк (Pollack), 1982, 1988;
Лысак, 1988; Кутас, Цвященко, Корчагин, 1989; Горный и др., 1993, 1999,
Горный, 1997, 2000, 2005; Сорокин, 1994; Булгаков, Соловьев, 2001 и др.).
Конвекция (от лат. convectio – принесение, доставка) – перемещение
макроскопических частей среды (газа или жидкости), приводящее к переносу
массы теплоты и др. физических величин. Конвекция может быть
ламинарная или турбулентная. Ламинарная (от лат. lamina – пластинка,
полоска) – течение, при котором жидкость или газ перемещаются слоями без
перемешивания до критического значения числа Рейнольдса, затем она
переходит в турбулентную (от лат. turbulentus – бурный, беспорядочный) –
хаотичное движение с интенсивным перемешиванием, теплообменом,
большими значениями коэффициента трения (БСЭ, 1983).
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Различают так же естественную (свободную) конвекцию, вызванную
неоднородностями среды (градиентами температуры и плотности) и
вынужденную, вызванную внешним механическим воздействием на среду.
Поскольку перемещение тепла образует поток, который движется либо со
смешиванием вещества, либо без смешивания (ламинарно) - такое
перемещение Б.Г. Поляк (1988) просто называет «тепломассопоток», а
В.И. Горный (2000) «конвективный тепловой поток», указывая, на его
природу, так как глубинный вынос тепла бывает не только конвективный, но
и кондуктивный. В горных породах передача тепла осуществляется упругими
колебаниями
кристаллической
решетки
минералов
(кондуктивная,
решетчатая или фононная теплопроводность). В жидкостях и газах
преобладает механическое перемещение нагретых частиц, обусловленное
разностью плотностей холодного и нагретого флюида (термальная конвекция
или тепломассоперенос). При температуре выше 500 ºС перенос тепла
совершается не только упругими колебаниями, но и электромагнитными, при
этом часть тепловой энергии в расплавах превращается в лучистую
(экситонная теплопроводность или тепловое излучение). При определении
теплового потока на поверхности Земли этот вид теплопередачи практически
не учитывается.
Как указывает Б.Г. Поляк (1988), КТП имеет локализованный характер,
«проявляясь лишь на ограниченной части земной поверхности. Эта часть,
однако, больше, чем представлялось ранее».
Значительная часть глубинного тепла поступает к подошве литосферы
конвективным путем. В земной коре конвективный перенос непосредственно
связан с вулканизмом и перемещением глубинных флюидов к поверхности
Земли. Хотя действие сосредоточенной конвекции почти полностью исчезает
в течение одного миллиона лет после вулканизма, она вносит существенный
вклад в общий объем выноса глубинного тепла в современных тектонически
активных зонах. Кондуктивный тепловой поток, как отмечает Р.И. Кутас,
достигает максимальных значений только через 20-30 млн. лет после начала
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
активного вулканизма (Поляк, 1988). Затем он постепенно снижается до
региональных фоновых величин.
При образовании рифтов, как и других активных тектонических
структур (областей магматической активизации на платформах, внутренних
зон
геосинклиналей,
перераспределение
региональных
источников
зон
тепла,
дробления),
и
происходит
нарушаются
условия
тепломассопереноса (Лысак, 1988). В результате меняется распределение
глубинных температур и тепловых потоков. На проницаемых участках коры
тепловая энергия интенсивно выносится с продуктами дифференциации
мантии, что вызывает общее повышение температур и тепловых потоков в
земной коре, особенно в зонах гидротермальной активности и вулканизма.
Интенсивность выделения глубинного тепла из недр Земли определяется
кондуктивным тепловым потоком и мощностью конвективного выноса
тепловой энергии магмой и гидротермами (Лысак, 1988).
Силы, вызывающие КТП, связаны с различным вещественным
составом и физическими свойствами сферических оболочек внутри Земли,
особенно жидкой оболочки внешнего ядра и вращением Земли. Считается,
что побочным продуктом конвективного движения в ядре является
магнитное поле нашей планеты (Короновский, Ясаманов, 2003). Конвекцию
вызывает разница температур между нижней и верхней границами внешнего
ядра Земли под действием архимедовой силы. Но кроме этого на действие
магнитного поля, роль которого для всего живого на планете неоценима,
зависит не только от конфигураций движения вещества, но и от соотношения
скорости и потерь в виде выделяемой теплоты, то есть особенностей
естественной конвенции.
Наличие турбулентной конвекции возможно не только в ядре, но и в
мантии. Как указывает Б.Г. Поляк (1989), «однотипность возрастного тренда
теплового потока на континентах и в океанах связана с разгрузкой
тепломассопотока из мантии». Кроме существования магнитного поля Земли
КТП, по мнению А. Алисона и Д. Палмера (1984), «в мантии, возможно,
является той силой, которая вызывает перемещение плит». Современные
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
исследования КТП предоставляют данные о его влиянии на формирование
«двойниковых
структур»
(Горный,
2000),
по
которым определили
направление и скорость дрейфа литосферной плиты в Беломорском регионе.
Так как «горячая струя», трансформирующая энергию и вещество от
поверхности ядра к подошве литосферы и формирующая в литосфере
«горячую точку», меняет породы литосферы, чьё внутреннее строение будет
совпадать со строением струи. В.П. Трубицын и В.В. Рыков произвели
математическое моделирование мантийной конвекции и выяснили, что при
дрейфе плит «горячая струя», формирующая «горячую точку», отклоняется в
сторону дрейфа плиты (Горный, 2000). То есть по горным породам, их
расположению в зоне контактного метаморфизма мы можем судить о КТП на
континентальных плитах. В подтверждение этого Б.Г. Поляк (1989) пишет:
«в континентальной коре должны существовать вещественные индикаторы
этого процесса». А. Аллисон и Д. Палмер (1984) считают побочным
проявлением воздействия тепла возникновение отдельных разрывов. Главной
же ареной конвекционного выноса являются подводные срединноокеанические хребты (СОХ), которые создаются разгрузкой массопотока из
мантий. О его дебите судят по скорости спрединга в разных сегментах СОХ и
мощности возникающей коры.
Если Б.Г. Поляк (1989) говорит о локальности конвективного потока,
то
Р.И. Кутас,
В.А. Цвященко
и
И.Н. Корчагин
(1989)
выделяют
разноразмерные аномалии:
1)
глобальные – обусловлены глобальными процессами, отвечающими за
развитие крупных секторов Земли (плит литосферы), они существуют сотни
миллионов лет;
2)
региональные – охватывают крупные геоструктурные элементы или
тектонические зоны (складчатые области, СОХ, рифтовые зоны материалов),
создаются процессами, происходящими в верхней мантии, главным образом,
в астеносфере на её границе с литосферой;
3)
локальные – связаны с неоднородностями в земной коре, ограниченной
локальными структурами (разлом, разрыв, сброс).
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экспериментальной основой изучения теплового потока, измеряемого
в ваттах на м2, является измерение температур или скоростей их нарастания
(геотермических градиентов) и теплопроводности среды в верхних слоях
литосферы. Геотермические исследования на континентах проводятся в
выстоявшихся скважинах, шахтах, туннелях или на дне крупных озер и
внутренних морей глубже слоя сезонных колебаний температур – в среднем
15 - 20 м вне зоны мерзлоты на суше и более 200 - 250 м – на водоемах. На
океанах – путем заглубления зондов-термоградиентографов в донные осадки.
В районах тектонических разломов с движением термальных вод по
трещинам
повышается
геотермического
значение
градиента.
плотности
Солянокупольные
теплового
потока
и
структуры
понижают
геотермический градиент (Череменский, 1972). С.В. Лысак (1988) указывает,
что на величины геотермических градиентов существенное влияние
оказывают различные близповерхностные неоднородности. Поэтому для
определения истинных величин к результатам температурных измерений
вводятся поправки, чаще всего учитывающие влияние рельефа, палеоклимата
и эрозии, седиментации, движения подземных вод или контрастной
теплопроводности.
Геотермические измерения в скважинах, в других горных выработках и
даже на дне океанов позволяют получить сведения преимущественно о
кондуктивном выносе глубинной тепловой энергии, который формируется за
счет радиогенного тепла, генерируемого в земной коре, и потока из верхней
мантии. До последнего времени считали, что конвективный вынос играет
важную роль лишь в районах современного вулканизма и активной
гидротермальной деятельности, поэтому его доля в общем поверхностном
выносе глубинного тепла предполагалась равной 1 % (Хораи, Уэда, 1972).
Дифференциация средних потерь тепла по крупнейшим тектоническим зонам
Земли позволяет полагать (Смирнов, 1982, 1984), что конвективный вынос
тепла при образовании океанической земной коры и магматической
активности на континентах может достигать 65 % и более от общего выноса
глубинного тепла.
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Есть мнение, что равенство тепловых потоков характерно лишь для
наиболее древних участков океанического дна и континентальных кратонов
(Pollack, 1982), к которым относится и территория Архангельской области.
Средняя величина глобального теплового потока 81 мВт/м2, через океаны
95 мВт/м2 и континенты 60 мВт/м2.
Распределение теплового
потока на земном шаре связано с
особенностями строения и эволюцией его основных геологических структур.
К областям низких тепловых потоков (менее 40 мВт/м2) относятся щиты и
платформы, а также более древние участки океанического дна. Как отмечает
Г.А. Череменский (1972), в европейской части России тепловое поле
осложняется аномалиями, вызванными литолого-петрографическими и
гидрогеологическими особенностями разреза.
В
земной
Архангельская
коре
древней
область,
платформы,
генерируется
на
поток,
которой находится
равный
9 - 26 мВт/м2,
повышение тепловых потоков и температуры здесь связано с расположением
осадочных бассейнов и активизированных зон (Кутас и др., 1989). Эти зоны,
как указывает В.И. Горный (1999), представлены разломами земной коры,
где
обнаружены
неоднородности
многих
физических
параметров
(повышенная электропроводность, пониженная скорость распространения
сейсмических волн, пониженная плотность горных пород).
Согласно имеющимся данным, на 5 - 10 % территории Севера
европейской части России отмечается аномально высокий конвективный
тепловой поток Земли, достигающий десятков Вт/м , что составляет до 25 %
летней среднесуточной нормы суммарной солнечной радиации (Горный,
Теплякова, 2001). В земной коре древней платформы, на которой находится
Архангельская область, генерируется поток, равный 9 - 26 мВт/м2, повышение
тепловых потоков и температуры здесь связано с расположением осадочных
бассейнов и активизированных зон (Кутас и др., 1989). Эти зоны
представлены разломами земной коры, где обнаружены неоднородности
многих
физических
параметров
(повышенная
электропроводность,
пониженная скорость распространения сейсмических волн, пониженная
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
плотность горных пород). Тепловое поле может осложняться аномалиями,
вызванными
литолого-петрографическими
и
гидрогеологическими
особенностями разреза (Санникова, 2003).
Сильная обратная связь теплового потока с новейшими тектоническими
движениями и прямая положительная связь с современными движениями
земной коры наводит на мысль о возможном, пока не оцененном, потенциале
современной геодинамики Восточно-Европейской платформы (Череменский,
1972).
Внутри рифтовых зон распределение теплового потока контролируется
основными внутририфтовыми структурами. На «плечах» рифтов и на
междувпадинных перемычках величины потоков чаще всего ниже 40 мВт/м2 .
В рифтовых впадинах они увеличиваются в 1,5 - 2 раза и более.
Аномальными
зонами
часто
являются
внутривпадинные
поднятия
(перемычка Махали на оз. Танганьика в Восточной Африке) и особенно зоны
разломов, ограничивающие или пересекающие рифтовые впадины. В узлах
пересечения активных разломов вынос глубинного тепла повышается до 75 –
100 мВт/м2 и более (Лысак, 1988). Здесь нередко разгружаются трещинные
гидротермы в виде термальных источников.
Сопоставление и анализ карт активных разломов северной части
Восточно-Европейской платформы под редакцией В.Г. Трифанова (Юдахин
и др., 2003) и некоррелированного конвективного теплового потока под
редакцией В.И. Горного (Горный и др., 2000) показали, что направление
аномалий КТП совпадает с направлением разломов, которые в современный
геологический этап развития земной коры служат путями переноса
глубинных флюидов, имеющих первостепенное значение в конвективном
переносе тепла. Как отмечает А.Г. Бушуев (1994), органические соединения,
особенно предельные и непредельные углеводороды, являются, подобно
гелию, четкими индикаторами глубинных разломов они изучали соединения
в древних отложениях архея и протерозоя фундамента Русской платформы.
Максимально содержание органики было выявлено в гнейсах и сланцах;
минералы – слюды (мусковит и биотит), меньше в полевых шпатах и кварце.
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Значительная часть этих соединений обладают так же сильными токсичными
свойствами и при определенных условиях могут создать опасные
концентрации природного происхождения. То есть для регистрации
глубинных разломов можно использовать органические соединения в
породах.
Другим методом, позволяющим зафиксировать различные тепловые
аномалии земной коры природного и антропогенного происхождения, в том
числе КТП, является дистанционное зондирование Земли (Горный и др.,
1993; Fjeldsa etc., 1997).
Метод, открытый научно-исследовательским центром экологической
безопасности РАН в г. Санкт-Петербурге, был назван «дистанционногеотермический» (ДГМ). В его основу лёг путь передачи тепла через
преобразование
тепловой
энергии
в
энергию
электромагнитного
инфракрасного излучения. Спутник NOAA фиксирует это излучение,
осуществляет изучение термической структуры геологических единиц
(Горный и др., 1993).
Метеоспутник фиксирует это излучение, осуществляет изучение
термической структуры геологических единиц и поверхности в целом, в том
числе экоклиматической характеристики ареалов растительности. За
рубежом данные спутников NOAA-AVHRR (с радиометром высокого
разрешения
на
борту)
используются
Институтом
по
применению
дистанционного зондирования (IRSA) от Комиссии центра объединенных
научных исследований Европейского сообщества (CEC-JRC) в Испре с июля
1981 года (Fjeldsa, 1995).
Итогом стало создание подробных карт КТП Земли в масштабе
1:1 000 000,
фрагмент которой представлен на рисунке 1.1;
схема
геотермического районирования Русской плиты с размещением «горячих
точек» (аномальных температурных зон). В.И. Горный (1999) отмечает, что
«различия в изучении объектов земной поверхности связаны как с
изменением их температуры, так и коэффициента излучения, поэтому в
общем
случае
следует
говорить
не
о
температуре
(с
позиции
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
термодинамической температуры), а о радиационных контрастах местности».
Схема геотермического районирования Русской плиты отражает размещение
локальных аномалий.
Рис. 1.1. Карта-схема расположения разломов и аномалий КТП на Онежском
полуострове. Цифрами обозначены разломы: 1 – по Широбоков, Кожевников
и др.,1984; 2 – по Ассиновская и др., 1996 (Юдахин и др., 2003), аномалий
КТП (Горный и др., 2000).
Применение ДГМ стало возможным лишь в последние годы, так как
уровень развития техники не позволял сделать это ранее. Новые данные,
полученные с помощью этого метода, внесут существенные дополнения и
изменения в разные области научного знания.
Таким
образом,
конвекция
охватывает
все
оболочки
Земли;
конвективный поток выносит внутреннее тепло планеты на поверхность
ламинарно или турбулентно, вызывается естественными воздействиями на
среду; его следствиями, кроме перераспределения тепла между оболочками
являются магнитное поле Земли, движение плит, разрывы, СОХ, вулканы и
контактный метаморфизм пород.
Новые методы (ДГМ) позволяют
зафиксировать аномалии КТП по электромагнитному инфракрасному
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
излучению. Их размещение зависит от строения земной коры: мощности
осадочного чехла, наличию разрывов, разломов.
По имеющимся данным (Горный, 2000) в бореальной зоне на площади
в 5 – 10 % показатели КТП на три порядка превышают максимальные
значения кондуктивного теплового потока по результатам его определения в
скважинах. Изучение зон с КТП, где конвективный вынос эндогенного тепла
достигает
десятков
Вт/м2,
позволит по
новому оценить
факторы
формирования экосистем бореального пояса Европейского Севера России, их
термическое состояние.
1.2. Ландшафты и разнообразие лесных экосистем на Европейском
Севере России
Известно, что ландшафтная мозаика любой территории складывается
из ареалов как плакорных локальных экосистем, отражающих зональнорегиональный фон данной территории и являющихся его представителями,
так и геотопов, возникших в результате различного рода преломления этого
фона под действием местных факторов (Крауклис, 1974). В этом случае
образуется множество экстразональных природных комплексов, то есть
происходит местная экотонизация территории, «размываются» зональные
эколого-географические границы (Мильков, 1977, 1981).
В
познании
локальных
механизмов
глобально-региональных
изменений природной среды немаловажное значение имеет познание
закономерностей преобразования фоновых биоклиматических условий
местными геморфологическими и почвенно-эдафическими факторами
(Регуляторная роль почвы…, 2002). Как отмечает Э.Г. Коломыц (2006), это
особенно важно для понимания роли местных ландшафтно-экологических
структур в создании региональных систем локализованной природной
зональности. Так, для средней полосы Русской равнины замыкающими
звеньями в системе региональных ландшафтно-геофизических связей он
называет гидроэдафические признаки: летние запасы продуктивной влаги в
почве и влажность почвы, которые оказывают прямое влияние на
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
распределение фитоценологических и почвенных объектов (Львов, Ипатов,
1976;
Лесоводственные
исследования…,
1984;
Коломыц,
2006).
Солярноэкспозиционные (теплоэнергетические) контрасты ландшафта при
прочих равных условиях создают пестроту почвенно-растительного покрова
(локальная экстразональность) в соответствии с «правилом ландшафтного
предварения» В.В. Алехина (Мильков, 1981; Мильков и др., 1993).
Еще
Г.Ф. Морозов,
основатель
фитосоциологии,
предлагал
классификацию типов насаждений на «географическом принципе». Широко
известно его высказывание, что «лес есть явление географическое»
(Морозов, 1949). Он считал возможным объединять в одну группу разные
типы насаждений, если они приурочены к одному геоморфологическому
элементу – террасе, пойме и т.д. Все эти разные типы насаждений в каких-то
существенных моментах будут проявлять свое единство, обусловленное
единством местообитания.
Ряд
исследователей
считает
необходимым
интегрировать
ландшафтный и биогеоценотический методы исследования. Первоначально
эти два направления развивались самостоятельно и независимо друг от друга.
Но по мере их развития стала признаваться необходимость их интеграции с
целью создания единой теории организации и функционирования природных
систем. В определении биогеоценоза, данном В.Н. Сукачевым, «формально и
по существу была полностью стерта грань между понятиями биогеоценоза и
фации» (Охрана ландшафтов, 1982). Многие исследователи считают, что
фация, как природно-территориальный комплекс низшего ранга, совпадает в
границах с биогеоценозом и ближе всего к нему по объему (Раменская, 1975;
Дылис, 1978; Федорчук, 1994 и др.). В.Б. Сочава (1978) считает эти два
понятия синонимами, но рассматриваемыми с разных сторон: фация – с
географической, а биогеоценоз – с энергетической. Б.П. Колесников (1974)
отмечал, что закономерно повторяющиеся в пространстве участки типов леса
образуют лесные массивы, которые, прежде всего, являются ландшафтными
комплексами или геосистемами.
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ряд авторов считают идеальным целостным объектом лесоустройства и
ведения лесного хозяйства ландшафт, границы которого совпадают с
границами лесничества или хозяйственной части, т.к. его границы не
меняются во времени и пространстве (Шишков, Брановицкий, 1979; Громцев,
Голубев, 1993). Для инвентаризации лесов на основе дистанционных
материалов (аэрофотоснимки, космоснимки) уже давно применяется
ландшафтно-статистический метод (Киреев, 1975; Калашников, 1977;
Lambert et al., 1972; Fjeldsa et al., 1997), теоретической основой которого
является
«географический
принцип
выделения,
классификации
и
картографирования лесохозяйственных участков» (Калашников, Киреев,
1978).
Применительно к лесному хозяйству известны примеры использования
ландшафтной основы при исследовании функций лесных экосистем (Грибов,
1996),
при прогнозировании продуктивности лесных биогеоценозов
(Глазовская и др., 1972), проведении флористических исследований
(Симачева, 1984), мониторинге почвенно-растительного покрова (Чураков,
1996), устройстве заповедных территорий (Сабуров, 1984), лесоводственной
оценке почв (Еруков, 1991).
С позиции лесоведения имеет значение представление об устойчивости
природно-территориальных
комплексов.
Рассматривая
механизмы
устойчивости и динамики ландшафта, исследователи выделяют в нем две
принципиально различные части: костную, изменение которой направлено на
достижение максимума равновесия, энтропии в заданных условиях внешних
сил, и биотическую, неравновесную, в общем случае нестационарную,
развитие которой определяется аккумуляцией вещества на основании
постоянного
потока солнечной энергии (Солнцев, 1981; Дьяконов,
Пузаченко, 1995; Кружалин, 2001).
Особую значимость для лесоведения имеет биогеохимический подход
к оценке геохимии ландшафта, основанный на изучении миграции
химических
элементов.
Данное
направление
базируется
на
идеях
Б.Б. Полынова о геохимии коры выветривания. Позднее в своих работах его
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
идеи развивали М.А. Глазовская (1964), А.И. Перельман (1973, 1975, 1977),
Т.Т. Тайсаев (2005) и другие.
Большинство исследователей подчеркивает ведущую роль литогенной
основы или геолого-геоморфологических факторов в размещении, структуре
и развитии ландшафтов (Солнцев, 1948, 1955; Анненская и др., 1963;
Ласточкин,
1990,
1991; Кочуров
и др., 2003). Любой природно-
территориальный комплекс немыслим без строгой привязки к определенным
участкам земной поверхности, обладающим определенным геологическим
строением и литологическим составом отложений (Калашников, Киреев,
1978; Киреев, 1984). Д.И. Гарбар, Б.Г. Дверницкий и Н.В. Скублова (1995)
указывают, что геоморфологические факторы, «учитывающие морфологию и
особенности рельефа, морфоструктурные позиции, динамику экзогенных
процессов, предопределяют условия сохранения, накопления или выноса
веществ и способность ландшафта к самоочищению».
В.Б. Сочава (2005) называет тепло, влагу и биоту «критическими»
компонентами ландшафта, поскольку именно они определяют его энергетику
и динамику. Д.Л. Арманд (1975) подчеркивает, что климат должен считаться
независимым от рельефа и литогенной основы компонентом, играющим
самостоятельную
и
не
менее
важную
роль
в
образовании
и
функционировании ландшафта. Ф.Н. Мильков (1977) считает равнозначной
роль компонентов в формировании ландшафтов и выделяет 12 категорий
комплексов по способу их возникновения: климатогенный, тектогенный,
литогенный и т.д. А.А. Крауклис (1979) выделяет три группы компонентов в
ландшафте: инертные (минеральный субстрат и рельеф), мобильные (вода),
активные (биота). А.Г. Исаченко (1991) считает биоту также наиболее
активным компонентом ландшафта, а литогенная основа не может считаться
ведущим компонентом, так как отличается наибольшей устойчивостью и
консерватизмом.
Рассматривая механизмы устойчивости геосистем, А.Д. Арманд (1989),
показывает, что любая геосистема может быть устойчивой лишь на
протяжении определенного отрезка времени. Р.И. Злотин (1989) перечисляет
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
основные
характеристики
структурно-функциональной
организации
биотических сообществ, которые можно назвать механизмами устойчивости
гесистем: высокое видовое разнообразие, разнообразие жизненных форм,
полнота иерархии трофических уровней, степень разветвленности и
взаимосвязанности пищевых цепей, высокая интенсивность продукционных
и деструкционных процессов, их полная сбалансированность.
При возрастающем антропогенном воздействии решать проблемы,
связанные с изменением природных экосистем, призвана ландшафтная
экология. Это новое направление получило развитие в Центральной и
Восточной Европе после Второй мировой войны. Термин был введен в
обращение немецким биогеографом Карлом Троллем в конце 1930-х годов.
Исследователь считал, что новая наука сможет развиваться при сочетании
пространственного,
«горизонтального»
подхода
географов
и
функционального, «вертикального» подхода экологов (Naveh, Lieberman,
1984). В 1986 году принципы и методы ландшафтной экологии были
представлены широкой аудитории экологов на IV Международном конгрессе
по экологии в Сиракузах, США.
Ландшафтная экология рассматривает в основном экосистемы,
нарушенные человеком, поэтому ландшафт изучается с трех главных
направлений:
антропогенного,
геоботанического
(пространственное
распределение абиотических и биотических компонентов экосистем) и
животного (распределение и перемещение животных) (Forman, Gordon, 1986;
Turner, 1989; Bedford, 1996).
Базовым понятием ландшафтной экологии является элемент, «ячейка».
Сочетание ячеек, с соединяющими их коридорами, образует ландшафт и его
мозаичный рисунок. Пространственное размещение «ячеек» и потоки
вещества и организмов в «коридорах» изучает данная отрасль науки
(Angelstam, 1997). Но критериев классификации ландшафтных единиц в
экологии до сих пор нет.
Качественные и количественные характеристики биоты, степень ее
разнообразия, зависят от георазнообразия территории (Горный, Теплякова,
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2001; Беляев, 2003; Ранцман, Гласко, 2004; Шварцман, Болотов, 2005), т.е.
особенностей геологического и геоморфологического строения территории,
почвы, а также гидрологических и климатических процессов (География и
мониторинг…, 2002). Вместе с тем, ландшафтообразующая роль литогенной
основы в природных комплексах не имеет однозначной оценки и требует
изучения для каждой конкретной территории (единицы ландшафта).
Результаты исследований позволяют сделать вывод о том, пространственная
организация высокопроизводительных древостоев в условиях бореальной
зоны зависит от азональных факторов, в частности от литогенной основы,
которая
включает
комплекс
тектонических,
геоморфологических
и
геофизических критериев (Разнообразие биоты…, 2003). Биоразнообразие
любой территории определяется комплексным влиянием современных
климатических и геолого-геоморфологических условий, а также их
развитием в четвертичном периоде.
Растительные сообщества тесно связаны с внешней средой, что
отражается
прежде всего
на их флористическом составе. Основу
фитоиндикации природных процессов по эколого-генетическим рядам
создали ботаники Clements в 20 - 30-е годы 20 века и В.Н. Сукачев (Clements,
1916; Сукачев, 1938), которые обосновали понятия об экзогенных
(аллогенных) или экзогенетических сукцессиях, при которых смена
растительных сообществ во времени происходит при изменении внешних
условий, и поэтому возникающие новые сообщества могут служить
индикаторами изменяющихся условий местообитания.
Существуют разные экологические шкалы.
Под руководством
Л.Г. Раменского были разработаны для кормовых угодий экологические
шкалы для ведущих факторов среды: увлажнения, богатства и засоленности
почвы, переменности увлажнения и аллювиальности. Для лесных сообществ
используются шкалы Д.Н. Цыганова (1983). В странах Западной Европы
широкое распространение получили оптимумные экологические шкалы. По
ним указывается оптимум вида по шкале фактора, т.е. оптимальные условия
произрастания. К ним относятся шкалы Г. Элленберга (Ellenberg, 1950, 1956),
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
разработанные для 2770 видов и внутривидовых таксонов. Экологическая
характеристика вида выявляет его отношение к освещенности, тепловому
режиму,
континентальности
климата,
увлажнению,
реакции
почвы,
обеспеченности её доступным азотом. Отношение видов к соответствующим
факторам среды характеризуются цифрами по 12 – балльной шкале (фактор
увлажнения) и по 10 - балльной шкале для всех других факторов (Методы
экологического мониторинга…, 2005). Шкалы позволяют не только
определять экологические условия местообитания растительных сообществ,
но и вести учет средообразующего воздействия растительности.
Неотъемлемой частью лесных биогеоценозов являются мхи и
лишайники, которые активно влияют на формирование состава растительных
сообществ
и
их
биомассы,
на
возобновление
древесных
пород.
Общепризнанной является индикационная роль мохообразных и лишайников
при определении влажности, богатства почвы, загрязнения субстрата и
атмосферного воздуха.
И.В. Волосевич (1984) рассматривал изменчивость среднего бонитета
лесов Архангельской области, как косвенного показателя их продуктивности,
по широте и пришел к выводу, что процент его изменчивости не зависит от
класса бонитета, древесной породы и условий произрастания. Главным
критерием оценки изменения энергии роста древесной растительности он
предлагает выбрать сумму температур выше 10º, так как энергия роста
древесной растительности в средней и южной подзонах тайги в среднем
выше, чем в северной подзоне, соответственно на 20 и 25 – 30 %. Им также
расчитано соотношение пород по продуктивности (бонитету) в лесах
Европейского Севера, независимо от широты произрастания: у сосны он
выше, чем у ели в кисличниках на 20 %, в черничниках на 15 %;
продуктивность сосняков-кисличников выше, чем сосняков-черничников, на
25 %, а в ельниках-кисличниках выше, чем в ельниках-черничниках, на 18 %.
Температура и влажность в условиях таёжных лесов – ведущие
факторы регуляции распространения биоты, поскольку тепло определяет
анатомо-морфологические, физиологические, поведенческие и другие
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
особенности организмов. То есть, тепло, влага и биота - «критические»
(Сочава, 2005) компоненты ландшафта, поскольку именно они определяют
его энергетику и динамику. С точки зрения классического лесоводства
отличие теплового режима почвы и воздуха в лесу, в основном, определяется
ослаблением солнечной энергии древостоем. Степень ослабления солнечной
радиации определяется составом, возрастом и производительностью
древостоя, а также зависит от условий освещения (Сахаров, 1948 и др.).
В.В. Беляевым, А.В. Левачевым и П.С. Бурлаковым (2006) были
получены данные по температуре почвы на территориях с разной величиной
КТП в холодный период года. Они проанализировали данные по температуре
почвы на глубине 0,2 м, количество дней с температурой почвы ниже 0 ˚С,
количество дней в почве в безморозный период, глубину промерзания почвы
и глубину проникновения температуры 0 ˚С. Сопоставили размещение мест
получения этих данных с картой КТП. Эти исследования показали, что на
территориях с повышенным КТП температура почвы выше, различия
достигают от 0,5 ˚ до 1,5 ˚С. На территориях с повышенным тепловым
потоком создаются более благоприятные агроклиматические условия –
увеличивается количество дней безморозного периода в почве, сокращается
число дней с температурой почвы ниже 0 ˚С, уменьшается глубина
промерзания почвы. Что должно оказывать существенное влияние на
функционирование лесных биоценозов.
В.И. Горный, Т.Е. Теплякова (2001) проводили замеры температуры
почвы в зонах с различным показателем КТП в апреле (рис. 1.2).
Четко прослеживается разница в температурных показателях в пользу
территорий с естественным подогревом, независимо от направления их
хозяйственного использования. Это также характеризует экономическую
значимость земель с естественным геотермальным подогревом в народном
хозяйстве России и необходимость охраны таких земель с целью их
рационального использования в сельском хозяйстве.
Одним из главных компонентов лесного биогеоценоза является почва.
Она выступает стабилизатором теплового, воздушного, влажностного
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
режимов ризосферы и нижнего слоя приземной атмосферы (Цветков, 2004).
Различие теплового режима в различных типах леса определяется, в
основном, неодинаковым приходом солнечной энергии к поверхности почвы
(Протопопов, 1959; Изотов, 1966; Чертовской, 1978 и др.).
Рис. 1.2. Температура поверхности почвы в Ленинградской области, оС (по:
Горный, Теплякова, 2001).
Цифрами обозначены: 1 – открытая почва без геотермального подогрева; 2 –
открытая почва с естественным геотермальным подогревом; 3 – почва в
парнике без геотермального подогрева; 4 – почва в парнике с естественным
геотермальным подогревом.
Особенно сильное влияние оказывает древостой на формирование
крайних температур на поверхности почвы (Горячкин, 1996; Ипатов,
Кирикова, 1999). Полог леса, защищая поверхность почвы от прямого
воздействия солнечных лучей, снижает максимальные температуры на
поверхности почвы в дневные часы, в ночное же время предохраняет ее от
сильного выхолаживания (Беляев, Потапов, 2003).
В естественных экосистемах ландшафтные и природно-климатические
условия территории определяют геохимические особенности почв, в том
числе
поведение
радионуклидов
в
пределах
почвенного
профиля.
Радиоактивность почв является важным экологическим показателем,
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
характеризующим не только степень антропогенной нагрузки на ландшафт,
но и протекание естественных процессов в экосистемах леса.
Поведение радионуклидов в почвах зависит от ряда причин:
а) формы поступления радионуклида, прежде всего степени растворимости;
б) геохимических свойств радионуклида; в) физико-химических условий
среды, которые определяются составом почвы, во многом обусловленным
природно-климатическими, ландшафтными и геологическими условиями
(Титаева, 2000).
Для северных районов гумидной климатической зоны, где почвы
развиваются в условиях низких температур, повышенной влажности в летний
период, характерна малая мощность почвенного покрова и слабая
дифференцированность по механическому и химическому составу. Это,
естественно, отражается на распределении радионуклидов и их миграции
(Титаева, 2000).
Один из основных механизмов их осаждения – процесс сорбции
органическим
веществом,
гидроокислами
Fe,
Mn,
Al,
глинистыми
минералами (табл. 1.1). В условиях промывного режима доминирует вынос
радионуклидов из органогенных горизонтов и частичное накопление в
горизонтах группы В. С уменьшением размеров почвенных частиц
возрастает количество полуторных оксидов (Fe, Al, Mn), повышается
содержание гумуса, обменных катионов Ca, R и Mg.
Это связано с составом пленок-гелей, покрывающих частицы, удельная
поверхность которых возрастает параллельно увеличению дисперсности
почвенных частиц (Титаева, 2000).
Так интенсивность водной миграции Th в условиях тайги наиболее
высока среди других природно-климатических зон. Изотопы Ra в таежной
зоне также имеют высокую подвижность. Фиксация Th и Ra чаще всего
обусловлена
присутствием
полуторных
гидроокислов.
При
этом
определяющую роль играет водный режим.
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 1.1
Факторы, определяющие поведение радионуклидов в подзолистой почве
таежной зоны Европейского Севера России.
Факторы
232
Форма поступления
Геохимические
свойства
радионуклида
Радионуклиды
Ra
Th
из подстилающей породы
Гидролизат (не
характерна
миграция в
растворенном
состоянии),
может создавать
комплексные
соединения с
фульвокислотами
226
40
К
Может создавать комплексные
соединения с
фульвокислотами
137
Cs
атмосферные
выпадения и
сброс отходов
Слаболетучий,
сначала
сорбируется
на
поверхности
глинистых
минералов,
затем,
замещая К,
встраивается в
решетку
минералов
Физико-химические свойства среды:
Низкие tº С,
промывной режим,
высокое содержание
фульво- и
гуминовых кислот,
гидроокислов Fe,
Mn, Al в растворе
Выносится из
всех горизонтов,
особенно А2 (Е),
накапливается в
горизонте В
Высокая
Накапливается Вымывается
подвижность, в горизонте В из А2 (Е),
накапливается
накапливается
в горизонте В
в горизонте В
рН среды (кислая)
Коэффициент накопления в кислой среде выше, чем в нейтральной
и щелочной; максимум поглощения при рН = 5 - 6
Высокая влажность
Чем выше влажность, тем сильней подвижность
Гранулометрический Мало поглощаются песками, прочно фиксируются глинистыми
и механический
минералами и слюдами; физическая глина и ил делают
состав
радионуклиды недоступными для растений
Содержание Са в
Увеличивает поглощение и переход радионуклидов в необменные
почве
формы
Рельеф
В понижениях рельефа аккумулируются в подстилке и глеевом
горизонте из поверхностных и почвенных вод
Форма
миграции Конвективный перенос с током воды при инфильтрации в виде
радионуклида
раствора или твердых тонкодисперсных частиц
Горизонт, в котором Ао (О) и зеркало Ао (О),
В
Ао (О) и
аккумулируется
грунтовых вод,
АоА1 (Н)
минеральных
АоА1 (Н)
радионуклид
в В и С (из-за
(сорбируются горизонтах: Е, (т.к. основной
(причина)
полуторных
органическим В, С
путь
гидроокислов)
веществом)
поступления атмосферный),
В
По: Фирсова и др., 1996; Титаева, 2000; Юдахин и др., 2000.
Примечание: почвенные горизонты Ао (О) – лесная подстилка, АоА1 (Н) –
грубогумусный, Е - подзолистый, В – вмывания, С - материнская горная порода.
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В горизонте А2 в подзолистых почвах на глубине 10 – 40 см происходит
вымывание всех более или менее подвижных форм химических элементов, в
том числе и цезия – 137 и его активность здесь резко снижается до 5 –
8 Бк/кг. Далее, в интервале глубин 40 – 90 см в горизонте В, его активность
увеличивается до 15 – 25 Бк/кг.
В материнской породе активность цезия либо снижается до минимума,
либо остается на уровне иллювиального горизонта (Юдахин и др., 2000).
Поступление искусственных радионуклидов в почвы происходит двумя
основными путями: с атмосферными выпадениями и в результате сброса
отходов. Такие выпадения, несмотря на высокую радиоактивность, обладают
ничтожно малыми значениями массы. Они не изменяют физико-химического
состава среды, в том числе и почв (Баженов, 2001).
Минералогическим составом определяется во многом прочность
закрепления радионуклидов. Состав поглощенных оснований, особенно
содержание Са, во многом определяет степень поглощения и прочность
закрепления радионуклидов при попадании в почву. Добавление в почву Са
(известкование)
увеличивает
степень
поглощения
радионуклидов
и
способствует их переходу в необменное состояние.
Не менее важным фактором, определяющим степень загрязнения
растений, является прочность связи радионуклидов в корнеобитаемом слое
почв. Доступность радионуклидов для растений обратно пропорциональна
прочности их связи в почве. Так, на почвах тяжелого гранулометрического
состава с высоким содержанием физической глины и ила радионуклиды в
меньшей степени доступны растениям, чем на почвах легкого механического
состава, где радионуклиды закреплены менее прочно. Особенно сильно
влияет гранулометрический состав почв на поступление в растения
радионуклидов Cs, которые находятся в почвах в составе глинистых
минералов (Юдахин и др., 2000). То есть радиоактивный состав отражает
свойства почв и определяет рост и жизнедеятельность растений.
О
существовании
связи
между
насаждениями
разных
типов
биогеоценозов и типами условий произрастания писали многие авторы
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(Бострем, 1984; Цветков, 2004; Горячкин, 1990, 1996; Громцев и др., 2003;
Федорчук и др., 2005). Последние результаты наших исследований и данные
других авторов (Горный, Теплякова, 2001; Беляев, 2003, Беляев, Бурлаков,
2005; Болотов, 2006), указывают на наличие постоянного геотемпературного
поля, являющегося фактором формирования особых типов биогеоценозов, в
том числе высокопродуктивных лесов. Поэтому проведение исследований,
направленных на изучение лесных экосистем, функционирующих на
территориях
с
разными
геоэкологическими
условиями
становится
актуальным с научной и практической точек зрения. Предварительные
данные дают основания предполагать, что высокопродуктивные леса
приурочены к очагам с максимальными значениями КТП.
Географическим
распространением
территорий
с
повышенным
конвективным тепловым потоком (КТП) в Архангельской области и его
связи с другими геоэкологическими параметрами стали заниматься
сотрудники группы экологии леса лаборатории глубинного геологического
строения и динамики литосферы ИЭПС УрО РАН с 2004 года (Беляев, 2003;
Дровнина, Беляев, 2004, 2005, 2005а, 2005б, 2006, 2006а; Беляев, Бурлаков,
2005). Проведенные исследования подтвердили предположения о влиянии
КТП на лесные насаждения.
Оценку пространственной структуры лесных массивов проводили на
основе анализа плана лесонасаждений или лесоустроительного планшета и
таксационных описаний соответствующего лесоустройства с последующей
привязкой на топографическую и геоэкологическую основу. На основе этих
данных
возможна
оценка
пространственного
размещения
выделов,
различающихся по условиям местопроизрастания, породному составу и
продуктивности. Так, сотрудниками ИЭПС УрО РАН В.В. Беляевым и
П.С. Бурлаковым на основе тепловой карты в пределах Березниковского
лесхоза Моржегорского лесничества (кварталы № 28, 29, 44, 45, 46, 60, 61,
63, 64, 79) была выделена территория, неоднородная по термическим
условиям. Ими выявлено, что территория с повышенными значениями КТП
приурочена к узлу пересечения разломов (Беляев, Бурлаков, 2005). Такая
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вертикальная высокопроницаемая область обеспечивает постоянный приток
флюидов и глубинных газов, т.е. возникает глубинный стволовой канал
повышенного
тепломассобмена
(Кутинов,
Чистова,
2001).
На
рассматриваемой территории Виноградовского района геоморфологическими
признаками разломов являются спрямленные контуры болот и озер, а также
общая вытянутость гидросети вдоль линеамента. Информацию о связи
линеаментного рисунка территории и гидросети можно найти в работах
А.В. Хорошева (2003), а К.Н. Дьяконова и Ю.Г. Пузаченко (2000) по
Устьянскому району Архангельской области.
По
лесоустроительным
В.В. Беляевым
и
таксационные
характеристики
материалам
П.С. Бурлаковым
более
(актуализация
(2005)
были
250
выделов
1989
года)
проанализированы
на
территории
исследований. Определены высокопродуктивные насаждения II и III классов
бонитета, распространенные в районе Целезерской системы озер (63 и 64
кварталы). Они представлены смешанными сосново-еловыми, сосновоберезовыми (елово-березовыми) насаждениями кисличных, черничных и
брусничных типов леса.
В
результате
определена
своеобразная
концентрация
высокобонитетных насаждений в пределах территории с высоким уровнем
КТП, приуроченная к узлу пересечения разломов. За пределами территории с
высоким
уровнем
КТП
древостои
характеризуются
более
низкой
продуктивностью (IV-V класс бонитета). Отдельно необходимо отметить, что
один из наиболее продуктивных типов леса – ельник кисличник, на
рассматриваемой территории не встречается больше нигде. Данный тип леса
локализован именно в пределах аномалии КТП и зоны пересечения разломов.
Подобная локализация высокобонитетных лесов в пределах смежных
кварталов отмечена и для других территорий: Карпогорский лесхоз,
Кавринское, Карпогорское и Пачихинское лесничества (Беляев, Бурлаков,
2005). Особый интерес представляет определение ареалов произрастания
неморальной
растительности,
а
также
изучение
структуры
редких
биоценозов и численности редких видов. Среди критериев в современном
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
районировании
территорий
и
ландшафтоведении
вообще
проблема
комплексного подхода является наиболее сложной. Однако использование
геоэкологического подхода позволяет в полной мере оценить степень
влияния факторов формирования и пространственного размещения объектов
природы.
Поскольку
ландшафтно-экологическое
планирование
в
лесном
хозяйстве должно базироваться на общих принципах (Essen etc., 1997):
- выявление и сохранение ключевых для биоразнообразия местообитаний;
- поддержание достаточного минимума старовозрастных насаждений, а
также древесных кустарников и лиственных пород деревьев;
- создание функциональной сети путем соединения элементов ландшафта
коридорами из девственных и старовозрастных лесов. Как отмечает
Н.А. Точилов (2003), требуются долгосрочные эксперименты для оценки
успеха и экономической эффективности различных методов поддержания
биоразнообразия в лесных экосистемах, то
необходимо проведение
всесторонних исследований, способствующих более полному пониманию
закономерностей функционирования природных экосистем.
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
При проведении исследований использовались растровые карты:
конвективного теплового потока масштаба 1:1 000 000, составленная Научноисследовательским центром экологической безопасности РАН в 2000 году
(авторы: Т.А. Давидан и др., редактор В.И. Горный), и тепловая карта
Северо-Западного региона России масштаба 1:1 000 000, выполненная в 1999
году (авторы: Т.А. Давидан и др., редактор В.И. Горный), любезно
предоставленные в наше распоряжение В.И. Горным. С помощью программы
Map Info 6.5 по этим картам была подсчитана площадь участков с
повышенными
и
пониженными
тепловыми
для
каждого
района
Архангельской области.
Для сравнения полученных данных нами был введен и рассчитан
коэффициент КТП по формуле:
Доля площадей с повышенным КТП, %
Доля площадей с пониженным КТП,%
= ККТП
(1)
Затем на основе полученных значений К КТП выделены районы:
с ККТП < 1 были признаны «холодными», с К КТП = 1 – 2 – «умереннотеплыми», с К КТП = 2 – 3 – «теплыми», с К КТП = 3 – 4 и более – «очень
теплыми».
По тому же принципу нами рассчитан коэффициент аномалий ночных
температур на основе результатов анализа данных тепловой карты (Давидан
и др., 1999) в ГИС-пакете MapInfo 6.5 рассчитан и введен коэффициент
ночных температур по формуле:
Доля площадей с повышенными ночными температурами, %
Доля площадей с пониженными ночными температурами, %
= КНТ
(2)
Затем с помощью программы Excel 2000 построены гистограммы , а в
программе MapInfo 6.5 построены карты-схемы районов области по
коэффициентам КТП и ночных температур.
Для выяснения взаимосвязи между КТП и генетическими типами
ландшафтов в пределах северной подзоны тайги рассчитано распределение
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
площадей с повышенным и пониженным КТП по физико-географическим
районам области, по результатам построены карты-схемы. Проведен
однофакторный дисперсионный анализ полученных данных в программе
SPSS 11.0 для выявления коэффициента детерминации между типами
ландшафтов и показателем КТП, а затем многофакторный компонентный
анализ.
Оценку пространственной структуры лесных массивов проводили на
основе анализа плана лесонасаждений или лесоустроительного планшета и
таксационных описаний соответствующего лесоустройства с последующей
привязкой на топографическую и геоэкологическую основу в ГИС-пакете
MapInfo 6.5. По этим данным оценивали пространственное размещение
выделов, различающихся по условиям местопроизрастания, породному
составу и продуктивности. По таксационным описаниям Архангельской
лесоустроительной экспедиции был проведен сравнительный анализ лесных
насаждений Архангельского лесхоза Новодвинского лесничества на участке
с повышенным КТП кварталы № 16 (выд. 3), 17 (выд. 17, 18, 19), 18 (выд. 3),
с пониженным КТП – кварталы № 38 (выд. 3, 8), 39 (выд. 12, 16), 40 (выд.
12), Северодвинского лесхоза Северодвинского лесничества на участке с
повышенным КТП кварталы № 89 (выд. 5), 69 (выд. 29), 35 (выд. 20, 39), с
пониженным КТП – кварталы № 115 (выд. 4, 5, 7, 16), 67 (выд. 3), 38 (выд. 38,
27), Онежского лесхоза Караминского и Нижмозерского лесничества, на
участке с повышенным КТП кварталы № 1 (выд. 23), 171 (выд. 16), 172 (выд.
11), с пониженным КТП – кварталы № 173 (выд. 10), 186 (выд. 42). При
изучении типологической структуры лесов объединили типы лесов области
по степени увлажнения в 3 группы: 1 – лишайниково-брусничную (сухую), 2
– кислично-черничную (с нормальным увлажнением), 3 – долгомошносфагново-травяную (влажную). Рассчитали их процентное соотношение по
лесхозам, а затем по административным районам области.
Для
сравнения
групп типов
леса использовали коэффициент
увлажненности групп типов леса (КУТЛ) с различным увлажнением по
формуле:
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Доля долгомошно-сфагново-травяной группы, %
Доля кислично-черничной группы типов леса, %
= КУТЛ
(3)
Особенности залегания грунтовых вод в пределах пробных площадей в
районе оз. Ижмы изучены на основе анализа карт (Карта районирования по
условиям формирования грунтовых вод…, 1980), карты грунтовых толщ
Нечерноземной зоны (Кропоткин и др., 1984), а также Отчета геологического
отряда по подсчету региональных эксплуатационных запасов подземных вод
Северо-Двинского артезианского бассейна, выполненного в 1989 году.
Методика полевых исследований лесных биогеоценозов основана на
классических методах лесоведения (Сукачев и др., 1957). На каждом выделе
закладывали 1 - 3 пробных площади с учетом основных положений и
требований ГОСТ 16128-70 и ОСТ 56-69-83 в однородных по почвенному и
живому напочвенному покрову условиях. Размеры пробных площадей
обусловлены наличием в них необходимого количества особей породыэдификатора, позволяющего определить важные таксационные показатели.
На
каждый
участок
составляли
лесоводственно-геоботаническую
характеристику (Программа и методика…, 1966). Работы проводились на
временных и постоянных пробных площадях.
Изучение роста, продуктивности и морфологической структуры лесных
биогеоценозов проводилось по существующим общеизвестным методикам,
которые
широко
исследованиях
применяются
(Леонтьев,
1935;
в
современных
Соколова,
1935;
геоэкологических
Ниценко,
1969;
Методические рекомендации к экологической…, 1987; Малышев, 1991; Леса
Республики Коми, 1999; Пузаченко и др., 1999; Структура и динамика…,
2000; Оценка и сохранение…, 2000; Дегтева и др., 2001; Санникова, 2003;
Методы экологического мониторинга…, 2005; Смирнов и др., 2006).
Эталонные участки имели стандартный для лесных сообществ размер 400 м 2.
На площадке давали полное геоботаническое описание растительного
сообщества по традиционной методике (Вальтер, 1936; Сукачев, 1938;
Миркин и др., 1978, 2000; Булохов, 2004 и др.).
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Определение уровня флористического богатства пробных площадей
проводилось через геоботанические описания выбранных участков: состава
древесного, травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов на
основе
маршрутного
почвенно-типологического
исследования
на
территориях с различными показателями КТП. Составлялся полный
флористический список, который включает в себя семенные и споровые
растения, но из-за сложности методов определения многих групп споровых
растений и грибов, участвующих в сложении сообществ, при использовании
состава
ограничиваются
лишайниками.
При
преимущественно
анализе
высшими
флористического
списка
растениями
и
использовали
показатель флористического (видового) богатства – это количество видов,
входящих в состав данного сообщества (или данной ассоциации).
Экологическая оценка изучаемой территории (район Целезерской
системы озер) проведена по фитоиндикационным шкалам Л.Г. Раменского
(Методические
рекомендации…,
1987;
Методы
полевых…,
2001).
Определены экологические условия сравниваемых ключевых участков по
результатам геоботанических исследований (растениям-индикаторам среднеи слабокислых, нейтральных почв; почв, богатых азотом, фосфором, калием)
(Виноградов, 1964). Оценка условий местообитания давалась с помощью
индикаторных экологических шкал Л.Г. Раменского по уровню богатства
почвы, как метод фитоиндикации по флористическому составу. Шкалы
приведены в экологических таблицах, представляющих собой алфавитный
список растений с указанием амплитуды ступеней шкалы, «в пределах
которой данное растение может встречаться в определенном обилии в
природных травостоях» (Раменский и др., 1956). Данные шкалы разработаны
для 1400 видов растений лесной и лесостепной зоны европейской части
России. Шкала богатства и засоленности почвы состоит из 30 ступеней.
Методика оценки условий местообитания по таблицам заключается в
определении ступени, характерной для большинства видов изучаемого
сообщества, определяемой по шкале проективных обилий вида (m –
массовое, более 8 %; c – обильное, 2,5 – 8 %; n - умеренное, 0,3 - 2,5 %; r –
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
малое,
0,2 – 0,3 %;
s
–
единичное,
0,1 - 0,2 %).
Затем
из
цифр
ограничительных ступеней записываются сопряжено вариационные ряды: из
групп ступеней «от» составляют вариационный ряд чисел в убывающем
порядке (от наибольшего номера ступени к наименьшему), из групп ступеней
«до» - в возрастающем порядке (от наименьшего номера ступени к
наибольшему). Далее определяют сумму каждой сопряженной пары ступеней
и находят ту пару, на которой ряд «от» и «до» наиболее сближены по
величине. Среднее из их суммы является искомой ступенью фактора
(Раменский и др., 1956; Методы экологического мониторинга…, 2005).
Совместно с сотрудниками кафедры ботаники и общей экологии ПГУ
(зав. кафедрой, к.б.н. Е.В. Шаврина, доцент, к.б.н. А.Е. Баталов, старший
преподаватель Е.В. Кочерина, к.б.н. Е.Ю. Чуракова) определены виды трав,
лишайников, мхов; геоботанические исследования в пределах пробных
площадей в районе оз. Ижмы осуществлялись совместно с старшим научным
сотрудником Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН
(г. Москва), к.б.н. Т.Ю. Браславской . Определение видовой принадлежности
собранных растений проводили на основе работ И.А. Шанцер (2004), по
определителям (Водоросли, лишайники…, 1978; Губанов и др., 2004;
Киселева и др., 2005; Ignatov, Afonina, 1992; Santesson, 2004), а так же с
использованием Красной книги природы Ленинградской области (2000).
Латинские названия видов растений в тексте
соответствии со
работы приведены в
сводкой С.К. Черепанова (1995). Для определения
собранных мхов и установления их видовой принадлежности, а также
подсчета годичных колец кернов использовали бинокулярный микроскоп
МБС - 10.
Определяли массу подстилки в воздушно-сухом состоянии. Для этого
лопатой в подстилке вырезался квадрат 25*25см. Пробы подготавливали к
высушиванию: очищали от полуразложившихся остатков растений и
почвенных частиц. Затем проба помещалась в сушильный шкаф на 1,5 часа
при t° = 105°С. Высушенные образцы взвешивались на электронных весах
«Kern» 440-33. Собрано 32 пробы на территориях с различными
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
показателями КТП: 16 проб под кронами елей и 16 на открытом участке
(между крон) каждой пробной пощади.
При отборе образцов на массу травяно-кустарничкового яруса
учитывалась сомкнутость крон, которую определяли через замер диаметра
крон взрослых деревьев с помощью рулетки на высоте 1,5 м. Для
определения площади поперечного сечения крон (в м 2) использовали
формулу эллипса:
g = π/4×d×d1,
(4)
где π – число Пи, d – диаметр кроны с севера на юг, d1 – диаметр кроны с
запада на восток, в метрах (Гусев, 1992).
Исследования температурного режима проводилось в пределах пробных
площадей в районе оз. Ижма Приморского района, оз. Опогра Холмогорского
района (северная подзона тайги) и в Чадромском лесничестве Устьянского
района (средняя подзона тайги) в 2004 – 2006 гг. В 2004 году одновременно
измеряли температуру почвы на глубине 30 см и температуру воздуха на
высоте 1 м в 100 точках, подобранных случайным методом, на территориях с
повышенным и пониженным КТП. При этом использовали контактные
термометры ТК 5-05 и аспирационные психрометры. В 2006 году замеры
температуры почвы на глубине 30 см проводились на постоянных пробных
площадях Ижемского лесничества Приморского района Архангельской
области в период с мая по июль включительно, на временных пробных
площадях в пределах Целезерской системы озер (оз. Долгое, оз. Белое,
оз. Пялозеро).
Для изучения свойств почв на территории Ижемского лесничества в
ходе экспедиционных работ 2006 года были заложены разрезы на 2 пробных
площадях (с повышенным КТП и пониженным КТП) (табл. 2.1).
Описание места отбора, выделенных генетических горизонтов
проводилось по общепринятым методикам (Добровольский, 1982; Алещукин,
Польских, 1985). Название почвы давалось согласно классификации 1977
года после описания её морфологических особенностей (Лукина и др., 2002).
Образцы отбирались с той стенки, по которой производилось описание почв:
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вначале почвообразующую (материнскую) породу со дна ямы перед
описанием, затем отбирался образец из следующего горизонта, считая снизу
из середины каждого горизонта, массой до 1 кг.
Таблица 2.1
Характеристика пробных площадей Ижмы.
Показатели
Тип леса
Состав древостоя
Полнота
Средний возраст, лет
Средняя высота, м
Средний диаметр, см
Бонитет
Запас древесины, м3 /га
Почва
Пробная площадь
С повышенным КТП
С пониженным КТП
Ельник – черничник свежий
8Е2Б
8Е2Б
0,7
0,7
200
220
26
26
32
28
4
5
230
190
подзолистая супесчаная на суглинистой
морене
Проводилось сравнение морфологических характеристик почв
(мощности горизонтов, наличие или отсутствие Fe-Mn конкреций) по всему
профилю в 8-кратной повторности. Определялись основные химические
свойства почв по методикам, изложенным в следующих нормативных
документах:
 Органическое вещество – ГОСТ 26213-91 п.2 (по Тюрину);
 Общий азот – ГОСТ 26107-84 (по Тюрину);
 Подвижный фосфор – ГОСТ 26207-91 (по Кирсанову);
 рН водной суспензии – ГОСТ 26483-85 (патенциометрический метод);
 сумма обменных оснований – ГОСТ 27821-88;
 обменный кальций – ГОСТ 26487-85.
Химические анализы почвенных образцов, взятых на пробных
площадях
проводились в испытательной лаборатории федерального
государственного
«Архангельская»
учреждения
Министерства
станции
сельского
агрохимической
хозяйства
РФ
службы
(протокол
испытаний № 301/д от 25 августа 2006 г.)
Перед измерением концентрации радионуклидов образцы почвы
высушивали.
Были
определены
активности
изотопов
естественных
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
радиоактивных веществ семейства 40К,
226
Ra и
232
Th и техногенного
137
Cs на
сцинтиляционном гамма-спектрометре «Прогресс-Гамма» (программное
обеспечение «Прогресс» 3.10, геометрия измерения Маринелли). Результаты
измерения представлены в терминах концентрации активности в почве
(Бк/кг), погрешность измерения от 10 до 60 % дает достоверные данные.
Расчет индексов разнообразия и сходства ключевых участков
осуществляли в программе Biodiv (Baev, Penev, 1993). Для выявления
компаративных
зависимостей
между
исследуемыми
объектами
использовался кластерный анализ методом среднего присоединения объектов
по невзвешенному среднему арифметическому сходству (UPGMA). С его
помощью, используя качественную функцию сходства, анализируют
структуру сообществ, используя данные о наличии (презенция) и отсутствии
(абсенция)
объекта
исследования
(Гусев,
1970;
Песенко,
1982;
Унифицированные методы…, 1990; Goodall, 1970; Hall, 1970; Lambert, Dale,
1964; Pielou, 1969; Lambert, 1972; Austin, 1972). Данный анализ дробит
изначальную структуру данных на более-менее однородные частные группы,
в результате чего можно классифицировать объекты. Определяли сходство
биотопов по коэффициентам Чекановского, проводили анализ численных
данных, которые затем представляли в виде матрицы, которая в свою очередь
с помощью программы Statistica 6.1 (лицензия №AXXR601C975413FA)
обрабатывалась вновь, и получали дендрограмму сходства исследуемых
объектов.
Все
биометрические
показатели
были
обработаны
методами
вариационной статистики в программах Excel и SPSS 11.0. Точность
составляет <0,01. Для доказательства различий использовали критерий
Стьюдента, который сравнивали с табличными значениями разного уровня
значимости.
По лесоустроительным материалам (актуализация 1989 года) были
проанализированы таксационные характеристики более 250 выделов на
территории Целезерской системы озер (63 и 64 кварталы). Они представлены
смешанными сосново-еловыми, сосново-березовыми (елово-березовыми)
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
насаждениями кисличных, черничных и брусничных типов леса. При анализе
лесной растительности на территориях с различными значениями КТП в
режиме сопоставления планов лесонасаждений и карт проанализировано
более 1000 лесоустроительных выделов, расположенных в 5 лесничествах
Архангельского, Северодвинского, Новодвинского и Березниковского
лесхозов. В Архангельском, Новодвинском и Березниковском лесхозах
заложено 30 временных пробных площадей. Проведено 1109 измерений
температуры почвы, 400 измерений температуры в приземном слое воздуха.
Отобрано 36 образцов почвы. Составлено 150 геоботанических описаний, по
которым определен общий флористический список изучаемой территории.
По материалам Севергеолкома и отчета ВИМСа «Коры выветривания и
россыпи массивов формации ультрамафитов, ийолитов и карбонатитов»
(С.А. Постников, Е.М. Эпштейн и Н.А. Данильченко, 1986); Отчета о научноисследовательской работе «Создание геофизической основы для листов
Государственной геологической карты России масштаба 1:1 000 000»
(ответственный исполнитель Ю.В. Асламов, СПб: ВИРГ - Рудгеофизика,
2000), исследовали геологический состав пород изучаемой территории,
характеризовали
подземные
воды,
анализировали
пространственное
географического
распространения
размещение разломов.
При
изучении
особенностей
заморозков по территории региона и влиянии на их КТП за 20-летний период
проанализированы
следующие
параметры:
средняя
минимальная
температура воздуха, абсолютный минимум, среднее количество дней с
температурой ниже 0ºС морозом, общая вероятность заморозков, вероятность
заморозков с различной интенсивностью, вероятностное количество дней с
морозом на поверхности почвы и на высоте 2 м (в июне – августе и в среднем
за лето). Основанием послужили результаты наблюдений 28 метеостанций,
расположенных практически во всех районах (лесхозах) Архангельской
области (Беляев, Потапов, 2003).
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для анализа особенностей роста сельскохозяйственных культур
использовали данные Агроклиматического справочника Архангельской
области.
Кроме того,
в
ряде районов
области проводились
полевые
исследования 2003 - 2007 гг.
Для заверки аномалий КТП, выделенных на основе дешифрирования
данных
дистанционного
исследования
теплового
зондирования,
состояния
были
почв.
А
проведены
также
наземные
проводились
геоботанические исследования территорий. Пробные площади расположены
на севере Русской равнины в пределах северной (Ижемское и Новодвинское
лесничество Архангельского лесхоза – Приморский и Холмогорский районы
Архангельской области) (рис. 2.1, 2.2) и средней (Моржегорское лесничество
Виноградовского района, Чадромское лесничество Устьянского района
Архангельской области) (рис. 2.3) подзонах тайги.
Рис. 2.1. Карта части исследуемой территории таежной зоны запада Русской
равнины. Районы: 1 – Ижма, 2 – Опогра, 3 – Целезерская система озер.
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Местоположение пробных площадей в районе оз. Ижма: с повышенными
значениями КТП - 64º46'50''с.ш. 40º50'08''в.д. (квартал 32, выдел 2); с
пониженными - 64º48'20''с.ш. 40º48'02''в.д. (квартал 109, выдел 7).
Рис. 2.2. Расположение пробных площадей в районе Ижмы в пределах зон с
различным показателем КТП. Условные обозначения: 1 – зона пониженного
КТП, 2 – зона повышенного КТП, 3 – район исследований, ♦ –
местоположение пробных площадей.
Район исследования относится к Нижнеонежскому округу ОнежскоТиманской провинции подзолистых, альфегумусных, глееподзолистых и
болотно-подзолистых почв северной тайги Северо-Русской Таежно-лесной
почвенно-биоклиматической области Бореального географического пояса с
промывным слабо застойным типом водного режима (Карта почвенно экологического…, 1997). Почвообразующие породы двучленные (супесчаные
и песчаные, подстилаемые суглинками и глинами различного генезиса) По
составу почвы являются подзолистыми супесчаными на суглинистой морене.
По содержанию гумуса в классификации В.А. Ковды и Б.Г. Розанова
относятся к бедно- и малогумусному виду, а по физико-химическим
параметрам к роду ненасыщенных и очень сильно ненасыщенных
(сильнокислых) почв (Суханов, Перцович, 1996).
Грунтовые воды пробных площадей располагаются в однопородной
толще глин и суглинков четвертичного возраста в зоне с глубиной
установившегося уровня воды 1,3 м, где воды характеризуются минерализацией
3,6 г/л, хлоридным химическим составом. Воды пресные, гидрокарбонатные
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
кальциевые,
железистые,
обладают
углекислотной
агрессивностью,
формируются при взаимодействии с терригенными породами. С позиции
гидрогеологического районирования 1969 года, данная территория относится
к гидротермическому поясу холодных вод.
Цифрами обозначены:
1 – граница территории с
повышенным уровнем КТП,
2 – расположение разломов,
3 – участки геоботанических
описаний,
4 – направление течения рек.
Рис. 2.3. Схема района исследований в пределах Целезерской системы озер
Моржегорского лесничества Виноградовского района.
В.Н. Сукачевым еще в 1930 году были выделены 5 типов почвенных
условий для ельников в европейской тайге, не потерявших свою
актуальность и сегодня. Ельники зеленомошные, характеризующиеся
средними для региона продукционными свойствами, по классификации
В.Н. Сукачева располагаются
на хорошо дренированных средне- и
сильноподзолистых почвах с менее развитым накоплением грубого гумуса,
покрытых преимущественно блестящими мхами (Цветков, 2004).
Ключевые участки в пределах Целезерской системы озер расположены
в пределах холмисто-грядового моренного ландшафта (конечная морена),
сформировавшегося
(калининского)
во
оледенения,
время
первого
которому
верхнеплейстоценового
предшествовала
бореальная
трансгрессия. Озы здесь представляют крупные гряды длиной до 30 - 40 км и
высотой до 29 м, строго ориентированные в направлении северо-запад - юговосток, ширина гребня озов изменяется от 2 до 30 м, крутизна склонов 10 43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
50°. Гряды суглинистого состава, прикрытые абляционной мореной или
сложенные валунами, отличаются узким гребнем и крутыми склонами
(Легкова, Щукин, 1972).
Район исследования относится к Вага-Северодвинскому округу ОнегоТиманской провинции подзолистых и болотно-подзолистых почв средней
тайги Северо-Русской Таежно-лесной почвенно-биоклиматической области
Бореального географического пояса (Почвенно-экологическое…, 2001).
Почвообразующие
породы
двучленные
(супесчаные
и
песчаные,
подстилаемые валунными суглинками и глинами разного генезиса). По
теории нуклеарных геосистем, разработанной в 80-е годы 20 века
А.Ю. Ретеюмом, ядром хориона в районе наших исследований было
покровное оледенение. Поскольку оно прекратило свое существование, но
остались следы его влияния на ландшафт (фрагменты оболочки в виде
конечных моренных гряд, флювиогляциальных отложений и т.п.), которые
продолжают развиваться в новых условиях, то можно сказать, что изучались
биогеоценозы в пределах хориона, ставшего сфрагидой (Дьяконов, 2005). Это
элементарные ПТК на уровне фации.
Данная
зона
по
фитоиндикационной
шкале
увлажнения
Л.Г. Раменского относится к влажным лесам, расположенным на достаточно
дренированных равнинах, а по шкале богатства почв здесь преобладают
небогатые мезотрофные слабокислые почвы (Методические рекомендации…,
1987). Наиболее богатые почвы встречаются в пределах оз. Целезеро и
оз. Чашливое, близко расположенных друг с другом, хотя в разных
«тепловых зонах» по величине КТП. По группе типов леса они относятся к
одним секциям эколого-ценотических групп (зеленомошно-мелкотравной,
зеленомошно-высокотравной
и
зеленомошно-кустарничковой)
в
классификации Л.Б. Заугольновой (Заугольнова, Морозова, 2006).
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРРИТОРИЙ С
РАЗЛИЧНЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ КТП И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА
ПОЧВЕННЫЕ УСЛОВИЯ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ТАЕЖНОЙ
ЗОНЫ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
3.1. Географическое распространение зон с различными
показателями КТП на территории Архангельской области
Географическое
распространение
в
регионе
территорий
с
повышенными и пониженными значениями КТП и их взаимосвязи с другими
геоэкологическими параметрами ранее не изучались. Величина КТП зависит
от строения земной коры: мощности осадочного чехла, наличия разрывов.
Наиболее активным структурообразующим элементом геологической среды
являются тектонические разломы (рис. 3.1, 3.4). Выделяют активные и
пассивные
разломы
(Юдахин
и
др.,
2003).
Активность
разлома
устанавливается по интенсивности перемещений блоков (средняя скорость не
менее сотых долей мм в год), времени их появления, сейсмичности и
повышенной
проницаемости
(Пронин,
Башорин,
2003).
Нами
проанализирована карта активных разломов северной части ВосточноЕвропейской платформы под редакцией В.Г. Трифонова, опубликованная в
работе (Юдахин и др., 2003) (рис. 3.3).
При сопоставлении указанной карты активных разломов (рис. 3.3) с
картой КТП и тепловой картой Северо-Западного региона России было
установлено пространственное совпадение между ними, что подчеркивает их
тесную связь. Распространение участков линейной формы с высоким
значением КТП является следствием сложного разломно-блокового (рис. 3.1,
3.2) строения региона (Кутинов, Чистова, 2001, 2004). Данные аномалии
наблюдаются, например, в пределах Неленгской системы озер, рек Ваеньга и
Нондрус и других (Беляев, Бурлаков, 2005).
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что КТП является одним
из индикаторов активных разломов, а по аномально высоким его значениям
можно судить о том, что разломы, ограничивающие геоблоки, мегаблоки и
трансблоковые зоны, активизированы. О наличии разломов определенного
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
простирания и узлов пересечения их между собой на изучаемой территории,
говорит тот факт, что здесь располагается область кимберлитового
магматизма в пределах древней платформы. Подобная ситуация в провинции
Луанде-Норте (Ангола) в пределах Африканского континента рассмотрена в
работе Ю.Н. Серукова и В.Д. Калмыкова (2004).
Рис. 3.1. Карта-схема структур фундамента изучаемой территории (по:
Станковский и др., 1986).
Цифрами обозначены: 1 – Онежский грабен, 2 – Лопшеньгский блок
Онежского грабена, 3 – Лямицкая ступень горста Ветреного пояса, 4 –
Пурасозерская ступень Онежского грабена, 5 – Ненокская ступень
Онежского грабена, 6 – Емецкий блок Онежского грабена, 7 – Архангельский
горст, части Зимнегорского авлакогена: 8 – Падунский выступ, 9 – Керецкий
грабен, 10 – Кепинская ступень, 11 – Верхнезолотицкая ступень, 12 –
Золотицкий выступ, 13 – Пачугский грабен.
С
увеличением
числа
пересекающихся
разломов
степень
раздробленности, проницаемости и глубинности тектонического узла
возрастает. Возникает вертикальная высокопроницаемая область, которая
обеспечивает коро-мантийное взаимодействие и постоянный приток
флюидов и глубинных газов, т.е. возникает глубинный стволовой канал
повышенного тепломассобмена (Кутинов, Чистова, 2001).
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 3.2. Схема новейшей тектоники сочленения Кольского блока
Балтийского щита и Мезенской синеклизы (Шварцман, Широбоков, 1995).
Цифрами обозначены: 1-3 – границы неотектонических структур: 1 –
региональных, 2 – надпорядковых, 3 – 1-го порядка; 4 – сейсмически
активные зоны глубинных разломов; 5 – разломы в фундаменте; 6, 7 –
магнитуды землятресений: 6 – более 3,5, 7 – менее 3,5; 8, 9 – современный
рельеф: 8 – суша (а – 0-100 м, б – выше 100 м), 9 – море (а – 0-100 м, б –
глубже 100 м); 10 – линия разреза литосферы в пределах суши.
Региональные структуры: БЩ – Балтийский щит, РП – Русская платформа.
Надпорядковые структуры: А 1 – Кольская антеклиза, А 2 – Карельская
антеклиза, Б 1 – Мезенская синеклиза, Б 2 – Канино-Тиманская гряда, Б 3 –
Тимано-Печорская плита. Структуры 1-го порядка: I – Западно-Карельский
горст, II – Карельская ступень, III – Южно-Карельский грабен, IV – СевероКарельский свод, V – Кандалакшско-Архангельский грабен, VI – Онежский
горст, VII – Беломорско-Кулойский свод, VIII – Сафоновская впадина, IX –
Пинежская впадина, X – Северо-Двинский прогиб, XI – Вашкинское
поднятие. Сейсмически активные зоны: КАЗ – Кандалакшско-Архангельская;
ЗК – зона Карпинского.
По-видимому, распространение обширных зон с аномальным КТП в
Мезенском, Лешуконском и ряде других районов, коррелирует именно с
увеличением числа пересекающихся тектонических зон. В узлах пересечения
разломов возникает высокий тепловой поток.
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Помимо
этого, есть данные о существовании определенной
взаимосвязи геохимических, магнитных и гравитационных аномалий с
разломами, что, несомненно, влияет на ход биологических процессов
(Кутинов, Чистова, 2004). Карта некоррелированного КТП Земли в масштабе
1:1 000 000 охватывает лишь часть области в пределах северной подзоны
тайги (Пинежский, Плесецкий, Холмогорский, Онежский, Лешуконский,
Мезенский и Приморский административные районы), где влияние КТП на
биогеоценозы леса должно проявляться в большей степени за счет его
воздействия на температуру почвы, нежели в пределах средней подзоны, где
температурные показатели в течение года более высокие.
Рис. 3.3. Карта-схема активных разломов по геологическим и геофизическим
данным (В.Г. Трифонов, 1996 по: Юдахин и др., 2003).
Анализ результатов подсчета площади территорий с различными
показателями КТП по районам Архангельской области (рис. 3.5, 3.6)
позволил сделать следующие выводы: во всех районах доля территорий с
повышенными значениями КТП составляет от 21 % до 57,5 % площади.
Участки с пониженными значениями КТП занимают в среднем от 15 до 30 %
площади районов, кроме Плесецкого, где этот показатель наименьший (7 %).
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 3.4. Фрагмент карты новейшей тектоники северо-западного региона
России (Министерство природных ресурсов Российской Федерации.
Ассоциация «Росгеофизика», отв. исполнитель Н.Ф. Скопенко, 1997).
Цифрами обозначены: 1 – зоны глубинных разломов; 2 – новейшие
разрывные нарушения разного типа.
Подсчет коэффициента КТП (К КТП), отражающего соотношение
площадей аномалий с повышенными значениями КТП к площади территорий
с пониженными значениями КТП, показал, что в Приморском, Мезенском и
Плесецком районах коэффициент больше или около 3, то есть площадь
участков с повышенным КТП в два и более раза превышает площадь
территории с пониженным КТП. Это наиболее «теплые» районы по
показателю ККТП.
Противоположные данные у районов, в физико-географическом плане
имеющих
наибольшее
сходство,
Мезенского
и
Лешуконского,
располагаемых на северо-востоке области (рис. 3.6). В Лешуконском районе
преобладают территории с пониженным КТП, занимая около 30 % и ККТП –
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
наименьший (0,7), т.е. это самый «холодный» по величине КТП район. Ему
близки по показателям Онежский и Холмогорский районы, где выше доля
территорий с повышенным КТП, но в целом этот показатель незначителен и
колеблется от 15 % до 28 % (с пониженным КТП), от 20 % до 36 % (с
повышенным КТП), а ККТП = от 1,3 до 1,4 соответственно.
Высокие показатели КТП Приморского и Мезенского районов
объясняются сложным геологическим строением, наличием активных
разломов. Например, в Приморском районе в зоне Онежского грабена –
Пурасозерская ступень - расположено несколько положительных аномалий
КТП. По материалам Севергеолкома «Коры выветривания и россыпи
массивов формации ультрамафитов, ийолитов и карбонатитов» (Постников,
Эпштейн и Данильченко, 1986) данная территория находится в краевой части
древней платформы, области дофанерозойской складчатости, где развиты
зоны рифтогенеза и палеоавлакогенов. Здесь находятся участки замыкания
или осложнения грабенообразных платформенных структур, в узлах
пересечения долгоживущих глубинных разломов линейной и кольцевой
морфологии.
Локальные положительные гравиметрические аномалии и зональные
магнитные
аномалии
центрального
типа
являются
геофизическими
признаками присутствия здесь редкоземельных (в том числе радиоактивных)
металлов, редкометальных карбонатитов, кимберлитов. Здесь присутствуют
геохимические и шлиховые ореолы, что является одним из признаков
наличия в данном районе выходящего на поверхность или захороненного
рудного объекта. Здесь расположены три из 5-ти рудоперспективных районов
(Онежский, Архангельский и Плесецкий) восточного отрезка Кандалашского
грабена.
В этих районах в благоприятной геотектонической и геологоструктурной обстановках в краевой части древней платформы, на
территориях, перекрытых моренными отложениями, выделяются магнитные
и гравиметрические аномалии. Для Онежского района проводились геолого прогнозные
исследования
среднего
(1: 200 000)
масштаба,
где
по
50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
аэромагнитным
(данные
1961 г.),
морфологическим,
минералого-
геохимическим признакам выделена Мяндозерская структура округлой
формы, которая интерпретируется как крупный (~ 700 км2) захороненный
массив ультрамафитов, ийолитов и карбонатитов, перспективный на
обнаружение полигенного месторождения редкоземельных металлов. Данная
структура находится на Онежском полуострове в 120 км к западу от
г. Северодвинска.
Рис. 3.5. Представленность (%) территорий с различными показателями КТП
по районам Архангельской области и коэффициент КТП (К).
По карте КТП (Горный и др., 2000) в пределах оз. Мяндозера
выделяется крупная положительная аномалия теплового потока. Также
повышенный тепловой поток характерен для территорий в районе Унской
губы, оз. Кудьмозера, озер Солозеро, Слободское и Сезо на Онежском
полуострове и прилегающих районах. То есть геологические материалы
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
позволяют предположить, что в данном районе аномалий КТП приурочены к
одному рудному телу.
Ю.Г. Кутинов и З.Б. Чистова (2004) установили, что аномалии
теплового потока связаны с расположением гравиметрических и магнитных
аномалий.
Рис. 3.6. Районы Архангельской области по коэффициенту КТП (К КТП).
Условные обозначения:
А – «очень теплый» (К КТП = 3 – 4 и более), Б – «теплый» (ККТП = 2 – 3), В «умеренно-теплый» (ККТП = 1 – 2), Г – «холодный» (ККТП < 1);
административные районы: 1 – Плесецкий, 2 – Мезенский, 3 – Лешуконский,
4 – Пинежский, 5 – Холмогорский, 6 – Онежский, 7 – Приморский.
Ввиду того, что карта КТП (Горный и др., 2000), не охватывает всей
территории
Архангельской
области,
нами
(после
консультаций
с
В.И. Горным) для проведения исследований влияния эндогенного тепла
Земли на лесные экосистемы также использовалась тепловая карта СевероЗападного региона России, где показаны аномалии ночных температур
(Давидан и др., 1999). Анализ показал (рис. 3.6, 3.7), что в сравнении с
показателями КТП, данные по ночным температурам дают иную картину.
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При движении с севера на юг процентная доля территорий с
повышенными
температурными
аномалиями
уменьшается,
а
с
отрицательными – возрастает.
Самыми теплыми в ночное время оказались Мезенский и Лешуконский
районы, К НТ в которых составил 6,9 и 3,3 соответственно.
Полученные показатели можно объяснить их высокой степенью
заболоченности: от 50 – 60 % в Лешуконском районе до 70 % и более в
Мезенском (Почвенно-мелиоративная карта…, 1980), то есть необходимо
учитывать физические свойства воды (медленно нагревается в течение дня и
медленно отдает тепло, особенно в ночное время).
Среди районов северной подзоны тайги (рис. 3.7) только Онежский
имеет самый высокий показатель доли территорий с низкими ночными
температурами, поэтому и К НТ здесь составил 0,2.
Такие же высокие значения отрицательных аномалий ночных
температур имеют большинство районов вдоль южной границы области:
Котласский и Верхнетоемский, Вилегодский, Ленский районы, где К НТ так
же равен 0,2 – 0,1. В Устьянском районе КНТ составил 0,3, а в Коношском –
0,4.
Это
самые
«холодные»
по
ночным
температурам
районы,
расположенные на юге области.
Среди южных районов области Няндомский и Вельский оказались
самыми «теплыми» по К НТ – 1,9 и 1,7 соответственно (рис. 3.8).
Установлено, что в северной подзоне тайги Архангельской области
территории с разными значениями КТП распространены неравномерно.
Разнообразная
геотектоническая
и
геолого-структурная
обстановка
предопределяет неравномерность размещения аномалий КТП. Наибольшую
площадь с высокими значениями КТП занимают участки в Мезенском и
Приморском районах (бассейн рек Мезени, Вашки, Пёзы, Кулоя, Сояны), а
также в пределах Няндомской возвышенности. Сопоставление контуров
аномалий КТП и ночных температур показало, что площади аномалий
ночных температур больше, чем площадь аномалий КТП, что, скорее всего,
объясняется не только сходством факторов их вызывающих (так как их
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
местоположение совпадает), но и отличием. Данные по аномалиям ночных
температур можно объяснить их тесной связью с физико-географическими
особенностями территорий (климатом, рельефом, почвенными условиями и
др.).
Рис. 3.7. Районы Архангельской области по коэффициенту ночных
температур (КНТ ).
Условные обозначения: А – «очень теплый» (К НТ = 3 – 4 и более), Б –
«холодный» (КНТ = 0,5 – 0,99), В - «очень холодный» (К НТ = 0 – 0,49);
административные районы: 1 – Плесецкий, 2 – Мезенский, 3 – Лешуконский,
4 – Пинежский, 5 – Холмогорский, 6 – Онежский, 7 – Приморский.
Для сопоставления почвенных температурных данных по лесхозам
Архангельской области нами был проведен анализ географического
положения групп лесхозов в пределах 4 климатических районов по
температуре на поверхности почвы - теплого, умеренного, умереннохолодного и холодного, выделенных Д.С. Мосеевым (2007). Анализ показал,
что их распространение хорошо согласуется с морфоструктурным строением
территории (по схеме А.Е. Абрамова и Ю.А. Мещерякова, 1966).
Так теплый район располагается на юго-востоке области в пределах
Вилегодского и отчасти Ленского лесхозов и отвечает морфоструктуре
Северные Увалы (располагается по левому берегу реки Вычегда или
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
восточной
части
Волжско-Двинского
водораздела
по
физико-
географическому районированию Г.Д. Рихтера, 1946 г.).
Рис. 3.8. Районы Архангельской области по коэффициенту ночных
температур (КНТ ).
Условные обозначения: А – «очень теплые» (КНТ = 3 – 4 и более), Б –
«умеренно-теплый» (КНТ = 1 – 1,99), В - «холодный» (КНТ = 0,5 – 0,99), Г «очень холодный» (К НТ = 0 – 0,49); районы области: 1 – Мезенский, 2 –
Лешуконский, 3 – Приморский, 4 – Пинежский, 5 – Холмогорский, 6 –
Виноградовский, 7 – Верхнетоемский, 8 – Шенкурский, 9 – Красноборский,
10 – Устьянский, 11 – Котласский, 12 – Вилегодский, 13 – Ленский, 14 –
Вельский, 15 – Няндомский, 16 – Коношский, 17 – Каргопольский, 18 –
Плесецкий, 19 – Онежский.
Территорий Устьянского,
Вельского
и Шенкурского районов,
размещаясь вдоль южной границы области, находятся в пределах
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
морфоструктуры Сухоно-Двинской возвышенности по течению реки Вага.
По температуре на поверхности почвы к теплому району также относится
Березниковский лесхоз, который хотя географически расположен севернее
(на Северо-Двинской низменности), но с данными лесхозами его объединяет
положение по течению р. Вага.
Умеренный район включает лесхозы средней подзоны тайги: на востоке
области
в
пределах
Двинско-Мезенской
возвышенности
Ленский,
Красноборский, Выйский, Верхнетоемский и Сурский лесхозы. На юге
Няндомский лесхоз, расположенный в северо-западной части СухоноДвинской возвышенности, и Плесецкий лесхоз, располагающийся на
Онежской низине. На юго-западе Каргопольский лесхоз в пределах
Андомской возвышенности и продолжении Молого-Шекснинской низины,
что соответствует Моренному поясу и Древне-озерным низменным равнинам
по физико-географическому районированию Г.Д. Рихтера (1946).
По почвенным температурным данным Д.С. Мосеева к этой группе
лесхозов относится также Северодвинский лесхоз, расположенный в
северной подзоне тайги в пределах Онего-Двинской возвышенности (или
физико-географического района Онежского полуострова, по Г.Д. Рихтеру),
что нарушает общепринятую закономерность понижения температуры почвы
с увеличением широты. Кроме Северодвинского лесхоза такими же не
типичными являются Котласский и Каргопольский лесхозы данной зоны.
Повышенные температуры почвы в пределах этих «аномальных»
территорий можно объяснить особенностями их геологического строения:
как отмечают А.П. Пронин и В.Н. Башорин (2000), на кристаллических
щитах и древних платформах сегодня преобладает «скрытая» флюидная
активность, появляется все больше данных о проявлениях альпийскокиммерийской тектоно-магматической активизации на Русской платформе:
закартированы туффиты, туфопесчанники и туфосланцы субщелочного
состава в районе Котласа (Синицын и др., 1986). В Архангельской области
известны базальтовые покровы в отложениях палеогеновой системы, а на
Онежском
полуострове
найдены
проявления
фанерозойского
56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
кимберлитового магматизма (Масляев, 2004). А Каргопольский лесхоз
располагается в зоне активного развития карста, для которого характерен
особый температурный режим за счет наличия подземных полостей. К тому
же Северодвинский лесхоз располагается в зоне прохождения Двинского и
Неблагора-Онежского разломов Беломорского тектонического мегаблока
(Юдахин и др., 2004).
Умеренно-холодный район включает в пределах Северо-Двинской
низменности на востоке Пинежский, Карпогорский, Емецкий, Холмогорский
и
отчасти
Архангельский
лесхозы.
На
Обозерско-Лепшинской
возвышенности в междуречье Северной Двины и Онеги Емецкий,
Пуксоозерский и Обозерский лесхозы. Западный Приозерный лесхоз
расположен на нескольких морфоструктурах – Водлинской, МологоШекснинской и Онежской низине, а Онежский лесхоз в пределах Ветреного
пояса и Онежской низины.
Не характерно низкими показателями отличаются Приозерный и
Пуксоозерский лесхозы, что можно объяснить развитием карста и сложным
рельефом данной территории. К нетипично «холодным» также относится
Коношский лесхоз, который на западе располагается в пределах древнеозерной низменной равнины (по Г.Д. Рихтеру, 1946), а на востоке
принадлежит Коношско-Няндомской возвышенности как части СухоноДвинской возвышенности. По гидрологическому районированию (по
температуре вод на поверхности фундамента) данный участок относится к
зоне холодных вод с близким залеганием фундамента, что может оказывать
влияние на температуру почв.
Холодный район расположен в пределах Мезенской низменности, части
Беломорско-Кулойского плато и Тиманского кряжа, включает Мезенский и
Лешуконский лесхозы. По географическому положению к данной зоне
должны относиться Архангельский и Северодвинский лесхозы, но они имеют
более
высокие
температурные
показатели,
что
объясняется
как
особенностями расположения в южной прибрежной части Белого моря,
геологическим строением территории, спецификой рельефа, климатическими
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
особенностями (более влажный климат), так и значительной площадью
аномалий повышенного КТП. В районе Пертоминска (Северодвинский
лесхоз, Онежский полуостров, Унская губа), где находится метеостанция,
КТП имеет максимальные значения, как и район Койды у Мезенского
лесхоза.
Таким образом, закономерное изменение показателей температуры
почвы по широте в пределах области нарушается. Выделяется несколько
территорий (теплая, умеренная, умеренно-холодная и холодная), чье
расположение подчиняется не только закону широтной зональности, но и
изменяется
в
долготном
направлении,
что
связано
со
сложным
морфоструктурным строением территории, зависящим от геологического
строения, а так же от КТП и рельефа рассматриваемых участков.
Для
показатели
определения
КТП
нами
степени влияния специфики ландшафтов на
были
подсчитаны
площади
территорий
с
повышенными и пониженными значениями КТП в пределах физикогеографических районов области, обозначенных на рис. 3.9.
В пределах анализируемых по значениям КТП территорий выделяется
шесть генетических типов ландшафтов и 31 физико-географический район
(Атлас…, 1976). Результат подсчета площадей территорий с повышенными и
пониженными значениями КТП выявили их неравномерное распространение
в пределах физико-географических районов. Важным для анализа стал
показатель доли площадей, занимаемых территориями с повышенным и
пониженным КТП, от общей площади физико-географических районов.
Результаты представлены графически в виде карт-схем на рисунках 3.10,
3.11.
Ранжирование
физико-географических
районов
по
площади
территорий с повышенными и пониженными значениями КТП, с учетом их
генетического типа ландшафта, показало, что приморские террасированные
ландшафты в 66 % случаев имеют территории с повышенными значениями
КТП (фгр № 25, 24, 4, 2), включая участки с максимальной долей таких
58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
территорий по отношению к общей площади физико-географического
района.
Рис. 3.9. Генетические типы ландшафтов по физико-географическим районам
Архангельской области (по: Атлас…, 1976).
Цифрами обозначены физико-географические районы:
1 – Мяндозерский, 2 – Приморско-Онежский, 3 – Онего-Сюземский (холмистые
моренные равнины с ельниками, местами сильно заболоченные), 4 – УстьДвинский, 5 – Нижнеонего-Двинский, 6 – Нижнедвинский, 7 – ВерхнесояноСоткинский, 8 – Пачуго-Кепинский, 9 – Верхнезолотицкий, 10 – Мегорский, 11
– Нижнезолотицкий, 12 – Кепинский, 13 – Нижнесояно-Соткинский (гипсовые и
известняковые карстовые плато с еловыми, местами лиственничными лесами),
14 – Кулойский, 15 – Немнюгский, 16 – Нижнепинежский, 17 – ДвинскоПинежский (повышенные, местами холмистые равнины на известняковом и
гипсовом плато с ельниками и болотами), 18 – Ежуго-Покшенгский (низменные
озерно- и водно-ледниковые равнины, местами с карстом, сосняками и
болотами), 19 – Ежуго-Пинежский, 20 – Ежугский, 21 – Вашкинско-Мезенский,
22 – Низемский, 23 – Няфта-Мезенский, 24 – Нижнекулойский (приморские
низины с болотами, сосновыми и еловыми лесами), 25 – Прибеломорский
(сильно заболоченные приморские низина с приречными ельниками), 26 –
Верхнеома-Вижасский, 27 – Пёзовский, 28 – Сульский, 29 – Кыма-Мезенский,
30 – Пешско-Мезенский, 31 – Чешско-Мезенский.
Буквами обозначены типы ландшафтов:
А – моренные равнинные, местами холмистые в области валдайского
оледенения, Б – приморские террасированные, В – озерно-ледниковые и
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
водно-ледниковые, преимущественно песчаные, Г – моренные равнинные на
плато из карбонатных и гипсоносных пород, Д – плато с близким залеганием
известняков и гипсов, Е – плато на пестроцветах и песчаниках с мореной
московского оледенения.
Оставшиеся физико-географические районы с данным типом ландшафта (фгр
№ 31, 30) вообще не имеют территорий с повышенными значениями КТП
(рис. 3.10).
Рис. 3.10. Доля территорий с повышенным КТП от площади физикогеографических районов, %.
Цифрами обозначены номера физико-географических районов области (см.
примечание к рис. 4.9); Буквами обозначена доля территорий с повышенным
КТП:
А – 0 – 5 %, Б – 5 – 10 %, В – 10 – 20 %, Г – 20 – 30 %, Д – более 30 %.
Моренные равнинные ландшафты (фгр № 15, 17, 7) на плато из
карбонатных и гипсоносных пород, а также озерно-ледниковые и водноледниковые, преимущественно песчаные (фгр № 18, 14, 21, 19, 9, 12) на 55 %
заняты территориями с большой долей участков с повышенными значениями
КТП. Но при этом в пределах физико-географических районов с озерно60
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ледниковым типом ландшафтов на 22 % их территории располагаются
участки только с пониженными значениями КТП (фгр № 27, 29).
Условно наиболее холодным типом ландшафта можно считать плато на
пестроцветах
и
песчаниках
с
мореной
московского
оледенения,
расположенных на востоке (фгр № 20, 28, 22), а так же сюда можно отнести
физико-географические районы в пределах плато с близким залеганием
известняков и гипсов (фгр № 8, 13) (рис. 3.10, 3.11).
Рис. 3.11. Доля территорий с пониженным КТП от площади физикогеографических районов, %.
Цифрами обозначены физико-географические районы области (см.
примечание к рис. 4.9);
Буквами обозначена доля территорий с пониженным КТП в процентах:
А – 0 – 5 %, Б – 5 – 10 %, В – 10 – 20 %, Г – более 20 %.
То есть, если карбонатные породы перекрыты мореной, то в пределах
таких физико-географических районов наблюдается рост доли территорий с
повышенными значениями КТП. Моренные равнинные, местами холмистые,
ландшафты в области валдайского оледенения в 33 %случаев имеют
обширные участки с повышенными значениями КТП, а 16 % вообще не
имеют территорий с повышенными значениями КТП.
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Результаты однофакторного дисперсионного анализа зависимости
площади территорий с различными показателями КТП от генетического типа
ландшафта в пределах физико-географических районов области (табл. 3.1)
показали достоверно значимую прямую зависимость площади территорий с
пониженными значениями КТП от генетического типа ландшафта в 49 %
случаев, определяемую по показателю силы влияния (2).
Таблица 3.1
Результаты однофакторного дисперсионного анализа влияния генетического
типа ландшафта на площадь участков с повышенным и пониженным КТП в
пределах физико-географических районов Архангельской области
Территория
Дисперсия
Пониженный КТП
Повышенный КТП
Факториальная
Случайная
Общая
Факториальная
Случайная
Общая
1651.57
1707.05
3358.62
1165.55
3818.09
4983.65
df
F
2
5
25
30
5
25
30
4.84**
0.490.151
1.53
-
Примечание:
df - число степеней свободы;F – критерий Фишера;
2 - коэффициент детерминации;
** - значение критерия Фишера достоверно при 0.01 уровне значимости.
Это связано, вероятно, с тем, что на показатель КТП оказывает влияние
водный фактор (степень насыщенности пород водами). В то же время,
различия в распространении территорий с повышенными значениями КТП
статистически недостоверны.
Для смысловой интерпретации компонент, полученных в результате
компонентного анализа (метод главных компонент) 11 параметров, мы взяли
факторные нагрузки, величина которых более или равна 0,5. Большинство
параметров
варьирует независимо
дендрограмма уровня
друг
от друга,
что доказывает
сходства между сравниваемыми параметрами
(рис. 3.12). Евклидово расстояние между объектами значительное. Тесные
связи наблюдаются только между различными характеристиками рельефа:
размахом высот и стандартным отклонением поля высот, максимальной и
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
средней высотой поверхности. Обособлена густота речной сети, имеющая
наименьшее сходство со всеми остальными показателями. Так же
обособились в один кластер два показателя, слабо связанные друг с другом
(евклидово расстояние около 7): среднегодовая температура воздуха и
площадь территорий с повышенными значениями КТП.
Евклидово расстояние
Рис. 3.12. Дендрограмма сходства между 11 параметрами, влияющими на
физико-географические районы. Р1 – Р11 – параметры, расшифровка
индексов дана в табл. 4.2
В результате изучения полученных данных было установлено, что две
главные компоненты, выявленные при компонентном анализе площадной
структуры
конвективного
потока
и
показателей,
характеризующих
ландшафтные условия и климат, в совокупности объясняют 83 % дисперсии
исходной матрицы (табл. 3.2).
Первая компонента (46 % дисперсии) отрицательно скоррелирована
со среднегодовым количеством осадков, минимальной и максимальной
высотой,
перепадом
высот,
средней
высотой
поверхности,
среднеквадратичным отклонением высоты, генетическим типом ландшафта и
площадью аномалий с пониженными значениями КТП. Положительная
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
корреляция с весовыми коэффициентами по этой компоненте наблюдается с
площадью аномалий с повышенными значениями КТП, густотой речной сети
и среднегодовой температурой воздуха. Таким образом, данная компонента
отражает вклад особенностей ландшафта в формирование неоднородности
значений КТП.
Таблица 3.2
Коэффициенты корреляции Пирсона (r) двух первых главных компонент
неоднородности рельефа и КТП северной подзоны тайги Архангельской
области в обоих вариантах компонентного анализа с параметрами климата,
ландшафта, гидросети в пределах физико-географических районов
Буквенное
обозначение
параметра
Параметры
Среднегодовая температура воздуха,
град.С
Р2
Среднегодовое количество осадков, мм
Р3
Минимальная высота, м
Р4
Максимальная высота, м
Р5
Перепад высот, м
Р6
Средняя высота поверхности, м
Р7
Стандартное отклонение высоты, м
Р8
Густота речной сети, м
Р9
Генетический тип ландшафта
Площадь территорий с повышенными
Р10
значениями КТП, %
Площадь территорий с пониженными
Р11
значениями КТП, %
Собственные значения компонент
Вклад в общую дисперсию, %
Р1
По
направлению
изменений
Факторные нагрузки по
главным компонентам
РС 1
РС 2
0,33
-0,26
вдоль
-0,59
-0,78
-0,93
-0,61
-0,95
-0,56
0,22
-0,82
0,50
0,35
0,51
-0,34
-0,76
0,08
-0,80
-0,11
0,25
-0,17
-0,76
0,27
5,07
46
1,97
37
этой
компоненты
противопоставлены, с одной стороны, различные характеристики ландшафта:
генетический тип и особенности рельефа (высота, её перепад, средние
значения), а так же площадь участков с пониженными значениями КТП, с
другой – площадь территорий с повышенными значениями КТП, густота
речной сети и среднегодовая температура воздуха изучаемой местности.
Значимую отрицательную корреляцию с компонентой имеют параметры
рельефа, генетический тип ландшафта, среднегодовое количество осадков и
площадь аномалий с пониженными значениями КТП. Положительное
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
влияние оказывает величина площади территорий с повышенными
значениями КТП.
Весовые коэффициенты по второй компоненте (37 % дисперсии)
имеют отрицательную корреляцию со среднегодовой температурой воздуха,
максимальной высотой поверхности, перепадом высот, стандартным
отклонением высоты, густотой речной сети, площадью территорий с
повышенными значениями КТП, а положительную – с минимальной
высотой, среднегодовым количеством осадков, генетическим типом
ландшафта (табл. 3.2). Весовые коэффициенты этой компоненты имеют
достоверную связь со следующими параметрами: отрицательную с
перепадом высоты и её стандартным отклонением, а положительную с
минимальной высотой.
На основе полученных данных была построена ординационная
диограмма, показывающая расположение 31 физико-географического района
с учетом показателя КТП, в пространстве двух главных компонент
(рис. 3.13).
2
Неоднородность рельефа (РС2 = 37%)
8
9
19
1,5
31
16
12
1
28
7
18
24
0,5
4
13
21
22
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
29
-0,5
0
27
6
-0,5
-1
3
-1,5
5
15
Тип ландшафта (РС1 = 46%)
0,5
1
26
23
11
22
30
17
0
1,5
2
25
10
1
14
2
-2
Рис. 3.13. Ординационная диаграмма компонентного анализа территорий с
различными значениями КТП в параметрах двух главных компонент.
Цифрами обозначены номера физико-географических районов (см. рис. 3.9),
темным цветом показаны физико-географические районы с преобладанием
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
площадей с повышенными значениями КТП, светлым – с пониженными
значениями КТП.
Выяснилось, что доля участков с пониженными значениями КТП тесно
связана с параметрами рельефа, генетическим типом ландшафта и годовым
количеством осадков, а доля территорий с повышенными значениями КТП
противопоставлена им и смещена в область положительных значений по
первой компоненте.
Доля
участков
с
повышенными
значениями
КТП
вносит
значительный вклад в общую неоднородность матрицы с выбранными
параметрами
анализируемых
ландшафтных
выделов,
что
четко
прослеживается по результатам ординации выделов в пространстве двух
главных компонент.
При этом физико-географические районы,
где доля
зон с
повышенным КТП превышает долю с пониженным КТП образует
сравнительно
более
компактный
полигон,
смещенный
в
область
положительных значений по первой компоненте.
Анализ степени корреляции между двумя первыми главными
компонентами (табл. 3.3) показал, что площади аномалий с повышенными
значениями КТП имеют отрицательную корреляцию с компонентами,
характеризующими
особенности
ландшафта
изучаемой
территории,
достоверно не значимую.
Таблица 3.3
Коэффициенты корреляции Пирсона (r) между показателями, входящими в
состав двух первых главных компонент неоднородности рельефа и КТП
северной подзоны тайги Архангельской области
Компоненты
PC 2
Р3 (Минимальная высота, м)
Р4 (Максимальная высота, м)
Р6 (Средняя высота поверхности,
м)
Р9 (Генетический тип ландшафта)
PC 1
Р10 (Площадь
Р11 (Площадь
территорий с
территорий с
повышенными
пониженными
значениями КТП, %)
значениями КТП, %)
-0.35
0.69**
-0,39
0.61**
-0,39
0.71**
-0.40
0.59*
* - р ≤ 0.05; ** - р ≤ 0.01.
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Площади аномалий с пониженными значениями КТП имеют достоверно
значимую положительную корреляцию со всеми рассматриваемыми
компонентами: максимальной, минимальной и средней высотой поверхности,
а так же генетическим типом ландшафта.
Таким образом, на две главные компоненты, выявленные при анализе
взаимосвязей параметров ландшафта и КТП, в совокупности приходится
83 % дисперсии матрицы. Первая компонента отражает вклад особенностей
ландшафта в увеличение гетерогенности северотаежных территорий по
показателю КТП. Существует высокая степень корреляции четырех
параметров ландшафта (минимальная, максимальная и средняя высота
поверхности, генетический тип) и площади территорий с пониженными
значениями КТП. Доля участков с повышенными значениями КТП вносит
значительный вклад в общую неоднородность матрицы, но с указанными
параметрами не имеет достоверно значимой связи.
Связь параметров растительности, ландшафта и показателей КТП
местности на мезомасштабном уровне была установлена на примере
Беломорско-Кулойского плато (Гофаров и др., 2006). Но данные авторы
отмечают, что по данным корреляционного анализа не прослеживается
значимой связи между площадью участков с повышенным КТП в разных
ландшафтных выделах и общими характеристиками мезомасштабной
неоднородности растительного покрова. Коэффициенты детерминации с
различными параметрами не превышают 6 %. Между тем, на участках с
повышенным КТП достоверно увеличиваются площади, занятые сосновыми
(R2 = 88 %), мелколиственными (R2 = 80 %) и смешанными лесами (R2 =
76 %). Также наблюдается рост максимальной площади контуров этих
классов растительного покрова. При этом наиболее высокие величины
коэффициентов детерминации наблюдаются для смешанных (R2 = 68 %) и
мелколиственных (R2 = 64 %) лесов. У сосновых лесов связь размеров
максимального контура с аномалиями КТП также достоверна, но заметно
ниже (R2 = 39 %). Достоверная, но невысокая отрицательная связь выявлена с
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
коэффициентом вариации средней площади контура растительности (R2 =
37 %) (Гофаров и др., 2006). Эти данные показывают, что для территории
плато КТП является одним из значимых факторов, влияющих на
формирование азональных и интразональных типов растительного покрова.
В нашем случае корреляционный анализ
между параметрами
растительности и выделенными ранее двумя главными компонентами, а так
же процентом территорий с различными значениями КТП, не показал
достоверно значимой связи (табл. 3.4).
Таблица 3.4
Коэффициенты корреляции Пирсона (r) между двумя первыми главными
компонентами, КТП и растительностью северной подзоны тайги
Архангельской области
Площадь интразональных типов леса в пределах 31 физикогеографического района
Показатели
РС1
РС2
-0,19
0,28
Площадь
территорий
с
повышенными значениями
КТП, %
Площадь
территорий
с
пониженными значениями
КТП, %
-0,20
0,29
Таким образом, при выходе на уровень физико-географических
районов
влияние
рассматриваемых
факторов
на
растительность
статистически не подтверждается, но оно выявлено нами на уровне
конкретных сообществ.
В целом установлено, что размещение территорий с различными
показателями КТП связано с генетическими особенностями ландшафтов.
Установлена
достоверная
связь
между
площадью
территорий
с
пониженными значениями КТП и генетическим типом ландшафтов в
пределах физико-географических районов области. Размещение зон с
повышенным КТП подчиняется геологическим закономерностям, в первую
очередь связано с зонами разломов, так как здесь возникает вертикальная
высокопроницаемая
область,
которая
обеспечивает
коро-мантийное
взаимодействие и постоянный приток флюидов и глубинных газов, т.е.
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
глубинный стволовой канал повышенного тепломассобмена – основа
конвективного перераспределения тепла в земной коре. Кроме того,
размещение разных зон КТП связано с областями кимберлитового
магматизма, имеющими место на территории Архангельской области, в том
числе и в районах нашего исследования.
3.2. Температура почвы на территориях с различными
показателями КТП
Для оценки влияния эндогенного тепла Земли на лесные экосистемы
мы исходили из того, что в первую очередь его влияние должно проявиться
через температурный режим почв.
Учитывая, что различия гидрологического режима почвы, особенно по
уровню залегания грунтовых вод, влияют на различия температурного режима
воздуха и микроклимат экосистем леса: сухие почвы за ночь охлаждаются
сильнее, чем влажные (Берлянд, Красиков, 1960; Гольцберг, 1955, 1961;
Козловский, Фельд, 1997; Cremer, 1985), было важно оценить особенности
залегания грунтовых вод в пределах пробных площадей в районе оз. Ижмы
расположенных на территориях с разной величиной КТП.
Оказалось, что их гидрологические особенности (уровень грунтовых вод,
вмещающие породы) в пределах района исследований идентичны. На
основании сходства уровня грунтовых вод и их минералогического состава в
районе исследований нами было принято, что гидрологический режим
сравниваемых территорий не сказывается на температурных различиях почв.
В июле - сентябре 2004 года проводилось измерение температуры
почвы на глубине 30 см и приземного слоя воздуха на территориях с
повышенным и с пониженным КТП в пределах северной подзоны тайги у
оз. Ижма, оз. Опогра, в средней подзоне тайги (Чадромское лесничество). Их
результаты показали достоверные различия в температуре почвы в течение
периода наблюдений (табл. 3.5).
На
рисунке
представлены
данные
одновременных
замеров
температуры в 100 статистически выбранных точках на территории с
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
повышенным и пониженным КТП. Температура почвы на пробной площади
расположенной на территории с повышенным КТП практически постоянно
оставалась выше КТП (рис. 3.14).
Таблица 3.5.
Температура почвы (ºС) на глубине 30 см на территориях с разной величиной
КТП.
Место наблюдений
Показатели
Район озера
Ижма
(Пустынное)
Район озера
Опогра
июль
июль
Время
наблюдений
Чадромское
лесничество
Устьянского лесхоза
июль - сентябрь
КТП
Повышенный
Пониженный
Повышенный
Пониженный
Повышенный
Пониженный
Число
наблюдений
100
100
100
100
54
55
Среднее
(М), о С
Критерий
Стьюдента (t)
Достоверность
различий ср.
значений (Р)
10,8±0,5
9,8±0,6
11,0±0,9 10,6±1,0
11,5±0,9
10,6±1,1
14,8
4,2
6,1
<0,01
<0,01
<0,01
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 3.14. Соотношение показаний температуры (ºС) почвы на глубине 30 см
на пробных площадях с разными показателями КТП (район оз. Ижма, июль
2004 г.).
Повторные замеры температуры почвы на глубине 30 см на этих же
пробных площадях проводились в весенне-летний период 2006 года.
Статистический анализ полученных данных показал, что различия средних
значений температуры почвы пробных площадей, отличающихся по
величине КТП, существенны и статистически достоверны (табл. 3.6).
Выявленная в 2004 году разница в температурных показателях почвы
на пробных площадях сохранилась, следовательно, можно говорить о том,
что участок с повышенным КТП имеет более высокую температуру почвы,
чем с пониженным. Результаты замеров 2006 года представлены в виде
графиков хода температур (рис. 3.15).
Таблица 3.6
Температура почвы (ºС) на глубине 30 см на пробных площадях с разной
величиной КТП в Ижемском лесничестве Архангельской области, 2006 г.
Место наблюдений
Показатели
Район озера Ижма (Пустынное)
Время
наблюдений
КТП
Число
наблюдений
Среднее (М),оС
май
июнь
июль
Повышенный
Пониженный
Повышенный
Пониженный
Повышенный
Пониженный
100
100
100
100
100
100
2,8±0,7
2,2±0,6
5,4±0,4
4,6±0,6
10,2±0,4 9,2±0,3
Критерий
Стьюдента (t)
9,5
12,2
29,7
Достоверность
различий ср.
значений (Р)
<0,01
<0,01
<0,001
Наименьшие колебания температурных данных характерны для июля, а
наибольший разброс в показателях наблюдался в мае, когда степень
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
прогревания почвы зависит от многих факторов: местоположения точки
замера, обводненности почвы, микрорельефа и др.
Данные о температурных различиях почв на участках с различными
показателями КТП подтверждают и результаты, полученные на пробных
площадях в сосняках брусничных средней подзоны тайги ( Виноградовский
район) в 2006 году: среднее арифметическое температурных значений
территории с повышенным КТП составило 9,5 ± 0,4 ºС. На территории с
пониженным - 8,2 ± 0,8 ºС степень достоверности (критерий Стьюдента (t) =
7,9; достоверность различий средних значений (Р) = <0,01) (рис. 3.16).
Температура почвы, град.С
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
1
6
11
16
21
26
31
36
41
46
51
56
61
66
71
76
81
86
91
96
№ точки наблюдений
А
Температура почвы, град.С
7
6
5
4
3
2
1
0
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53
№ точки наблюдений
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Б
Температура почвы, град.С
12
10
8
6
4
2
0
1
5
9
13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97
№ точки наблюдений
территория с пониженным КТП
территория с повышенным КТП
В
Рис. 3.15. Соотношение показаний температуры почвы (º С) на глубине 30 см
на пробных площадях с различными значениями КТП (Ижма, 2006 г.).
Время наблюдений: А – май, Б – июнь, В – июль.
Температура почвы, град.С
12
10
8
6
4
2
0
1
5
9
13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101
№ точки наблюдений
территория с пониженным КТП
территория с повышенным КТП
Рис. 3.16. Соотношение показаний температуры почвы ( С) на глубине 30 см
на территориях с различными значениями КТП (Моржегорское лесничество,
июль 2006 г.).
Следовательно, выявленная закономерность сохраняется и в других
типах леса в средней подзоне тайги.
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таким образом, достоверно доказано, что температура почвы на
глубине 30 см на территориях с повышенными значениями КТП выше, чем с
пониженными среднем на 1- 1,5 ºС.
3.3. Особенности химических свойств почв в районе оз. Ижмы на
территориях с различными показателями КТП
Почва как «посредник» между эндогенными и экзогенными
процессами должна отражать в своих свойствах влияние обоих факторов. С
целью выявления интенсивности этого влияния и определения вклада
эндогенного тепла были исследованы две группы почв на ключевом участке
в районе озера Ижма на площадках с повышенными и пониженными
значениями КТП.
Работа проводилась с почвами одного типа (Al-Fe-гумусовые
подзолы), сформированными на одинаковых почвообразующих породах
(легком суглинке) под одной растительностью (в ельнике зеленомошном
северной подзоны тайги) на одних и тех же элементах рельефа (плакорах).
Это
позволяет
максимально
снизить
влияние
внешних
факторов
почвообразования и оценить действие внутреннего фактора (КТП).
Почвенные разрезы каждой пробной площади заложены в двух парцеллах:
древесной и межкроновой. Результаты химического анализа почв и
характеристика мощности почвенных горизонтов приведены в таблицах 3.7 3.13.
Таблица 3.7
Мощность почвенных горизонтов, см (глубина почвенного разреза 100 см)
Горизонт*
Ао (О)
АО2 (Н)
А2 (Е)
В
С
Между крон
Повышенный
Пониженный
КТП
КТП
6,5
6,75
1,75
0,75
6,75**
6,5
16,5**
17,5
68,5
71,62
Под кронами
Повышенный
Пониженный
КТП
КТП
7,8
8,75
2,13
1,5
7,75**
6,5
11,75
13,5
67,45
69,75
* - в скобках указана символика почвенных горизонтов по международной классификации;
** - расположение Fe-Mn конкреций;
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Изучение мощности почвенных горизонтов показало, что при
повышенном КТП выше интенсивность минерализации опада и скорость
разложения
органики.
Интенсивнее протекают основные зональные
почвенные процессы, включая подзолистый. В почве на территории с
пониженным КТП подстилка мощнее, что особенно ярко выражено под
кронами деревьев, гумусовый и подзолистый горизонты менее мощны, зато
мощнее иллювиальный горизонт. В макроморфологических условиях хорошо
заметна разница в расположении Fe-Mn конкреций при различном показателе
КТП. Горизонт с конкрециями отражает границу действия температурного
градиента снизу вверх. Это окислительно-восстановительный барьер, где за
счет уменьшения влажности происходит осаждение железа и марганца.
По содержанию органического вещества значения выше в лесной
подстилке пробных площадей, чем в грубогумусовом горизонте (табл. 4.8).
В подстилке почвы на участке с пониженным значением КТП процент
органического вещества меньше, хотя мощность горизонта больше, что
свидетельствует о том, что подстилка здесь более грубогумусная.
В гумусовом горизонте на данном участке органического вещества
больше, хотя мощность данного горизонта больше. Это указывает на
меньшую скорость минерализации органики и пониженную, по сравнению с
участком с повышенным значением КТП, микробиологическую активность.
Таблица 3.8
Органическое вещество в верхних горизонтах изучаемых почв пробных
площадей в районе озера Ижма (по Тюрину), %
Горизонт
Ао (О)
АО2 (Н)
Между крон
Под кронами
Повышенный Пониженный КТП Повышенный Пониженный
КТП
КТП
КТП
89,5
87,5
89,5
86,5
60
66,5
58
70,5
Накопление органики в горизонте Н пробной площади с пониженными
значениями КТП преобладает над разложением. На участке с повышенными
значениями КТП несколько выше скорость разложения органического
вещества,
на
что
указывает
различие
в
показателе
гумификации
(соотношение углерода к азоту) между пробными площадями: на пробной
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
площади с повышенным КТП он составляет 0,84, а на пробной площади с
пониженным КТП – 0,78, т.е. наблюдается тенденция более быстрого
перехода органического вещества в легко усваиваемую растениями форму
азота на участке с повышенным КТП. На разложение органики может влиять
разница в температуре между пробными площадями в пользу участка с
повышенным КТП, где температура почвы выше на 1 °С, что может
усиливать водно-миграционные потоки, особенно в период снеготаяния,
увеличивать интенсивность и продолжительность микробиологической
активности.
Данные по содержанию общего азота в верхних горизонтах почв
пробных площадей Ижмы не высокие от 0,5 до 1,3 % (табл. 3.9).
Таблица 3.9
Общий азот в верхних горизонтах изучаемых почв пробных площадей в
районе озера Ижма (по Тюрину), %
Горизонт
Ао (О)
АО2 (Н)
Между крон
Под кронами
Повышенный Пониженный КТП Повышенный Пониженный
КТП
КТП
КТП
1,09
1,2
1,23
1,205
0,715
0,875
0,69
0,88
Вариабельность полученных данных в подкроновых и межкроновых
пространствах сравниваемых участков так же невысока.
По содержанию подвижного фосфора в целом выделяется горизонт
Ао, где этот показатель выше, чем в горизонте Н обеих пробных площадей
(табл. 3.10).
Таблица 3.10
Подвижный фосфор Р2О5 в верхних горизонтах изучаемых почв пробных
площадей в районе озера Ижма (по Кирсанову), мг/кг
Горизонт
Ао (О)
АО2 (Н)
Между крон
Под кронами
Повышенный Пониженный КТП Повышенный Пониженный
КТП
КТП
КТП
320,5
290
279
268
225,5
250
198
155
По данному показателю органогенные горизонты исследуемых почв
являются среднеобеспеченными (8 – 20 мг/100 г) и обеспеченными (более 20
мг/100 г) (Аринушкина, 1952). При повышенных значениях КТП биогенные
76
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
элементы быстрее включаются в биологический круговорот, выше скорость
их минерализации.
Анализ рН водной суспензии почвенных горизонтов двух пробных
площадей выявил следующие особенности почв: почвы пробных площадей
имеют кислую реакцию, особенно верхние горизонты, лишь горизонт С
площадей с рН близкой к нейтральной (табл. 3.11).
В подкроновых пространствах почвы более кислые, на что оказывает
влияние их местоположения. Резкий контраст в рН горизонта С, что,
вероятно, связано с влиянием температуры. В более верхних горизонтах
такое
влияние
на
кислотность
почвенных
растворов
практически
отсутствует.
Таблица 3.11
рН водной суспензии в почвенных горизонтах на ключевых участках в
районе озера Ижма
Горизонт
Ао (О)
АО2 (Н)
А2 (Е)
В
Между крон
Под кронами
Повышенный Пониженный КТП Повышенный Пониженный
КТП
КТП
КТП
4,25
4,45
4,15
4,25
4,4
4,55
4,3
4,15
4,25
4,5
4,25
4,1
4,75
4,65
4,8
4,6
По сумме обменных оснований верхние горизонты почвы имеют более
высокие показатели, чем нижележащие (табл. 3.12).
Таблица 3.12
Сумма обменных оснований в почвенных горизонтах на ключевых участках с
различными показателями КТП, ммоль / 100 г почвы
Горизонт
Ао (О)
АО2 (Н)
А2 (Е)
В
Между крон
Под кронами
Повышенный Пониженный КТП Повышенный Пониженный
КТП
КТП
КТП
14,15
22,4
15,32
17,69
4,72
4,72
18,86
8,26
0
0,47
1,18
0
0
0,71
0
0,83
Так, в подзолистом и иллювиальном горизонтах, наименьшие
показатели, независимо от пробной площади и расположении места взятия
проб. В материнской породе этот показатель начинает расти. Обменные
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
основания более подвижны на ключевом участке с пониженными значениями
КТП.
По данному показателю мы можем судить о миграции катионов с
фульвокислотами: на участке с повышенными значениями КТП катионы
более активно мигрируют, а на участке с пониженным КТП происходит
блокировка этих катионов в необменной форме из-за меньшего количества
водорастворимых кислот. Поэтому наибольшие значения суммы обменных
оснований у проб, взятых на участке с пониженным КТП. В лесной
подстилке пробной площади с пониженным КТП показатель суммы
обменных оснований выше (табл. 3.9). В горизонте Н максимум по сумме
обменных оснований отмечен на пробной площади с повышенным КТП в
подкроновом пространстве (более 25 ммоль / 100 г) и близок к показателю
пробной площади с пониженным КТП в лесной подстилке. Выше данные на
пробной площади с повышенными значениями КТП и в подзолистом
горизонте, материнской породе.
Пробная площадь с повышенным КТП выделяется по содержанию
обменного кальция в горизонте С (табл. 3.10), где этот показатель выше, чем
на пробной площади с пониженным КТП. В лесной подстилке пробной
площади с повышенным КТП подвижного фосфора больше, как, в целом, и в
горизонте Н.
Таблица 3.13
Обменный кальций в горизонте С на ключевых участках, ммоль / 100 г почвы
Горизонт
С
Между крон
Под кронами
Повышенный Пониженный КТП Повышенный Пониженный
КТП
КТП
КТП
2,38
0,52
1,45
2,08
По содержанию обменного кальция в горизонте С подкроновые
пространства обеих площадей имеют ниже значения, чем межкроновые: на
пробной площади с повышенным КТП данные в два раза выше, а на пробной
площади с пониженным КТП в три раза ниже.
В почвах межкроновых участков ярче выражена контрастность
химических свойств сравниваемых территорий. Очевидно, это связано с
уменьшением влияния древесного покрова. В почвах подкроновых участков
78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
контрастность химических свойств не выявлена, но хорошо фиксируются
различия в свойствах органического вещества. Скорее всего, в данном случае
наблюдается наложение влияния внешних и внутренних факторов.
Исследования показали, что воздействие эндогенного фактора на
общие химические свойства почв наиболее ярко проявляются в нижних
горизонтах разрезов: меньшая кислотность и меньшая подвижность
обменных оснований на участке с повышенными значениями КТП по
сравнению с участком с пониженными значениями КТП. Установлено, что
наблюдаются различия в морфологических и химических свойствах почв при
разном показателе КТП. Прослеживаются различия в морфологическом
строении почв исследуемых пробных площадей. На участке с повышенным
КТП железистых и марганцевых новообразований больше в горизонте А 2 и
так же в межкроновом пространстве горизонта В, что, скорее всего, связано с
усилением водно-миграционных потоков вещества, которые усиливают
воздействие на минеральную часть почвы.
Можно
предположить,
что определенным рубежом действия
повышенных температур (границей проявления фактора) является горизонт
А2, в межкроновом и подкроновом пространствах которого отмечается
увеличение
числа
способствуют
Fe-Mn
уменьшению
конкреций.
влажности
Повышенные
в
профиле,
температуры
что
вызывает
формирование конкреций (рис. 3.17).
Выявленная граница, скорее всего, достаточно динамична и в летние
сезоны проходит выше – в органогенных горизонтах. Там более высокий
температурный
фон
способствует
увеличению
микробиологической
активности, скорости минерализации органического вещества и, как
следствие, некоторому уменьшению общей мощности этих горизонтов на
участке с повышенными значениями КТП.
Полученные выводы носят предположительный характер, поскольку
исследования связи почвенных свойств в зависимости от эндогенных
факторов не проводились.
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 3.17. Мощность и рН почв на участках с различными показателями КТП
в районе оз. Ижма. Цифрами обозначены: 1 – Fe-Mn конкреции; места отбора
проб: 2 – между крон, 3 – под кронами; 4 – рН; буквами обозначены
ключевые участки на территориях: а – с повышенными значениями КТП, б –
с пониженными значениями КТП.
На территориях с различным показателем КТП выявлены отличия в
химических свойствах типичной для таежной зоны Европейского Севера
подзолистой почвы. Они проявляются в том, что на участке с повышенными
значениями КТП в лесной подстилке больше органического вещества, выше
показатель гумификации и больше подвижного фосфора (Р 2О5), а также
обменного кальция в горизонте С, выше кислотность подстилки и ниже
кислотность иллювиального горизонта, чем на участке с пониженными
значениями КТП. Показатель суммы обменных оснований выше у проб,
взятых на участке с пониженным КТП. Минерализация органического
вещества интенсивней в межкроновом пространстве, что связано с
инсоляцией. Древесный полог сглаживает различия в почвообразовании в
пределах одного участка. Наиболее сильные различия выражены на
территории с пониженными значениями КТП.
80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.4. Результаты анализа содержания радиоактивных изотопов в
почвах района оз. Ижмы при различном значении КТП
137
При изучении распределения техногенного
радиоактивных изотопов
40
К,
226
Ra,
232
Cs и естественных
Th в почвах участков с различным
показателем конвективного теплового потока Земли мы исходили из того,
что 40 % всего теплового потока может быть отнесено за счет
радиоактивности пород земной коры (Ранкама, 1956). Причем из числа
радиоактивных ядер, имеющих важное значение при образовании тепла, в
значительных количествах в горных породах присутствуют только 40К, 232Th
и
238
U. Гаммаактивный изотоп цезия (137 Cs) имеет особо важное
радиоэкологическое значение, позволяя оценить степень антропогенной
нагрузки. Сравнение пробных площадей Ижмы посредством изучения
активности естественных и техногенных радионуклидов в почвенных
горизонтах позволяет охарактеризовать данные площади с точки зрения их
радиоактивности, как одного из возможных факторов, способствующих
повышению теплового потока, объясняющего причины температурных
различий данных площадей.
Для
проведения
анализа распределения
естественных радиоактивных изотопов
40
К,
техногенного
226
Ra,
232
Th в
137
Cs и
почвах,
расположенных на участках, различающихся по показателю КТП в ходе
экспедиционных работ были заложены разрезы в естественных почвах 2
пробных площадей: с повышенным КТП и пониженным КТП на территории
Ижемского лесничества Приморского района Архангельской области.
Поведение радионуклидов в почвах зависит: 1) от формы поступления
радионуклида, прежде всего степени растворимости; 2) от его геохимических
свойств; 3) от физико-химических условий среды, которое определяется
составом почвы, во многом обусловленным природно-климатическими,
ландшафтными и геологическими условиями. Как мы выяснили ранее (глава
4.3),
физико-химические
условия
пробных
площадей
различаются
незначительно.
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для естественных изотопов почвенных проб Ижмы получены
следующие результаты:
-
40
К, как и преобладает в минеральной части почвы обеих пробных
площадей (рис. 3.18 А) в горизонтах Е (подзолистый), В (вмывания) и С
(материнской горной породе). В органогенных горизонтах его содержание на
границе методики обнаружения, т.е. требует другого методического подхода
и статистически недостоверно.
- по сумме показателей активности 40К пробная площадь с пониженным
КТП незначительно превышает показатель пробной площади с повышенным
КТП.
-
232
Th, как и
40
К, зафиксирован в минеральных горизонтах почв
(рис. 3.18 Б), причем различия в данных между пробными площадями нет.
- показатель активности
226
Ra (рис. 3.18 В) на пробной площади с
пониженным КТП не имеет резких скачков, наибольшие значения
характерны для верхних органогенных горизонтов почв обеих пробных
площадей. То есть, различия между пробными площадями отсутствуют.
Показатели по техногенному цезию - 137 в почвенных горизонтах
пробных площадей Ижмы имеют наибольшее значение в верхних
горизонтах, причем, на пробной площади с повышенным КТП этот
показатель выше в подстилке в 75 % случаев, а на пробной площади с
пониженным КТП данный показатель в 75 % случаев выше в гумусовом
горизонте (рис. 3. 18 Г), чем в других горизонтах.
В остальных почвенных горизонтах на обеих пробных площадях этот
показатель имеет небольшие значения и слабо варьирует, что объясняется
закономерностями его поступления в почву из атмосферы и особенностями
миграции по почвенным горизонтам. То есть, показатели содержания
техногенного цезия говорят о том, что отличий нет.
В почвенных горизонтах пробных площадей были выявлены
следующие закономерности распределения активностей радионуклидов:
1) Наибольшая концентрация естественных и техногенных изотопов в
минеральной части почвы (горизонты В, Е, С). Это объясняется тем, что один
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
из основных механизмов осаждения радионуклидов – процесс сорбции
органическим
веществом,
гидроокислами
Fe,
Mn,
Al,
глинистыми
минералами. Максимум сорбционного поглощения приходится на рН 5 – 6,
который соответствует нижним горизонтам почвенного профиля. В условиях
промывного режима таежных экосистем Севера доминирует вынос
радионуклидов из органогенных горизонтов и частичное накопление в
горизонтах группы В.
700
Радиоактивность 40К, Бк/кг
600
500
400
300
200
100
0
Ао Н
Е
1
В
С Ао Н
Е
В Ао Н
2
Е
3
В
С Ао Н
Почвенные разрезы и горизонты
Е
В
4
А
83
Радиоактивность тория-232, Бк/кг
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
25
20
15
10
5
0
Ао Н
Е
В
С Ао Н
1
Е
В
С Ао Н
2
Е
В Ао Н
3
Е
В
4
Почвенные разрезы и горизонты
Радиоактивность радия-226, Бк/кг
Б
120
100
80
60
40
20
0
Ао Н
Е
1
В
С Ао Н
Е
В
2
С
Ао Н
Е
В Ао Н
3
Е
В
4
Почвенные разрезы и горизонты
В
84
Радиоактивность цезия-137, Бк/кг
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Ао Н
Е
1
В
С Ао Н
Е
В Ао Н
2
Е
В
3
С Ао Н
Е
В
4
Почвенные разрезы и горизонты
участок с пониженным КТП
участок с повышенным КТП
Г
Рис. 3.18. Изменение радиоактивности естественных и техногенных изотопов
почвенных горизонтов пробных площадей на территориях с различными
показателями КТП в районе Ижмы, Бк/кг. 1 – 4 – почвенные разрезы;
радиоактивность: А - 40К, Б - 232Th, В - 226Ra, Г - 137Cs.
2) В подкроновом пространстве обеих пробных площадей показатели
по изотопам выше, чем в межкроновом, особенно на пробной площади с
пониженным КТП, что связано с основными закономерностями миграции
изотопов в почвах таежных ландшафтов, где определяющую роль играет
водный режим. Конвективный перенос радионуклидов с током воды при
инфильтрации через почву доминирует в изучаемых почвах с промывным
режимом. В ельнике в подкроновое пространство поступает меньше
атмосферных вод, чем на открытые межкроновые участки, где водная
миграция радионуклидов в нижние горизонты почвы протекает более
активно.
3) Широко представлен почти во всех горизонтах 137Cs. Концентрация
цезия – 137 соответствует величине, характерной для почв, загрязненных в
результате атмосферных испытаний ядерного оружия и Чернобыльской
аварии для Северных районов, они не велики и не представляют опасности
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
для
пищевых
цепей.
Такие
выпадения,
несмотря
на
высокую
радиоактивность, обладают ничтожно малыми значениями массы и эти
поступления не изменяют физико-химического состава среды, в том числе и
почв (Киселев и др., 1996; Титаева, 2000). Уровень содержания 137Cs можно
объяснить также тем, что он больше задерживается в железистых
соединениях,
которые
характерны
для
иллювиально-железистых
подзолистых почв Севера. Кроме того, он является одним из наименее
подвижных радионуклидов, который практически полностью поглощается
почвами любого состава.
4) Активность тория – 232 в исследованных почвах, соответствуют
средним значениям по планете.
Таким образом, мы выяснили, что пробные площади Ижемского
лесничества мало отличаются по показателям активности радионуклидов в
почвенных горизонтах. Показатели концентрации радионуклидов в почве
соответствуют норме и не имеют аномальных отклонений. Распределение
изотопов по почвенному профилю и их миграция подчиняются основным
закономерностям и зависят от формы поступления радионуклида, его
геохимических свойств, от физико-химических условий среды, которое
определяется составом почвы, во многом обусловленным природноклиматическими,
совпадает
с
Г.П. Киселевым
ландшафтными
данными,
и
др.
и
геологическими
полученными
(1996).
А.В. Баженовым
Сходство
радионуклидов
позволяет
сделать
радиоактивные
аномалии,
т.е.
вывод,
КТП
условиями,
не
показателей
что
здесь
приводит
к
(2001)
что
и
активности
отсутствуют
изменению
радиоактивности, что в свою очередь не является причиной изменения
температуры почвы между пробными площадями.
***
Подводя
итог
исследования
географического
распространения
участков с различными показателями КТП на территории Архангельской
области можно сделать следующие выводы. Во всех исследуемых районах
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
доля территорий с повышенными значениями КТП составляет от 21 % до
57,5 % площади. Размещение зон с повышенным КТП подчиняется
геологическим закономерностям, в первую очередь связано с зонами
разломов. Кроме того, размещение зон КТП связано с областями
кимберлитового магматизма, имеющими место на территории Архангельской
области, в том числе в районах наших исследований. Размещение данных
территорий связано с генетическими особенностями ландшафтов, которых
выделяется шесть среди 31 физико-географического района. Установлена
достоверная связь между площадью территорий с пониженными значениями
КТП и генетическим типом ландшафтов в пределах физико-географических
районов области. Ранжирование физико-географических районов по площади
территорий с повышенными и пониженными значениями КТП, с учетом их
генетического типа ландшафта, показало, что приморские террасированные
ландшафты в 66 % случаев имеют территории с повышенными значениями
КТП, включая участки с максимальной долей таких территорий по
отношению к общей площади физико-географического района. Условно
наиболее холодным типом ландшафта можно считать плато на пестроцветах
и песчаниках с мореной московского оледенения, расположенных на востоке
области, а так же сюда можно отнести физико-географические районы в
пределах плато с близким залеганием известняков и гипсов. То есть, если
карбонатные породы перекрыты мореной и находятся не на плато, то в
пределах таких физико-географических районов наблюдается рост доли
территорий с повышенными значениями КТП и наоборот.
Изучение температуры почвы в пределах территорий с различными
значениями КТП в северной и средней подзоне тайги показало, что участки с
повышенным значением КТП имеют более высокую температуру почвы, чем
пробные площади с пониженными значениями КТП и в северной подзоне эта
разница составляет 1 ºС.
В ходе анализа химических свойств почв Ижмы на территориях с
различными показателями КТП в северной подзоне тайги установлено, что
на участке с повышенными значениями КТП в лесной подстилке больше
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
органического
вещества,
выше
показатель
гумификации и больше
подвижного фосфора (Р 2О5), а также обменного кальция в горизонте С, выше
кислотность подстилки и ниже кислотность иллювиального горизонта, чем
на участке с пониженными значениями КТП. Воздействие эндогенного
фактора на общие химические свойства почв наиболее ярко проявляются в
нижних горизонтах разрезов территории с повышенными значениями КТП.
Выявленные закономерности могут быть связаны с усилением водно миграционных потоков на территориях с повышенными значениями КТП.
Можно предположить, что определенным рубежом действия повышенных
температур, связанных с КТП, является горизонт А2, где отмечается
увеличение числа Fe-Mn конкреций. Выявленная граница, скорее всего,
достаточно динамична и в летние сезоны проходит выше – в органогенных
горизонтах. Более высокий температурный фон способствует увеличению
микробиологической активности, скорости минерализации органического
вещества и, как следствие, некоторому уменьшению общей мощности
органогенных горизонтов на участке с повышенными значениями КТП.
По результатам анализа содержания радиоактивных изотопов в почвах
Ижмы при различном значении КТП можно сделать следующие выводы:
пробные
площади
мало
отличаются
по
показателям
активности
радионуклидов. Концентрация радионуклидов в почве соответствуют норме
и не имеют аномальных отклонений. Распределение изотопов по почвенному
профилю и их миграция подчиняются основным закономерностям, зависят от
формы поступления радионуклида, его геохимических свойств, от физико химических условий среды, определяемых составом почвы. То есть,
исследуемые территории в северной подзоне тайги по физическим,
химическим и радиологическим показателям близки, хотя наблюдаются и
незначительные различия.
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. СОСТОЯНИЕ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ НА ТЕРРИТОРИЯХ
ТАЕЖНОЙ ЗОНЫ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ С
РАЗЛИЧНЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ЭНДОГЕННОГО ТЕПЛА
4.1. Влияние КТП на типологическую структуру лесов
Поскольку в переносе конвективного теплового потока важную роль
играет вода, то мы сочли необходимым рассмотреть распределение по
территории области групп типов
леса, отличающихся по степени
увлажнения: 1 – лишайниково-брусничную (сухую), 2 – кислично-черничную
(с
нормальным
увлажнением),
3
–
долгомошно-сфагново-травяную
(влажную) (табл. 4.1, 4.2). В итоге было выяснено, что в области
преобладают кислично-черничная и долгомошно-сфагново-травяная группы
типов леса. По их соотношению все лесхозы и районы области
географически объединяются в три зоны: западную и восточную с
преобладанием
долгомошно-сфагново-травяной
группы
типов
леса,
центральную (с северной), где ведущей является кислично-черничная группа
с нормальным увлажнением (рис. 4.1).
Таблица 4.1
Распределение районов области по коэффициенту увлажнения групп типов
леса (Кутл)
Степень
Влажные
Нормального
увлажне
Сырые
Свежие
Умеренноувлажнения
-ния
влажные
Кутл
3,5-2
2-1,5
1,5-1,31
1,3-1
1-0,6
0,6-0
Верхнетоемский
Пинежский
Онежский
Холмогорский
Шенкурский
Устьянский
Районы
Виноградовский
Мезенский
Красноборский
Приморский
Плесецкий
области
Лешуконский
Ленский
Каргопольский
Вилегодский
Няндомский
Котласский
Коношский
Вельский
В западной зоне, расположенной вдоль западной границы области,
соотношение
сырой
(долгомошно-сфагново-травяной)
и
нормально-
увлажненной (кислично-черничной) групп типов леса различно: Онежский и
Каргопольский лесхозы по степени увлажнения относятся к «свежим», а леса
Приозерного лесхоза (Плесецкий район) к группе «с нормальным
увлажнением» (табл. 4.1).
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 4.1. Группы типов леса по коэффициенту увлажнения (К утл) в
Архангельской области.
Условные обозначения:
1 – Сырые леса с коэффициентом от 1,5 до 3,5 и более;
2 – Свежие леса с коэффициентом от 1,3 до 1,5;
3 – Умеренно-влажные леса с коэффициентом от 1 до 1,3;
4 – Леса с нормальным увлажнением с коэффициентом от 0,6 до 1;
5 – Леса с нормальным увлажнением с коэффициентом от 0,4 до 0,6;
6 – граница зон;
7 – зоны: А – западная, Б – центральная, В – восточная.
В восточную зону, расположенную вдоль восточной границы области,
входят лесхозы с различным соотношением этих групп типов леса, здесь
преобладают «влажные» леса. К центральной зоне можно отнести лесхозы,
90
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
расположенные в междуречье Онеги и Северной Двины. Полученные
результаты можно объяснить:
1) на основе закономерностей географического положения района и его
рельефа: леса находятся в умеренной зоне, для которой характерно
избыточное увлажнение в сочетании с равнинным рельефом и слабым
уклоном территории на север, что объясняет преобладание влажной группы
типов леса (табл. 4.1);
2) с точки зрения геологического строения и истории развития
территории: изучаемая
территория
испытала морские трансгрессии,
ледниковые эпохи, сформировавшие ледниковые (аккумулятивные) формы
рельефа и отложений. Здесь преобладают моренные, флювиогляциальные,
озерно-аллювиальные и морские отложения, оказывающие существенное
влияние на температурный и гидрологический режим почв;
3) на основе особенностей хозяйственного освоения территории и
экологии лесов: значительная обрубленность территории, способствующая её
заболачиванию в сочетании с зонами, имеющими хорошо зарегулированный
сток в пределах крупной речной системы (бассейн р. Сев. Двина),
расположенной в центральной зоне (В) (рис. 4.1) формирует долготное
распределение групп типов леса;
4) в связи с размещением зон повышенного и пониженного КТП,
который, как известно, связан с подземными водами, с помощью которых
собственно и происходит перераспределение внутреннего тепла Земли при
конвекции, а так же с установленной нами зависимостью расположения
территорий с пониженными значениями КТП от генетического типа
ландшафта.
Анализ таблицы 4.2 показал, что:
 при минимальных процентных значениях ареалов с пониженными
показателями КТП возрастает доля кислично-черничной группы типов леса и
уменьшается
долгомошно-сфагново-травяной
группы
(Плесецкий
и
Приморский районы);
91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

при максимальных значениях доли участков с пониженным конвективным
тепловым потоком возрастает доля долгомошно-сфагново-травяной группы
типов леса (Лешуконский и Мезенский районы).
Таблица 4.2
Доля территорий по группам типов леса, КТП, ночным температурам и их
коэффициенты по районам Архангельской области
Ночные
температуры, %
КТП, %
Районы области
Кктп
КТП+ КТП-
Вельский
Верхнетоемский
Вилегодский
Виноградовский
Каргопольский
Коношский
Котласский
Красноборский
Ленский
Лешуконский
Мезенский
Hяндомский
Онежский
Пинежский
Плесецкий
Приморский
Устьянский
Холмогорский
Шенкурский
26,1
46,5
21
35,5
29,3
57,5
35,6
-
30,5
14,4
14,9
20
7
20,2
27,4
-
0,7
3,2
1,4
1,8
4,1
2,8
1,3
-
Группы типов леса* по
степени увлажнения, %
Кнт
t+
t-
32,3
11
15,5
22,3
25,3
14,6
11,2
19,9
8,3
45
63,3
40
12,5
22,2
16,2
24,8
16,5
25,1
22,6
19,4
68,7
65
43,7
30
36,6
62,1
52,2
75,6
13,6
9,2
21,5
63,4
45,2
53,2
44,5
53,6
35,5
39,3
Сухие
1,7
0,2
0,2
0,5
0,84
0,4
0,2
0,4
0,1
3,3
6,9
1,9
0,2
0,5
0,3
0,6
0,3
0,7
0,6
10,35
5,1
7,4
2,3
0,4
0,61
2,2
0,2
7
9,4
8,1
1,1
5,5
5,9
5,8
6,15
1,75
3,3
14,3
С нормальным
увлажнением
55,35
27,4
48
22,7
41,7
65,6
59,9
41,2
35
35,1
36,9
62,7
42
34,1
55,8
51,6
61,7
45,9
44,8
Кутл
Сырые
34,3
67,5
44,6
75
57,9
33,79
37,9
58,6
58
55,5
55
36,2
52,5
60
38,4
42,25
36,55
50,8
40,9
0,62
2,46
0,93
3,3
1,4
0,54
0,63
1,42
1,66
1,58
1,49
0,58
1,25
1,76
0,69
0,82
0,59
1,1
0,91
Условные обозначения:
КТП+ - процент территорий с повышенным КТП, КТП- - процент территорий с
пониженным КТП, t+ - процент территорий с повышенными ночными температурами,
t- - процент территорий с пониженными ночными температурами; группы типов леса*:
Сухая (ЛИШ+БР) – лишайниково-брусничная, с низким увлажнением (КИС+ЧЕР) –
кислично-черничная,
сырая (ДМ+СФ+ТР) – долгомошно-сфагново-травяная.
Коэффициенты: К ктп – конвективного тепла, К нт – ночных температур, К утл увлажненности групп типов леса.
По показателям групп типов леса Мезенский район сходен с
Лешуконским, а по процентному показателю зоны с повышенным КТП на
втором месте после Приморского района. Первое объясняется сходством
географического положения данных территорий и климатических условий.
Высокие показатели КТП Приморского и Мезенского районов (см. рис.
3.5) объясняются сложным геологическим строением. Данная территория
92
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
находится в краевой части древней платформы, области дофанерозойской
складчатости, где развиты зоны рифтогенеза и палеоавлакогенов (Масляев,
2004).
Здесь находятся участки замыкания или осложнения грабенообразных
платформенных структур, в узлах пересечения долгоживущих глубинных
разломов линейной и кольцевой морфологии. Так в Приморском районе
расположен Онежский грабен – Пурасозерская ступень, в пределах которого
проходит активный разлом (Юдахин и др., 2003).
Так долгомошно-сфагново-травяная группа типов леса тяготеет к
влажным местообитаниям, при этом возрастает доля территорий с
пониженным КТП.
Полученные данные (табл. 4.2) можно объяснить связью показателя
КТП с заболоченностью и увлажненностью территории, количеством и
динамикой тепла в почвах, а так же рельефом рассматриваемых участков.
Четко прослеживается долготная зональность в распределении групп типов
леса по коэффициенту увлажнения (К утл).
Таким образом, в пределах области установлена долготная зональность
в распределении групп типов леса по коэффициенту увлажнения (К утл), что
связано с физико-географическими особенностями изучаемой территории,
генетическим типом ландшафта (рельефом, геологическим строением,
климатическими особенностями и др.), как и расположение территорий по
температуре на поверхности почвы.
4.2. Влияние КТП на продуктивность лесных экосистем
Для характеристики экологического потенциала условий среды и
ресурсов жизнеобеспечения в лесоведении рассматривается бонитет условий
местообитания, определяемый по отклику растительности (высота древостоя,
запас древесины) (Курнишникова, Старостенкова, 1982; Лебков, 1992).
По данным В.И. Горного и Т.Е. Тепляковой (2001) около 5 %
территорий Европейского Севера имеют аномально высокий показатель
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КТП. Для территории Архангельской области эти данные косвенно
подтверждаются следующими фактами. С одной стороны, по данным
В.В. Беляева и И.А. Потапова (2003), 5 % площадей культур ели в нашей
области не подвержены влиянию заморозков. С другой стороны примерно
6 % естественных насаждений Архангельской области представлены (или
были представлены) высокопродуктивными древостоями 2 - 3 классов
бонитета (Чертовской и др., 1966). Запас древесины в них даже к 60-летнему
возрасту может достигать 220 и более м 3/га (Ельник кисличный 3 класса
бонитета).
Если учесть, что средний годичный прирост лесов области низкий –
0,85 м3 на 1 га (сосна – 0,8 м3, ель – 0,9 м3, лиственница – 0,8 м3) (Неволин и др.,
2003), то территории со столь благоприятными условиями для роста становятся
чрезвычайно ценными с точки зрения лесоводства и экономики области. Кроме
того, одноименные типы леса по продуктивности в спелом возрасте могут
различаться на 1 класс бонитета, т.е. различия по запасу древесины
составляют около 100 м3/га. Следовательно, можно говорить о КТП, как
факторе, влияющем на экологические условия экосистем.
До начала проведения более детальных и всесторонних, в том числе и
инструментальных,
исследований
по
изучению
влияния
КТП
на
экологические условия таёжных биогеоценозов, нами были изучены
таксационные описания Архангельской лесоустроительной экспедиции,
проведен
сравнительный
анализ
лесных
насаждений
(выделов)
Архангельского, Северодвинского и Онежского лесхозов.
Отбор территорий производился на основе карты КТП (Горный и др.,
2000), выполненной для большей части Приморского района, северной части
Холмогорского района, северо-западной части Пинежского и северо-востока
Онежского районов, северной и восточной частей Мезенского района
Архангельской
области.
Лесоводственно-таксационная
характеристика
насаждений, произрастающих на этих территориях, представлена в таблице
4.4.
Из
приведенных
материалов
видно,
что
лесные насаждения,
94
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
произрастающие в зонах с повышенным КТП, имеют более высокую
продуктивность (по запасам древесины) при сходном типе, возрасте и
составе древостоя на обеих территориях.
Таблица 4.4
Различия (в %) между характеристиками лесных насаждений на территориях
с различными показателями КТП в пределах северной подзоны тайги.
Местоположение
Северодвинский
лесхоз
Северодвинское
лесничество
Онежский лесхоз
Караминское
лесничество
Архангельский
лесхоз
Новодвинское
лесничество
Тип леса
Сосняк
сфагновый
Сосняк
сфагновый
Сосняк
сфагновый
Сосняк
сфагновый
Ельник
долгомошный
Сосняк
сфагновый
Ельник
черничный
Сосняк
сфагновоосоковый
Порода
Различия показателей
относительно территории с
пониженным КТП, %
Высота Диаметр
Запасы
Сосна
55,5
25
100
Сосна
55,5
11,1
200
Сосна
55,5
25
100
Сосна
55,5
42,8
100
Ель
Сосна
Береза
16,6
15,4
7
0
0
0
42,8
Сосна
37,5
50
140
Ель
Сосна
Береза
6,25
5,5
0
11,1
0
0
14,3
Сосна
10
0
40
Анализ различий между характеристиками лесных насаждений на
территориях с различными показателями КТП в пределах северной подзоны
тайги показал:
1.
Для сосняков сфагновых различия по высоте колеблются от 38 до 56 %,
по диаметру от 11 до 50 %, а по запасам древесины от 100 до 200 % в пользу
территорий с повышенными значениями КТП.
2.
Для сосняков сфагново-осоковых (болотно-осоковых) древостой на
участке с повышенным КТП по высоте превосходят на 10 %, по диаметру не
отличаются, а по запасам древесины на 40 % более продуктивны.
95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.
Для ельников долгомошных, в состав которых входят сосна и береза, в
одном случае выявлено различие по высоте у ели на 17 %, сосны на 16 % и
березы на 7 %, при этом не наблюдалось отличие по диаметру ствола, а
разница по запасам древесины в пользу участка с повышенным КТП
достигла 43 %. Во втором случае ель участка с повышенным КТП по высоте
уступала ели на участке с пониженным КТП на 7 %, не отличаясь по
диаметру, тогда как сосна и береза участка с повышенным КТП
превосходили по диаметру сходные породы на 9 и 13 % соответственно. В
запасах древесины этих сравниваемых участков разницы не выявлено.
4.
В ельниках черничных (черничник свежий, в породном составе
которого присутствуют так же сосна и береза) на участке с повышенным
КТП ель и сосна превосходят по высоте ель и сосну участка с пониженным
КТП на 6 %, береза по высоте не отличается, по диаметру различается только
ель на 11 % в пользу участка с повышенным КТП, как и разница в запасах
древесины, достигающая 14 %.
Таким образом, мы выяснили, что в разных типах сосняков и ельников
в пределах северной подзоны тайги Архангельской области участки с
повышенным КТП имеют более высокую продуктивность. В целом, в нашей
области более продуктивные типы леса, такие как ельники черничные, также
дают разницу по запасам древесины на участках с повышенным КТП на
14 %, что, несомненно, ценно с точки зрения лесного хозяйства и
экономической роли данных территорий. Следует учитывать и то, что для
лесного хозяйства разница в продуктивности лесов в 5 % - высокий
показатель, который говорит о том, что позднее продуктивность такого
участка повысится на 20 м3/га.
4.3. Влияние теплового потока на нижние ярусы лесных
биогеоценозов
Главную роль при формировании биогеоценозов в условиях таёжных
экосистем играет конкуренция за свет (Абаимов, Софронов, 1997). Она,
96
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вместе с комплексом других факторов (кислород, температура, влага,
питательные вещества), определяет процесс вегетативного роста растений,
степень развития напочвенного покрова, его массу (Цветков, 2004).
Установлено, что образование сухого вещества в растениях увеличивается
прямо пропорционально интенсивности света. Поэтому мы определяли массу
травяно-кустарничкового яруса и степени освещенности пробных площадей
Ижмы на участках с различным показателем КТП, что позволило оценить
продуктивность биогеоценозов и сравнить абиотические факторы их
формирования.
4.3.1. Масса запасов травяно-кустарничкового яруса на
территориях с различными показателями КТП
Анализ распределения массы запасов травяно-кустарничкового яруса,
расположенных на участках, различающихся по показателю КТП необходим
для оценки энергетической составляющей исследуемых биогеоценозов. Нами
рассчитана площадь крон для определения степени освещенности пробных
площадей. На пробной площади с повышенным КТП площадь крон
составляет 270 м2 (67,5 % площади участка), а на пробной площади с
пониженным КТП – 260 м2 (65 % площади участка). То есть показатели
очень близки. На изучаемых территориях ельников зеленомошных, нами
выделено две основные парцеллы: древесная (еловая кустарничковая) и
межкроновая (кустарничково-зеленомошная) с доминированием зеленых
мхов и кустарничков рода Vaccinium (брусничные) в структуре нижних
ярусов. Геоботанические исследования показали, что выбранные участки
сходны по видовому составу, который является типичным для северной
подзоны тайги и имеет невысокое видовое разнообразие: из 37 видов 27
(73 %) имеют низкую разницу во встречаемости (от 0 до 30 %).
На пробной площади с повышенным КТП чаще присутствует Луговик
извилистый (Avenella flexuosa (L.) Drej), который является индикатором более
влажных условий местообитания, что косвенно указывает на более
97
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
значительное увлажнение почв этого участка и может влиять на температуру
почвы.
Суммарная масса запасов травяно-кустарничкового яруса пробной
площади с повышенным КТП составила 263,65 г/м2, из них 173,65 г/м2 (66 %)
– масса данного яруса на открытых участках и 89,415 г/м2 (34 %) – его масса
в подкроновом пространстве (табл. 4.5).
Таблица 4.5
Масса запасов травяно-кустарничкового яруса в зависимости от уровня КТП
(Ижемское лесничество).
Парцелла
Под кроной
(ПК)
Между крон
(МК)
Среднее
Масса, г/м2
Повышенный
Пониженный
КТП
КТП
Разница,
г/м2
% разницы от
территорий с
пониженным
КТП
89,42±1,7
64,8±1,6
24,62
38
173,7±4,7
152,9±3,7
20,8
14
236,6±2,8
217,7±2,6
45,9
21
На пробной площади с пониженным КТП общая масса травянокустарничкового яруса составила 217,7 г/м2, соответственно 152,9 г/м2
(70,2 %) на открытом пространстве и 64,8 г/м2 (29,8 %) – в подкроновом. То
есть суммарная масса запасов этого яруса на участке с повышенным КТП
превышает данные пробной площади участка с пониженным КТП на 21 %.
Различия сохраняются и при разной освещенности. Так в межкроновых
пространствах масса подстилки в два раза выше, чем в подкроновых: на
пробной
площади
с
повышенным
КТП
масса
запасов
травяно-
кустарничкового яруса на открытых участках в 62,5 % случаев превышает
его массу под кроной (рис. 4.2).
На пробной площади с пониженным КТП – в 87,5 %, что объясняется
прямой зависимостью величины растительной массы от освещенности и
температурного режима под пологом леса. Независимо от степени
освещенности масса подстилки больше на участке с повышенными
значениями КТП: в подкроновом пространстве на 38 %, а в межкроновом на
14 %. То есть, парцеллярная структура влияет на запасы травянокустарничкового яруса, но показатели участка с повышенным КТП
98
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
превышают показатели участка с пониженным КТП, независимо от
положения места отбора проб (между кронами или под кронами).
Показатели массы травянистого яруса в воздушно-сухом состоянии
пробной площади с повышенными значениями КТП в 87,5 % случаев
превышают данные показатели на пробной площади с пониженным КТП, как
и суммарные показатели массы запасов травяно-кустарничкового яруса. Это
нельзя объяснить различной степенью освещенности и сомкнутости крон
участков, поскольку условия освещения пробных площадей практически
сходны.
120
100
пробная площадь
с повышенным
КТП
масса, гр
80
60
пробная площадь
с пониженным
КТП
40
20
0
1
2
3
4
5
6
под кроной
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
открытый участок
Рис. 4.2. Масса запасов травяно-кустарничкового яруса в воздушно-сухом
состоянии, г.
Полученную разницу в показателях запасов травяно-кустарничкового
яруса можно объяснить только тем, что температура почвы на участке с
повышенным КТП стабильно выше на протяжении всего вегетационного
периода, хотя почвенные характеристики двух пробных площадей близки.
Таким образом, мы установили, что масса подстилки на участках с
повышенными значениями КТП превышает массу подстилки участка с
пониженными значениями КТП в среднем на 21 %. Разница в показателях
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
при равной степени освещенности и сомкнутости крон участков, может быть
объяснена только тем, что температура почвы на участке с повышенными
значениями КТП стабильно выше на протяжении всего вегетационного
периода.
4.3.2. Растительные сообщества на территориях с различными
показателями КТП
Эколого-ценотический анализ флоры лесных биогеоценозов проводили
в 2005 - 2006 г.г. (июнь - август) на территории Целезерской системы озер
Виноградовского района Архангельской области в средней подзоне тайги в
пределах зон повышенного (район оз. Целезеро, оз. Белое, оз. Долгое) и
пониженного
КТП
(оз. Шидрозеро,
оз. Чашливое).
Изучение
флористического списка сосудистых растений данной территории выявило,
что здесь произрастают растения 96 видов, 71 рода, 36 семейств. По числу
видов преобладает семейство Rosaceae (Розоцветные) - 9 видов, Asteraceae
(Сложноцветные)
представлены
7 видами,
Poaceae
(Злаковые)
и
Ranunculaceae (Лютиковые) – 6 видами, по 4 вида – Pinaceae (Сосновые),
Ericaceae
(Вересковые),
Salicaceae
(Ивовые),
Scrophulariaceae
(Норичниковые) и Fabaceae (Бобовые), остальные семейства имеют
небольшую видовую представленность.
Среди перечисленных видов главенствуют виды бореальной широтной
фракции. По историко-генетическому элементу преобладают аборигенные
виды.
Присутствие
большого
количества
видов
апофитов,
распространяющихся по нарушенным местообитаниям, на территории
оз. Целезеро еще раз подтверждает наличие антропогенного воздействия на
данном участке. В меньшей степени это можно сказать об оз. Чашливое и
оз. Шидрозеро.
Если рассматривать топическое сходство изучаемых ключевых
участков в пределах каждого из озер на основе кластерного анализа (среднее
присоединение), то можно сделать следующие выводы:
100
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1.
На
участках,
расположенных
в
районе
оз. Целезеро
по
геоботаническим данным выделяется три кластера со степенью сходства
ниже 30 % (рис. 4.3). Самыми непохожими среди них оказались два (№ 16 и
№ 6),
отличающиеся
видовым
составом
и
особой
топической
расположенностью (на вывале и на заболоченном месте).
2.
Два других кластера имеют сходство от 30 до 50 %. Это позволило
объединить ключевые участки оз. Целезера (с № 1 по № 17), исключая
ключевые участки № 16 и № 6, в один кластер для построения общей
дендрограммы озер (рис. 4.5).
3.
В пределах озер Шидрозеро и Чашливое (рис. 4.4) ключевые участки
делятся на три кластера, причем, самый широко представленный (группа 2),
объединяет ключевые участки двух озер со степенью сходства 50 % и более,
т.е. высокой степенью сходства изучаемых биогеоценозов, что также
позволило их объединить для построения сводной дендрограммы.
4.
Сравнение топического сходства всех ключевых участков Целезерской
системы
озер
на
основе
кластерного
анализа
видового
состава
растительности показало, что их можно объединить в 4 группы или кластера
(рис. 4.5).
Первую группу, со степенью сходства от 70 % и более, образуют
ключевые участки оз. Белое и большинство участков оз. Целезеро. С ними
сходны более чем на 60 % ключевые участки оз. Чашливое (№ 1-4) и чуть
менее 60 % - участки оз. Шидрозеро.
Остальные группы представлены отдельными ключевыми участками
озер Чашливое, Целезеро и Шидрозеро со степенью сходства от 18 до 45 %.
Таким образом, мы можем сделать вывод, что изучаемые нами
биогеоценозы в пределах Целезерской системы озер имеют значительную
среднюю степень сходства, что в результате подтверждается при построении
дендрограмм методом ближнего соседа (одиночное присоединение), которые
показывают еще более высокие значения степени сходства изучаемых
участков. Но все же по восьми участкам (рис. 4.5) заметна тенденция
выделения кластеров с высокими и низкими показателями КТП.
101
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Группа 1
Группа 2
Группа 3
Рис. 4.3. Дендрограмма сходства растительности ключевых участков
оз. Целезеро (ICS). Ключевые участки оз. Целезеро: с1 – с17 (№ 1-17).
Группа 1
Группа 2
Группа 3
Группа 4
Рис. 4.4. Дендрограмма
сходства растительности
ключевых
участков
оз. Шидрозеро
и
оз. Чашливое по индексу
ЧекановскогоСъеренсена (ICS).
Ключевые участки
оз. Шидрозеро и
оз. Чашливое:
h1-h6 – оз. Чашливое
(№ 1-6);
sh1-sh7 - оз. Шидрозеро
(№ 1-7).
102
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
I
Б
Ц1 Ч1
II
III IV
ЧШ Ч2 Ц2 Ш Ц3
Рис. 4.5.
Дендрограмма сходства
растительности ключевых участков
Целезерской системы озер. Евклидово
расстояние по индексу ЧекановскогоСъеренсена (ICS).
Ключевые участки:
Б – оз. Белое;
Ц1 – оз. Целезеро (№ 1-5,7-15,17);
Ч1 – оз. Чашливое (№ 1-4);
ЧШ – оз. Чашливое (№3-6),
оз. Шидрозеро (№ 1-6);
Ч2 – оз. Чашливое (№ 5-6);
Ц2 – оз. Целезеро (№ 16);
Ш – оз. Шидрозеро (№ 7);
Ц3 – оз. Целезеро (№ 6).
Исследования проведены по трансекте маршрутного хода между
участками в направлении с юго-востока на северо-запад. Для сравнения
лесных экосистем на территориях с повышенными (оз. Целезеро) и
пониженными (оз. Чашливое) показателями КТП мы отобрали участки со
сходным возрастом и составом древостоя в районе и Целезерской системы
озер (табл. 4.6).
Таблица 4.6
Характеристика основных показателей ельников черничных оз. Целезеро и
оз. Чашливое.
Показатели
КТП участка
Квартал (выдел)
Возраст древостоя
Состав
Условия по экологическим
шкалам
Район оз. Целезеро
повышенный
61(12)
120
3Е 2С 5Б
Район оз. Чашливое
пониженный
64(19)
120
3Е 2С 5Б
Увлажнение
Влажнолесное
Влажнолесное
Почвы
Небогатые мезотрофные, Небогатые мезотрофные
в 30 % случаев довольно
богатые
103
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Нами было оценено флористическое разнообразие выбранных для
сравнения сообществ на указанных территориях, оценено их видовое
богатство (табл. 4.7).Из таблицы видно, что древесный ярус на обеих
территориях однороден по числу видов.
Различия наблюдаются в остальных ярусах: происходит сокращение
числа видов кустарников, трав и увеличение числа видов мхов при движении
с юго-востока на северо-запад из зоны повышенного в зону пониженного
КТП.
Таблица 4.7
Число видов сосудистых растений ельников черничных оз. Целезеро и
оз. Чашливое
Ярус сообщества
Повышенный КТП
Древесный
4
Кустарниковый
4
Травяно-кустарничковый
30
Мохово-лишайниковый (только
6
мхи)
Общее видовое богатство
44
Пониженный КТП
4
2
25
8
39
Данный процесс смены растительности можно объяснить сменой
фитоценотических групп биогеоценозов в относительно однородных
условиях: при едином составе древостоя на отдельных участках (в локальных
условиях)
варьируют
свойства
биогеоценозов,
отражаясь
в
смене
биогеоценотических групп растений.
Следует учитывать, как отмечают В.Н. Федорчук и др.(2005) даже при
одном типе земель биогеоценозы могут находиться на разных стадиях и
фазах динамики, в том числе и восстановительной.
В нашем случае на обеих территориях преобладающей является
черничная фитоценотическая группа. На Целезерском участке так же
присутствует растительность кисличной и таволгово-кисличной группы, что
говорит о близком залегании грунтовых вод и повышении почвенного
плодородия и увлажнения, а так же об улучшении трофического режима почв
по сравнению с черничной группой. На территории оз. Чашливое кисличная
серия биогеоценозов так же присутствует. Но поскольку почвообразующие
породы
здесь
идентичны,
то
различия
объясняются
изменением
104
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
экологических свойств верхних горизонтов почвы, связанных с увлажнением
и аэрацией.
Установлено, что независимо от ландшафтных условий сравниваемым
участкам характерно
преобладание в травяно-кустарничковом ярусе
бореальных видов (табл. 4.8), а на территории с повышенным КТП
отсутствуют олиготрофные виды, что говорит о более богатых трофических
условиях.
Доля растений различных
сравниваемых территорий, %.
эколого-ценотических
Эколого-ценотическая группа
Бореальная
Луговая
Неморальная
Боровая
Олиготрофная
Нитрофильная
Влажнотравная
Группа видов переувлажненных
местообитаний
Участки с
повышенными
значениями КТП
38
18
22
8
8
4
2
Таблица 4.8
групп во флоре
Участки с
пониженными
значениями КТП
42
16
16
8
3
7
6
2
По общему видовому богатству выделяется территория с повышенным
КТП, хотя в среднем количество видов сравниваемых участков невелико.
В.И. Горный подчеркивает, что имеется высокая степень корреляции
между месторасположением редких видов, в том числе неморальных,
характерных для зоны широколиственных лесов, или мест с высоким
биоразнообразием с зонами конвективных потоков. Но их распространение
он не связывает с каким-то определенным типом почв или особенностями
рельефа (Горный, Теплякова, 2001).
Маршрутные геоботанические исследования в пределах гривы
оз. Белое (рис. 4.6) показали, что в данном районе развиты ельники
мелкотравно-зеленомошные.
Это
мелкотравно-мелкопапоротниковый тип с доминированием
бореальных трав (Oxalis acetosella, Maianthemum bifolium, Gymnocarpium
dryopteris) на склонах с хорошим дренажом и умеренным увлажнением, о
105
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
чем говорит преобладание в напочвенном покрове западного склона
голокучника Линнея (Gimnocarpium dryopteris (L.) Newm.). Как отмечают
Л.Б. Заугольнова и О.В. Морозова (2004), данный тип леса является
зональным и фоновым для средней тайги и моренных ландшафтов.
Рис. 4.6. Маршрутный профиль через гриву оз. Белое Целезерской системы
озер. Цифрами на схеме обозначены: степень освещенности биогеоценозов 1
– 1.0; 2 – 0.8; 3 – 0.5; 4 – 0; 5 – температура почвы на глубине 30 см, ºС;
растительность верхнего яруса по линии профиля 6 – ель, 7 – сосна, 8 –
береза.
Установлено, что температура западного склона гривы ниже, чем
восточного, обращенного к озеру, причем это не связано со степенью
освещенности, а, скорее всего, объясняется степенью дренированности почв.
Выявлено присутствие вероники дубравной (Veronica chamaedrys L.),
волчника обыкновенного (Daphne mezereum L.) – кальцефилов бореальнонеморальной группы, а так же вороньего глаза (Paris quadrifolia L.) и
перловника
поникшего
(Melica
nutans
L.)
бореально-неморальной
географической группы. Это говорит о наличии в морене карбонатов в
верхней части гряды. Причем, Paris quadrifolia L. произрастает только на
106
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
восточном склоне, обращенном к озеру и вершине гряды. Как отмечает
В.М. Шмидт (2005), данные растения характерны для зеленомошных
ельников, смешанных разнотравных лесов и берегов озер.
Западный склон гривы характеризуется большей увлажненностью,
кислотностью почв и преобладанием бореальных видов, а восточный склон
лучше дренирован, прогрет и здесь в большем количестве присутствуют
бореально-неморальные виды.
Кроме этого традиционно формирование на Севере экстразональных
биогеоценозов, с участием неморальной растительности некоторые авторы
связывают
со
спецификой
экспозиции
склонов
и
особенностями
подстилающих пород, в т.ч. с приуроченностью к моренным ландшафтам,
где образуются почвы, более богатые элементами питания (Железнова,
Шубина, 1998). Результаты геоботанических исследований подтверждают
это: обнаружены растения, являющиеся индикаторами кислотности почв:
среднекислых – ситник нитевидный (Juncus filiformis L.), кошачья лапка
двудомная (Antennaria dioica (L) Gaerth.), черника (Vaccinium mirtillus L.),
брусника (Vaccinium vitis-idaea L.), рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia
L.); слабокислых – чина луговая (Lathyrus pratensis L.), лютик едкий
(Ranunculus acris L.), таволга вязолистная (Filipendula ulmanaria (L.) Maxim.),
хвощ болотный (Equisetum palustre L.), подмаренник болотный (Galium
boreale L.), смородина черная (Ribes nigrum L.); нейтральных – черноголовка
обыкновенная (Prunella vulgaris L.); богатых азотом – ежа сборная (Dactylis
glomerata L.), кипрей узколистный (Chamaenerion angustifolium L.); кальцием
– вероника дубравная (Veronica chamaedrys L.), лиственница (Larix Hill.),
волчник обыкновенный (Daphne mezereum L.); фосфором – герань лесная
(Geranium sylvaticum L.); калием – Dactylis glomerata L. (Виноградов, 1964),
что также можно объяснить постоянным притоком флюидов и глубинных
газов, особой геохимической специализацией в зоне разломов.
Чина весенняя (Lathirus vernus (L.) Bernh.) – неморальный вид,
встреченный
на
территории
оз. Чашливое
и
оз. Целезеро.
Другой
неморальный вид найден на озере Шидрозеро – перловник поникший (Melika
107
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
nutans L.), а мятлик лесной (Poa nemoralis L.) только на территории озер
Чашливое и Целезеро. На всех участках, близких к «теплой» зоне по КТП
или расположенных непосредственно в ней (кроме оз. Чашливое и
оз. Шидрозеро, расположенных вне зоны), встречаются виды вороний глаз
четырехлистный (Paris quadrifolia L.) и таволга вязолистная (Filipendula
ulmanaria (L.) Maxim.) бореально-неморальной географической группы. Как
отмечают В.Г. Бострем (1984) и В.М. Шмидт (2006), данные растения
характерны для зеленомошных ельников, смешанных разнотравных лесов и
берегов озер, представленных на территории исследования. Подмаренник
северный (Galium boreale L.) бореально-неморальной группы найден только
в районе озера Целезеро.
Своеобразием сообществ в пределах территорий с различными
значениями КТП является присутствие редких и нечасто встречающихся в
сборах по Архангельской области видов мхов, значительный процент
неморальных видов, редких для подзоны средней тайги. Активное участие в
сообществах луговой растительности связано с возрастанием антропогенной
нагрузки (данная территория в последнее время используется для
любительской рыбной ловли). Тип ландшафта и его особенности влияют на
соотношение сообществ разных видов растений. Присутствие олиготрофной
растительности на территории в районе оз. Чашливое говорит о бедности
почв, а отсутствие данной группы растений лишь подтверждает наличие
более благоприятных условий для произрастания на территории с
повышенными значениями КТП в пределах участков, расположенных в
районе оз. Целезеро.
Неотъемлемой частью лесных биогеоценозов является моховой ярус,
который активно влияет на формирование состава растительных сообществ и
их биомассы, на возобновление древесных пород. В исследуемых типах леса
преобладают листостебельные мхи бореального элемента. Приуроченность
редких видов мхов к определенной лесной формации во многом зависит от
наличия в ней специфичных экотопов, одним из факторов формирования
которых может быть расположение в зоне конвективных потоков.
108
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Среди
редких
и
предлагаемых
к
охране
видов
бриофлоры
Архангельской области в районе исследования (территория оз. Чашливое)
найден один – неккера перистая (Neckera pennata Hedw.). Геоботанические и
флористические исследования данной территории области пополняют
сведения о распространении и новых находках листостебельных мхов.
Среди мхов, не являющихся редкими видами, но не часто
встречающихся в сборах, найдены: на территории озера Целезеро плагиотеций зубчатый (Plagiothecium odontella), фиссиденс адиантовидный
(Fissidens adiantoides Hedw.), брахитеций Штарка (Brachythecium schtarkii) на
территории озера Чашливое – псевдобриум цинклидиевидный (Pseudobryum
cinclidioides (Hueb.) Т. Кор.), плагиомниум эллиптический (Plagiomnium
ellipticum (Brid.) Т. Кор.).
Среди редких и охраняемых видов лихнеофлоры нами встречена
лобария легочная (Lobaria pulmonaria Hoffm.) на территории ключевых
участков на оз. Долгом, что говорит об экологической чистоте лесов ,
ненарушенности лесных сообществ, их старовозрастности (Красная книга…,
2000). Как отмечают Г.В. Железнова и Т.П. Шубина (1998), на территории
республики Коми роль неморальных видов повышается в осинниках,
пихтарниках и ивняках, что связано, главным образом, с экологическими
условиями, характером рельефа, составом горных пород и особенностями
почв.
Таким образом, мы выяснили, что среди растений в пределах
территории Целезерской системы озер, имеющей высокую степень сходства
растительности ключевых участков,
главенствуют виды
бореальной
широтной фракции. Есть представители неморального географического
элемента.
По
фитоиндикационным
шкалам
Л.Г. Раменского
данная
территория относится к влажным лесам, расположенным на достаточно
дренированных равнинах, здесь преобладают небогатые мезотрофные
слабокислые почвы. Наиболее богатые почвы встречаются в районе
оз. Целезеро и некоторых участках в районе оз. Чашливое, географически
близко расположенных друг с другом, но в разных «тепловых зонах» по
109
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
величине КТП. По группе типов леса они относятся к одним секциям
эколого-ценотических групп. В исследуемых типах леса преобладают
листостебельные мхи бореального элемента. Нами встречены редкие виды
растений, среди которых найден один редкий и предлагаемый к охране вид
бриофлоры (Neckera pennata Hedw.) и лихнеофлоры (Lobaria pulmonaria
Hoffm.). Несмотря на то, что особые условия в пределах изучаемых
территорий позволяют произрастать редким и исчезающим видам растений и
делают данные участки важными для сохранения флористического богатства
области, вывод В.И. Горного о приуроченности редких видов исключительно
к территориям с повышенными значениями КТП для района нашего
исследования остается недоказанным и требуется его продолжение.
***
В ходе анализа влияния КТП на типологическую структуру лесов
установлено, что при минимальных процентных значениях ареалов с
пониженными показателями КТП возрастает доля кислично-черничной
группы типов леса и уменьшается долгомошно-сфагново-травяной группы. А
при максимальных значениях доли участков с пониженным конвективным
тепловым потоком возрастает доля долгомошно-сфагново-травяной группы
типов леса.
Анализ влияния показателя КТП на продуктивность лесов в пределах
северной подзоны тайги показал, что в ареалах с повышенными значениями
КТП
продуктивность
выше.
Наибольшие
отличия
показателей
продуктивности лесов в пользу территорий с повышенным КТП характерны
для более влажных типов леса, особенно в сосняках сфагновых, где разница
по запасам древесины может достигать 200 %.
В результате анализа влияния КТП на нижние ярусы лесных
биогеоценозов мы выяснили, что масса подстилки на участках с
повышенными значениями КТП превышает массу подстилки участка с
пониженными значениями КТП в среднем на 21 %. Парцеллярная структура
влияет на показатели массы травяно-кустарничкового яруса территорий с
110
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
различными показателями КТП: в межкроновых пространствах масса в два
раза выше, чем в подкроновых. Но показатели участка с повышенными
значениями КТП превышают показатели участка с пониженным КТП,
независимо от положения места отбора проб (между кронами или под
кронами): в подкроновом пространстве на 38 %, а в межкроновом на 14 %
масса подстилки больше.
Эколого-ценотический анализ флоры лесных биогеоценозов средней
подзоне тайги области на участках с различными значениями КТП показал,
что здесь произрастают растения 96 видов, 71 рода, 36 семейств, где
главенствуют виды бореальной широтной фракции. Кластерный анализ
показал, что биогеоценозы Целезерской системы озер имеют значительную
среднюю степень сходства. Установлено, что при движении из ареала с
повышенным КТП на территорию с пониженным КТП происходит
сокращение числа видов кустарников, трав и увеличение числа видов мхов.
По общему видовому богатству выделяется территория с повышенными
значениями КТП, хотя в среднем количество видов сравниваемых участков
невелико. Несмотря на то, что особые условия в пределах изучаемых
территорий позволяют произрастать редким и исчезающим видам растений и
делают данные участки важными для сохранения флористического богатства
области, вывод В.И. Горного о приуроченности редких видов исключительно
к территориям с повышенными значениями КТП для района нашего
исследования
остается
недоказанным
и
требуется
продолжение
исследования.
111
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5. ВЛИЯНИЕ ЭНДОГЕННОГО ТЕПЛА ЗЕМЛИ НА
АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Детальная оценка климатов регионов необходима для рационального
ведения хозяйства. В частности, для сельского и лесного хозяйства
принципиально
важным
является
микроклиматическое
исследование
площадей, на которых производятся посадки сельскохозяйственных и лесных
культур.
Научные основы отечественной микроклиматологии заложены еще
А.И.Воейковым, поскольку именно он сформулировал закон о влиянии форм
рельефа на амплитуду температуры и влажности.
В
дальнейшем
Г.А. Любославского,
исследования
В.В. Докучаева,
А.И. Кайгородова
Г.Н. Высоцкого,
способствовали
становлению
микроклиматологии как научной дисциплины. Существенный вклад в
развитие
микроклиматологии
С.А. Сапожникова
(1950),
внесли
И.А. Гольцберг
Г.Т. Селянинов
(1948,
1955,
1957,
(1930),
1961),
Е.Н. Романова (1977, 1983) и др.
На разных стадиях развития микроклиматологии как науки изменялось
понятие микроклимата. Р. Гейгер (1960) дал определение микроклимата как
климата нижнего двухметрового
слоя воздуха. Такого же взгляда
придерживалась и С.А. Сапожникова (1950). Позднее И.А. Гольцберг (1957)
дает следующее определение микроклимата: «Под микроклиматом следует
понимать климат небольшой территории, возникающий под влиянием
различия в рельефе, растительности, состояния почвы, наличия водоемов,
застройки и других особенностей подстилающей поверхности на суше.
Особенности микроклимата проявляются в верхних слоях почвы и в нижнем
приземном слое воздуха до высоты нескольких метров или десятков метров,
часто до высоты 100 – 150 м».
Особое внимание при микроклиматических исследованиях должно
уделяться изучению процесса формирования заморозков, так как они
отрицательно воздействуют на физиологическое состояние растений и часто
112
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
являются причиной их гибели. Сильнее всего это воздействие проявляется во
время наибольшего видимого роста побегов. Этот период в Архангельской
области приходится в среднем на конец мая - середину июля. На основании
микроклиматических исследований можно выделить территории наиболее и
наименее подверженные заморозкам, и тем самым снизить потери среди
выращиваемых растений.
5.1. Заморозки: понятие, характеристика, факторы
Заморозками называют понижение температуры в приземном слое
воздуха или на почве до 0 С и ниже на фоне устойчивых положительных
температур (в теплое время года) (Пармузин, Карпов, 1994). И.А. Гольцберг
(1957) уточняет, что при заморозках минимальная температура падает ниже
нуля на поверхности почвы и травостоя во время вегетационного периода.
Главное в этих определениях – это понижение температуры ниже нуля при
устойчивых положительных среднесуточных температурах. В русском языке
есть синоним этого понятия – “утренник”, так как заморозки чаще всего
бывают в предрассветное время. Кроме того, в литературе заморозки
называют еще и “возвратом холодов”, когда речь идет о поздних весенних
заморозках, а на севере умеренного пояса и летних. Ранние заморозки
бывают в конце лета или в начале осени, когда еще держатся положительные
среднесуточные температуры.
Основные характеристики заморозков – их интенсивность и частота.
Под интенсивностью заморозков понимается температура воздуха, другими
словами это их сила или величина. Под частотой заморозков понимается их
количество за месяц, сезон, год. Различается интенсивность и частота
заморозков на поверхности почвы и в воздухе, на высоте 2 м. Эти данные
получают на метеостанциях и заносят в метеорологические ежемесячники.
Интенсивность
заморозков
выражается
в
абсолютном
минимуме
температуры воздуха (в метеорологическом ежемесячнике – за месяц) и в
средней минимальной температуре (вычисляется по абсолютным минимумам
113
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в определенный месяц на определенной метеостанции за ряд лет).
Экстремальные (крайние) температуры являются синонимами абсолютных
минимальных
или
максимальных
ежемесячниках,
температур.
которые
В
выпускают
метеорологических
территориальные
гидрометеорологические центры, количество дней с заморозками принято
обозначать как “дни с морозом”. Проведенные еще в 1925 – 1940 гг.
исследования процесса возникновения заморозков в разных частях СССР
показали, что поздние весенние и ранние осенние заморозки всегда
возникают в результате адвекции холодной воздушной массы (Каминский,
1925; Нарышкина, 1932; Темникова, 1938 и др.). Интенсивность заморозка,
помимо температуры, поступившей воздушной массы, зависит от целого
ряда факторов, главным образом, от свойств подстилающей поверхности и
общих погодных условий во время заморозка. Этот вывод полностью
подтверждается в работах Смекаловой (1957), Гольцберг (1957). Названные
работы опровергли существовавшее в метеорологической литературе
деление заморозков на два резко различных типа – адвективный и чисто
радиационный
–
и
обосновали
выделение
трех
типов
процесса
возникновения заморозков. В настоящее время принято выделять следующие
типы заморозков:
1. Адвективные заморозки возникают в результате наступления волны
холода с температурой ниже 0 ºС, как правило в течение нескольких суток
подряд при общем низком уровне температуры, значительной облачности,
ветре и вызывают падение температуры ниже 0 ºС не только ночью, но часто
и днем. Основной причиной этого является адвекция (перенос воздушных
масс в горизонтальном направлении) арктических воздушных масс.
Воздушная масса – обширная часть воздуха тропосферы, имеющая
однородные свойства, полученные от той территории или акватории, над
которой
она
сформировалась:
так
арктические
воздушные
массы
формируются над акваторией Северного Ледовитого океана. Перемещаясь,
они приносят свои свойства на другую территорию, меняя погоду, р анее
установившуюся там.
114
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. Радиационные заморозки возникают в тихие, ясные ночи в результате
суточного хода температуры при относительно низких средних суточных
температурах и интенсивном ночном излучении (потеря тепла подстилающей
поверхностью вследствие длинноволновой или тепловой радиации).
3. Смешанные заморозки наиболее часты поздней весной, в начале лета или
ранней осенью при относительно высоких среднесуточных температурах.
При этом ночное понижение температуры в результате суточного хода ее уже
не приводят к падению минимальной температуры в ясные ночи ниже 0 ºС, и
заморозки всегда связаны с адвекцией холодных масс воздуха. При
поступлении на континент температура этих масс воздуха бывает выше 0 ºС
и падает ниже 0 ºС только в результате радиационного ночного
выхолаживания. Значения отрицательных температур при этом типе
заморозков обычно не велики (-2 – -3С). Наиболее опасны для растений
адвективные заморозки, которые захватывают обширные территории и
имеют самые низкие температуры. Большое влияние на интенсивность
заморозков играет подстилающая поверхность (местные условия), особенно,
при радиационных и смешанных.
По степени охлаждения почвы и воздуха заморозки разделяются на
слабые (-1 – -2 С), сильные (-3 – -4 С) и очень сильные (-5 – -6 С)
(Костюкевич, 1975).
Различная степень подверженности участка заморозкам изменяется в
зависимости от формы рельефа, экспозиции склона, защищенности места,
растительного покрова, близости водоема и типа заморозка (Романова и др.,
1983).
Многочисленные
авторы
сходятся
во
мнении,
что
наиболее
безопасными для возникновения заморозков местами являются склоны
южных и юго-западных экспозиций и вершины макрорельефа, наиболее
опасными – северные и северо-восточные склоны и котловины (впадины
макрорельефа), лишенные древесной растительности, с переувлажненными
почвами (Берлянд, 1948, 1956; Гольцберг, 1948, 1949, 1957, 1961; Берлянд,
Красиков, 1953; Сапожникова, 1950; Гейгер, 1960).
115
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Заморозки на вершинах и верхних частях склонов в результате
стекания холодного воздуха бывают менее интенсивные, чем в долинах и
пониженных частях рельефа, причем различия по сравнению с заморозками
на равнине могут достигать 2 – 3 ºС. Наиболее резко влияние рельефа
проявляется в ясную погоду. Однако следует иметь в виду, что в некоторых
случаях, когда заморозки сопровождаются пасмурной и ветреной погодой в
менее благоприятных условиях оказываются вершины и наветренные
склоны, на которых выхолаживание растений за счет большой скорости ветра
идет более интенсивно, чем в защищенных от ветра местах. Влияние
местных условий на интенсивность заморозков отражено в таблице 5.1.
Таблица 5.1
Влияние рельефа на степень заморозкоопасности отдельных его форм в
тихие, ясные ночи (по И.А. Гольцберг)
Форма рельефа
Степень
заморозкоопасности,
баллы
Вершины и верхние части
пологих (менее 10) склонов
Холодный воздух
Изменение
минимальной
длительности
температуры за безморозного
ночь, 0 С
периода, дни
приток
сток
2
нет
есть
от +1 до 3
от +5 до 15
Равнины, плоские вершины,
дно широких (более 1 км)
открытых долин в средней
части
3
нет
нет
0
0
Средние части пологих
склонов (менее 10)
3
есть
есть
0
0
Дно и нижние части склонов
долин с умеренным уклоном
2
есть
есть
от +1 до 3
от +5 до 15
Долины больших рек,
побережья морей и озер
2
есть
есть
от +2 до 4
от +10 до 20
Дно и нижние части склонов
долин со слабым уклоном
4
есть
слабый
от -2 до -3
от -10 до -15
Котловины
5
есть
нет
от -4 до -6
от -20 до -30
Нижние части склонов и
прилегающие части
широких долин
4
есть
слабый
от -3 до -5
от -15 до -25
Сырые низины
4
нет
нет
от -3 до -6
от -15 до -30
Густые заросли деревьев и кустарников по склонам возвышенностей,
препятствуя
движению
холодного
воздуха
в
низины,
ослабляет
интенсивность заморозков. Близость водоемов (рек, озер) уменьшает
вероятность заморозков и делает их менее интенсивными (табл. 5.2).
Осенью заморозки на повышенных элементах рельефа начинаются
116
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
раньше, чем в низинах, причем изменение идет со скоростью 2 – 3 дня на
100 м высоты. Заморозкоопасность различных форм рельефа определяется
условиями стока и подтока охлажденного воздуха из прилегающих мест
(рис. 6.1). Кроме этого на заморозкоопастность вогнутых форм рельефа
сильно влияет площадь, с которой на них поступают воздушные массы. Чем
больше площадь склонов, с которых стекает в долину охлажденный воздух,
тем интенсивнее и чаще заморозки в этой долине.
Таблица 5.2
Изменение сроков наступления заморозков и продолжительность безморозного периода
(дни) в зависимости от местных условий сравнительно с открытым ровным местом (по
И.А. Гольцберг)
Местоположение
Весенние
заморозки
прекращаются
раньше позднее
на
на
Осенние заморозки
наступают
раньше
на
позднее
на
Продолжительно
сть безморозного
периода
короч длиннее
е на
на
Города
5
–
–
10
–
15
Вершины и верхние части склонов
10
–
–
10
–
20
Долины больших рек
5
–
–
10
–
15
Широкие (более 1 км) плоские долины
0
0
0
0
0
0
Долины при слабо холмистом рельефе
–
5
7
–
12
–
Открытые плоские небольшие долины и
логи глубиной менее 50 м
–
4–6
8–10-
–
–
–
Открытые долины в холмистой
местности от 50 до 100 м
–
6–10
10–15
–
16–25
–
Замкнутые долины и котловины
глубиной от 50 до 100 м
–
12
18
–
30
–
Сырые низины
–
11
14
–
25
–
Лесные поляны
–
11
14
–
25
–
Побережье моря
8
–
–
12
–
20
Острова среди моря
10
–
–
25
–
35
По: Агроклиматический справочник…, 1961
На продолжительность безморозного периода определенное влияние
оказывает изрезанность рельефа местности. При относительной разности
высот между бровкой и дном долины менее 50 м влияние мезорельефа на
изменение длительности безморозного периода незначительно, оно вызывает
его уменьшение на 8–12 дней. При разности высот от 50 до 150 м
117
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
безморозный период уменьшается на 12–20 дней (рис. 5.1).
Условные обозначения:
Уменьшение длительности безморозного периода (1)  на 10–12 дней, (2) 
на 12–20 дней.
Рис. 5. 1. Географическое распределение поправок на уменьшение
длительности безморозного периода под влиянием рельефа (по Гольцберг,
1961)
Такие различия высот и характерны для территории Архангельской
области. Частота заморозков и продолжительность безморозного периода
также в большой степени зависит от местоположения метеостанции
(близость моря, форма рельефа, высота над уровнем моря, характер
подстилающей поверхности).
Для того чтобы определить дату окончания или начала заморозков,
продолжительность
безморозного
периода
для
определенного
118
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
местоположения, надо знать среднюю дату окончания (или начала)
заморозков на ближайшей метеостанции и с учетом особенностей
микрорельефа местности вычислить конкретную дату (рис. 5.2).
Условные обозначения:
Последние весенние заморозки: 1 – в мае; 2 – в июне; 3 – в июле; 4 – средние
даты последнего весеннего и первого осеннего заморозка.
Рис. 5. 2. Дата последнего и первого заморозков в воздухе (Атлас
Архангельской области…, 1979)
Продолжительность
безморозного
периода
по
некоторым
метеостанциям представлена в таблице 5.3.
В юго-западных и южных лесхозах области весной морозы
прекращаются
раньше,
осенью
начинаются
позднее,
средняя
продолжительность безморозного периода в этих лесхозах местами
превышает 110 дней. По мере продвижения к северо-востоку, а также в
восточных районах продолжительность безморозного периода сокращается
119
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
до 80–90 дней, в отдельные холодные годы в этих районах длительность
безморозного периода менее 30 дней.
Таблица 5.3
Средняя продолжительность безморозного периода, дни
Название станции
1. Архангельск
2. Мезень
3. Пертоминск
4. Холмогоры
5. Пинега
6. Лешуконское
7. Онега
8. Обозерская
9. Емецк
10. Каргопоры
11. Сура
12. Конево
13. Турчасово
14. Емца
15. Дв. Березник
16. Окуловская
17. Няндома
18. Шенкурск
19. В. Тойма
20. Красноборск
21.Каргополь
22. Коноша
23. Вельск
24. Шангалы
25. Котлас
26. Яренск
27. Вилегодское
28. Соловки
Безморозный период
80
79
109
107
90
84
105
84
102
91
94
102
101
93
106
93
107
106
110
113
109
105
108
112
105
84
104
109
По: Агроклиматические ресурсы..., 1971
Условно считается, что в таких случаях безморозный период
отсутствует. К таким относится Мезенский лесхоз, где в 3 % лет
безморозный период отсутствовал, в 5 % лет его продолжительность была
близка к 30 дням. На побережье Белого моря средняя дата последнего мороза
весной наступает с запозданием, но с еще большим запозданием она
наступает осенью вследствие значительного прогревания водного бассейна за
лето. В связи с этим продолжительность безморозного периода здесь
удлиняется и местами превышает 120 дней.
В лесу наиболее подвержены заморозкам поляны, прогалины и
вырубки. Температура полян может настолько понижаться ночью (особенно
при ясной погоде), что на них возникают заморозки, которые не всегда
бывают на открытой местности. При отношении диаметра поляны к высоте
окружающих деревьев, равном 2, возникает высокая опасность заморозков,
120
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
образуется “морозобойная яма”. При окружении таких прогалин плотной
стеной леса, холодный воздух в прогалине застаивается, и опасность
заморозков возрастает (Мелехов, 1980).
Температура грунта и почвы в значительной степени определяет
климат приземного слоя воздуха. Травянистая и древесная растительность
улучшает
микроклимат
приземного
слоя
воздуха,
препятствует
возникновению и распространению радиационных ночных заморозков.
Растения изменяют характер колебаний температуры в приземном слое
воздуха. В растительном покрове теплообмен охватывает пространство
значительной вертикальной протяженности. Такое распределение днем
предохраняет растения от перегрева, а ночью препятствует возникновению
чрезмерно низких температур (Гейгер, 1960).
Даты начала и окончания заморозков, а также длительность безморозного
периода в воздухе и на почве различны (табл. 5.4).
Таблица 5.4
Соотношение в датах начала, конца и продолжительности безморозного
периода в воздухе и на поверхности почвы, дни
Средняя дата начала
безморозного периода (0)
в воздухе
на почве
1 VI
12 VI
Средняя дата конца
безморозного периода (0)
в воздухе
на почве
1 IX
21 VIII
Средняя длительность
безморозного периода
в воздухе
на почве
90
70
Разница температур между поверхностью почвы и воздуха на высоте 2 м
над ней в условиях, благоприятных для интенсивного охлаждения посредством
излучения может превышать в отдельных случаях 10 ºС. Наибольших значений
эти различия достигают около полудня, наименьших  ночью. Но при
адвективных заморозках ночью температура воздуха на высоте 2 м может быть
ниже температуры над поверхностью почвы. Такое же распределение
температуры
по
вертикали
наблюдается
в
отдельные
ночи
на
метеорологических станциях с местной адвекцией холодного воздуха в
условиях радиационного выхолаживания и может наблюдаться в долинах,
почва которых днем сильно прогревается, а ночью охлаждение перекрывается
действием потока охлажденного воздуха из более высоких частей склонов и
121
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
самой долины. Наибольшие средние различия температур на поверхности
почвы и на высоте 2 м наблюдаются на метеостанциях с узко местным
подпором самого нижнего слоя воздуха и при большой влажности почвы
вследствие высокого стояния грунтовых вод.
Средняя амплитуда температур заморозков на поверхности почвы и в
воздухе на лесных полянах очень незначительна, так как слой охлажденного
воздуха пополняется стоком с поверхности крон окружающего поляну леса.
Наибольшая разность температуры между поверхностью почвы и высотой 2 м.
наблюдается через 1,5 – 2 часа после захода солнца, когда поверхность почвы
уже интенсивно излучает, но процесс охлаждения еще не успел захватить
значительного слоя воздуха.
Средние даты заморозков приходятся на определенные средние
суточные температуры, которые достаточно устойчивы в пространстве.
С нарастанием континентальности средняя суточная температура средней
даты заморозка возрастает. Для Архангельской области эти цифры
составляют 9 – 11 С (с севера на юг)  последний заморозок и 9 – 10 С 
первый заморозок. Эта характеристика отражает сельскохозяйственное
значение заморозков (Гольцберг, 1961).
Вероятность возникновения заморозков зависит от многих факторов.
Кроме адвекции холодного воздуха на понижение температуры оказывает
влияние
потеря
тепла
подстилающей
поверхностью
вследствие
длинноволновой радиации, влажность воздуха, скорость ветра, характер
облачности. На степень ночного охлаждения воздуха влияет суточный ход
температуры,
средняя
суточная
амплитуда
температуры,
начальное
распределение температуры по вертикали.
Основной причиной ночного понижения температуры в приземном
слое воздуха является потеря тепла подстилающей поверхностью вследствие
длинноволновой, или тепловой, радиации. Большая часть энергии излучения
задерживается атмосферой, которая, в свою очередь, тоже излучает тепловую
радиацию (противоизлучение атмосферы). Разность между излученной с
земли энергией и противоизлучением атмосферы называется эффективным
122
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
излучением земли и определяет значение радиационного баланса в ночное
время. Эффективное излучение зависит от значения температуры и
влажности воздуха на различных высотах (Кондратьев, 1956 и др.).
Эффективное излучение увеличивается с возрастанием температуры, так как
при этом увеличивается излучение с подстилающей поверхности. Чем
меньше влажность воздуха, тем меньше противоизлучение атмосферы и тем
больше эффективное излучение земли и, следовательно, больше вероятность
заморозков.
Если
небо
покрыто
облаками,
противоизлучение
атмосферы
увеличивается, а эффективное излучение значительно снижается, снижается
и вероятность заморозков. Облака нижнего и среднего ярусов излучают
тепловую радиацию почти, как черное тело. Поэтому, чем выше облака и
ниже температура нижней их поверхности, тем меньше излучаемая ими
радиация и тем больше эффективное излучение земли, и более вероятны
заморозки (Берлянд, 1952).
Радиационное охлаждение собственно приземного слоя воздуха
намного
меньше
охлаждения
подстилающей
поверхности.
Поэтому
вследствие эффективного излучения охлаждается в основном поверхность
земли, а температура вверх и вниз от нее постепенно повышается.
Чем больше эффективное излучение Земли, тем больше ночное
выхолаживание воздуха и почвы. Увеличивается и разница между
температурой нижнего и верхнего слоев воздуха, а также поверхностных и
более глубоких слоев почвы, то есть увеличивается градиент температуры.
Степень ночного охлаждения, а также величина температурных градиентов
возрастает с увеличением периода охлаждения после захода солнца. Когда
температура с высотой растет, у земли расположен холодный воздух, а выше
 теплый. Чем больше разность температур между верхними и нижними
слоями воздуха, тем менее интенсивен турбулентный обмен. Днем
температура с высотой падает, способствуя подъему движущихся снизу
теплых
вихрей,
что
благоприятствует
развитию
турбулентности.
Уменьшение ночного падения температуры подстилающей поверхности
123
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вызывает ослабление выхолаживания приземного слоя воздуха в ночные
часы.
Таким образом, ночью с усилением ветра, когда увеличивается
турбулентный
обмен,
замедляется
понижение
температуры,
а
при
уменьшении ветра, наоборот, возрастает интенсивность выхолаживания
воздуха. В ночное время температура верхних слоев почвы возрастает с
глубиной. Поэтому должен существовать поток тепла по вертикали из более
теплых слоев воздуха к ее поверхности.
Изначально холодными являются болотные и болотно-подзолистые
почвы. Теплообмен в почве определяется процессом теплопроводности,
которая зависит от структуры почвы. Чем меньше плотность почвы, тем хуже
она
проводит
тепло,
так
как
воздух
плохой
проводник
тепла.
Теплопроводность почвы тем больше, чем больше почвенных пор заполнено
водой. Таким образом, поток тепла из почвы в ночное время при слабом ее
увлажнении меньше, чем при сильном. Следовательно, развитие заморозка
более вероятно над сухой почвой, чем влажной (Берлянд, Красиков, 1960).
Степень ночного охлаждения воздуха зависит также от начального
распределения температуры по вертикали. Благодаря турбулентному обмену
начальный профиль температуры в течение ночи непрерывно меняется.
Днем радиационный приход тепла преобладает над потерей тепла,
обусловленной
эффективным
излучением,
поэтому
подстилающая
поверхность нагревается сильнее, чем прилегающие к ней слои воздуха и
почвы. Днем температура воздуха падает с высотой, а в почве уменьшается с
глубиной. В результате имеет место турбулентный поток тепла к
прилегающей поверхности, в атмосферу и тепловой поток, направленный
вглубь почвы. Кроме того, в дневное время происходит испарение влаги с
почвы, на что расходуется тепло (Берлянд, Красиков, 1953).
Усиление скорости ветра вызывает увеличение интенсивности
теплообмена в атмосфере и замедляет ночное охлаждение. Подобным
образом в дневное время с усилением турбулентного обмена при увеличении
скорости ветра уменьшается степень дневного прогрева воздуха и почвы.
124
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Поэтому разность между максимальной и минимальной температурой в
течение суток, то есть амплитуда колебаний ее, уменьшается с увеличением
скорости
ветра.
На
влажных
почвах
вследствие
увеличения
теплопроводности амплитуда суточных колебаний температуры будет
примерно на 20 % меньше, чем сухих (Берлянд, 1956).
Изучение средней суточной амплитуды температуры дает возможность
наметить термические границы радиационных заморозков, возникающих в
результате суточного хода температуры. Чем больше суточная амплитуда
температуры, тем более вероятно, что самая низкая точка ее окажется ниже
0 С, то есть будет наблюдаться радиационный заморозок. Суточная
амплитуда температуры является основным фактором, влияющим на
длительность заморозков, причем с увеличением амплитуды уменьшается
длительность заморозка. Наименьшая амплитуда в Архангельске отмечается
в
сентябре,
следовательно,
в
этом месяце при данных условиях
продолжительность заморозков будет наибольшей.
Что касается интенсивности заморозков, то она передвигается в
сторону роста среднесуточных температур в континентальном климате, в
приморском климате эти величины несколько сглажены. Возможно, что
существенным фактором, влияющим на процесс возникновения заморозков,
является земное тепло (Горный, 1999). Бесспорно, что величина теплового
потока из недр Земли различается на разных территориях. Возможно, что
метеостанции с наиболее частыми и интенсивными заморозками находятся в
местах, где величина теплового потока из недр Земли более низкая, а
метеостанции с менее частыми заморозками – наоборот.
Таким
образом,
поверхностью,
на
общий
накладывается
еще
фон,
и
создаваемый подстилающей
тепловой
поток
различной
интенсивности, который, являясь постоянной величиной, хотя и не оказывает
решающего действия на процесс возникновения заморозков, но влияет на их
характеристики.
125
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5.2. Методика изучения заморозков по данным регулярной сети
метеостанций
Основной сложностью микроклиматических исследований является
отсутствие регулярных наблюдений, что делает весьма ответственным выбор
системы пунктов, так называемых ключевых участков, для их организации.
Ключевые участки должны охватить все типичные местоположения в
пределах изучаемого региона. Тем не менее, все частные эпизодические
наблюдения должны быть привязаны к многолетним наблюдениям
регулярной
сети
метеостанций,
что
дает
возможность
оценить
микроклиматические ресурсы региона. Основным методом, применяемым
для исследования особенностей заморозков на территории, подобной
административной области, является анализ материалов сети метеостанций
за длительные периоды и статистическая обработка полученных рядов
наблюдений (Романова и др., 1983). Для изучения заморозков можно
использовать
следующие
данные,
получаемые
на
метеостанциях:
абсолютный минимум температур и число дней с морозом на поверхности
почвы и на высоте 2 м. На основании этих данных создается общая картина
формирования заморозков.
Характеристику территории на предмет ее подверженности заморозкам
нужно проводить на макро-, мезо-, и микроуровнях.
Под макроуровнем следует понимать территорию значительной
площади, в нашем случае это административная область. Характеристика
заморозков на территории области позволяет сформировать общее
представление о процессе формирования заморозков в регионе. Эта
характеристика
основывается
на
анализе
данных
регулярной
сети
метеостанций за определенный период времени. В дальнейшем, к
полученным обобщенным значениям проводится привязка результатов
эпизодических наблюдений следующих уровней.
Под мезоуровнем понимается территория административного района,
лесхоза, на которой находится интересующая площадь. При значительных
размерах района мезоуровнем может быть и его часть. Важным условием
126
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вычленения мезоуровня является наличие метеостанции, по данным которой
составляется
характеристика
особенностей
заморозков.
Недостатком
исследования заморозков на данном уровне является то, что одна
метеостанция не может отражать всех условий, существующих на
территории района. Тем не менее, анализ ее данных соотносится с общей
картиной заморозков административной области, к нему привязываются
результаты, полученные при каждом конкретном микроклиматическом
наблюдении.
Микроуровень
-
это
интересующий
участок
площади,
предназначенный, например, для создания лесных или сельскохозяйственных
культур. Данная территория подвергается инструментальным эпизодическим
наблюдениям,
целью
которых
является
определение
минимальных
температур, характерных для нее и выделение наиболее - и наименее
заморозкоопасных участков в ее пределах. В частности, эти данные наиболее
пригодны при выборе площадей под культуры ели, они позволяют избежать
неблагоприятных по заморозкам территорий.
Характеристика территории на предмет ее подверженности заморозкам
начинается с подбора метеостанций, данные которых будут анализироваться
в дальнейшем.
Территория государственных лесов Архангельской области разделена
на
28
лесхозов,
территориально
практически
совпадающих
с
административными районами в каждом из которых имеется метеостанция.
Так как для лесных культур особенно опасными являются заморозки в
период наибольшего роста, то при анализе метеоданных берутся в расчет
величины только за летние месяцы (из метеорологических ежемесячников).
Для получения достаточно точных значений средней минимальной
температуры воздуха и среднего количества дней с морозом, вариационный
ряд должен включать значения за период не менее чем в 20 лет (Гольцберг,
1961; Мищенко, 1984).
Анализ метеорологических данных за 20 летний период сводится к
нахождению средней минимальной температуры в дни с морозами, среднего
127
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
количества дней с морозом, общей вероятности, вероятности заморозков
различной интенсивности, вероятностного количества дней с морозом на
высоте 2 м и на поверхности почвы в июне, июле, августе и в среднем за
лето.
Для нахождения средней минимальной температуры в вариационный
ряд включаются только значения ниже 0 ºС (т.е. непосредственно заморозки).
На почве и на высоте 2 м вычисляется сумма, которая делится на количество
вариант.
Для нахождение средней минимальной температуры в дни с
заморозками за лето в вариационный ряд включаются все отрицательные
температуры за июнь, июль, август (отдельно на почве и на высоте 2 м).
Количество
вариант
соответствует
в
таком
ряду
общему
числу
отрицательных температур за три летних месяца. Полученная сумма делится
на количество вариант.
Нахождение вероятности заморозков с различной интенсивностью для
слабых (0-2 ºС), сильных (-2-4 ºС) и очень сильных (-4, -7 ºС) осуществляется
по формуле (1), где b - вероятность заморозков искомой интенсивности; nf общее
количество
заморозков
заданной
интенсивности
за период
наблюдения; n - общее число вариант (общее количество лет с заморозками).
Вычисления проводят за каждый месяц лета для поверхности почвы и
высоты 2 м.
b = nf / n
100 %
(1)
Вероятность заморозков различной интенсивности за лето вычисляется
также по формуле (1), но под nf понимается общее количество заморозков
данной интенсивности за каждое лето периода наблюдения, а n - число
вариант (общее количество заморозков на данной высоте за весь период
наблюдения).
Общая
вероятность
заморозков
вычисляется
по
формуле
(2)
следующим образом: складывается общее количество лет, за которые в
данный месяц были заморозки, затем эта величина выражается в процентах
128
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
от количества лет наблюдений (за каждый месяц отдельно для поверхности
почвы и высоты 2 м).
a = n j/ n
100 %
(2),
где a - общая вероятность заморозков, nj - общее количество лет с
заморозками, n - общее число вариант.
Общая вероятность заморозков за лето находится по формуле (2):
вычисляется общее количество лет, в которые были заморозки (независимо
от месяца лета) (nj), затем эта величина выражается в процентах от
количества лет наблюдений (n). Вычисления проводят для поверхности
почвы и для высоты 2 м.
Нахождение количества дней с морозом (частота заморозков):
количество дней с морозом за каждый год наблюдения в каждый конкретный
месяц складывается и делится на общее количество лет наблюдения. Частота
заморозков за лето находится следующим образом: количество дней с
морозом за июнь, июль, август (соответственно на почве и на высоте 2 м)
складывается и делится на общее количество лет наблюдения.
Вероятностное количество дней с морозом вычисляется для частоты 0;
0-2; 2-5; 5-10; более 10 дней с морозом. Находится общее количество дней с
морозом нужной частоты для каждого летнего месяца (отдельно для
поверхности почвы и высоты 2 м), затем эта величина выражается в
процентах от общего количества лет наблюдений (формула 3)
d = nc/ n
100 %
(3)
где d - вероятностное количества дней с морозом; nc - общее количество
дней с морозом; n - общее число вариант (лет наблюдений).
Вероятностное количество дней с морозом за лето: вычисляется общая
частота дней с морозом для каждой высоты за все летние месяцы периода
наблюдений (число вариант), затем из этой суммы находится общее
количество дней с морозом нужной частоты (nc), эта величина выражается в
процентах (формула 3).
Достоверность
математической
полученных результатов определяется методами
статистики.
Для
средних арифметических значений
129
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
интенсивности и частоты заморозков находится среднее квадратичное
отклонение () (формула 4), ошибка среднего квадратичного отклонения (m)
(формула 5). Ошибка среднего арифметического (m) (формула 6) (Исаев,
1988).
 = ± х2 / n-1
(4),
где х2 - сумма квадратов отклонений от среднего арифметического
каждой варианты вариационного ряда; n – количество вариант.
m =  /  2n –1
(5)
m =  /  n –1
(6)
Если значения ± укладываются в интервале от 0,5 до 3, а ошибки
среднего арифметического и среднего квадратичного отклонения составляют
0,1 - 0,6, то можно говорить о достаточной точности вычислений. На
территории России указанные пределы погрешностей заметно варьируют в
соответствии с географической и сезонной изменчивостью  (Мищенко,
1988). Наибольшие ошибки в определении средних значений характерны для
переходных сезонов и районов с неустойчивой погодой, к которым относится
и Архангельская область, особенно Мезенский лесхоз.
Заморозкоопасность территории зависит от многих факторов: характер
рельефа, напочвенный покров, открытость территории преобладающим
направлениям переноса холодного воздуха, вызывающего понижение
температуры, близость к крупным водоемам, местам слияния рек,
континентальность территории, гидрологический режим почвы и некоторых
других. Следовательно, при характеристике подверженности территории
заморозкам все это должно учитываться.
После того, как проведены все данные вычисления, нужно переходить
к интерпретации и систематизации полученного материала.
На макроуровне возможно сравнение интенсивности и частоты
заморозков между метеостанциями по месяцам лета. На основании частоты
заморозков в июне можно условно отнести лето к “холодным” (с частыми
заморозками, в июне они бывают на всех метеостанциях), либо к “теплым”
130
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(заморозки менее часты, количество метеостанций, фиксирующих их в июне
не более 50 %). Выделение “теплых” и “холодных” лет позволяет определить
территории с наиболее неустойчивыми погодными условиями, особенно
подверженные возникновению опасных заморозков, и территории с более
благоприятными условиями. Для этого нужно проанализировать частоту и
интенсивность заморозков на станциях в выделенные “теплые” и “холодные”
годы.
Отсутствие заморозков в июле на той или иной метеостанции
указывает на пониженную заморозкоопасность данной территории, что
следует учитывать при ведении хозяйства.
По датам абсолютной минимальной температуры воздуха во время
массовых
заморозков,
ежемесячниках,
можно
которые
указываются
определить
в
метеорологических
основные направления
адвекции
холодных воздушных масс и пути продвижения их по территории области
(исходя из географического положения метеостанций). По интенсивности
заморозков на различных метеостанциях в период их массовости можно
определить территории наименее и наиболее заморозкоопасные.
Для того чтобы документально определить и сопоставить опасность
заморозков по месяцам лета на каждой метеостанции надо выразить ее в
баллах. Балл опасности заморозков для каждой метеостанции равен сумме
баллов, присвоенных проценту вероятности сильных заморозков, очень
сильных заморозков, общей вероятности заморозков, вероятностного
количества дней с морозом (0-2 дня; 2-5 дней; 5-10 дней; 10 и более) на
поверхности почвы и на высоте 2 м вместе за каждый месяц. Присвоение
баллов каждому слагаемому происходит по 10 - бальной шкале (вероятность
1-10 % - 1 балл; 11-20 % - 2 балла; 21-30 % - 3 балла и т.д.). Перед сложением
баллы, присвоенные сильным заморозкам, умножаются на 2, очень сильным на 3; баллы вероятностного количества дней с морозом 0-2 умножаются на 1;
2-5 - на 2; 5-10 - на 3; более 10 дней - 4. Слабые заморозки (0-2 ºС) и
вероятностное количество дней с морозом, равно 0, при подсчете баллов
игнорируется. Так на метеостанции Северодвинск в июне опасность
131
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
заморозков
составляет
23
балла
(минимальная),
на
метеостанции
Архангельск - 67 баллов; Мосеево - 102 балла (Мезенский лесхоз максимальная опасность).
Все материалы, полученные при обработке данных по частоте и
интенсивности заморозков (средняя минимальная температура воздуха,
абсолютный минимум, среднее количество дней с морозом, общая
вероятность
заморозков,
вероятность
заморозков
с
различной
интенсивностью, вероятностное количество дней с морозом на поверхности
почвы и на высоте 2 м по летним месяцам и в среднем за лето), используются
при сравнении картины заморозков между метеостанциями, следовательно и
между районами или лесхозами. На основании этих показателей, а также
баллов опасности заморозков, можно провести классификацию территории
лесхозов Архангельской области по сходству картины заморозков. Лесхозы
объединяются в однородные группы на основании максимального сходства
всех характеристик заморозков (Потапов, 2001).
Характеристика заморозков на мезоуровне проводится по следующему
плану: 1) Географическое положение (района или лесхоза), положение
относительно морей, крупных речных долин, степень континентальности
климата.
2)
Рельеф,
продолжительность
преобладающие
безморозного
высоты,
периода,
почвы.
влияние
3)
Средняя
рельефа
на
продолжительность безморозного периода, средние даты последнего и
первого заморозков. 4) Общая вероятность заморозков по месяцам и за лето,
средняя минимальная температура воздуха, вероятностная частота дней с
морозом, средняя частота заморозков, опасность заморозков в баллах. На
данном уровне необходим анализ физической и климатической карт.
Расчлененность рельефа местности на продолжительность безморозного
периода влияет следующим образом: при относительной разности высот
между бровкой и дном долины менее 50 м безморозный период сокращается
на 8-12 дней; при разности высот от 50 до 150 м безморозный период
сокращается на 12-20 дней (Гольцберг. 1961). На основании данных о
132
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
характере подстилающей поверхности на территории района подбираются
потенциально наименее (наиболее) заморозкоопасные участки.
Изучение заморозков на микроуровне (на вырубках) производится
следующим образом: на интересующей площади выбирается система
пунктов для установки метеоприборов, они должны охватывать все
типичные местоположения изучаемой площади. Приборы (минимальные
термометры или термографы) устанавливают на поверхности почвы и на
высоте 30 см. Производятся замеры температуры (в течение суток, недели),
показания
анализируются,
картируются,
выбираются
наименее
заморозкоопасные участки. Средние показатели сравнивают с показателями
местной метеостанции.
Представленная
методика
может
быть
использована
при
характеристике заморозков на территориях других административных
областей, либо каких-то других территориальных образований.
Изучение заморозков по данным регулярной сети метеостанций
позволяет создать общую картину их формирования под действием общих
факторов циркуляции атмосферы и частично факторов подстилающей
поверхности. Инструментальное изучение заморозков на микроуровне
позволяет документально
оценить
влияние факторов
подстилающей
поверхности на заморозкопасность территории (Беляев, Потапов, 2003).
5.3. Общая характеристика заморозков в Архангельской области.
Положение Архангельской области в высоких широтах, близость
полярного круга и арктических морей оказывает большое влияние на климат
региона. От заморозков не гарантирован ни один месяц вегетационного
периода (Изотов, 1967). Характерной особенностью циркуляции атмосферы
на территории области является преобладание северных ветров в теплое
время года, что зачастую приводит к возникновению заморозков (Климат
Архангельска, 1982).
133
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Наиболее сильные заморозки относятся к адвективному типу. В холодные
годы они повсеместно встречаются в июне. Июнь можно отнести к самым
неблагоприятным по заморозкам месяцам лета. В июне заморозки случаются
чаще, чем в июле и августе. На основании частоты заморозков в июне можно
условно отнести лето к “холодным” (т.е. с частыми заморозками, когда в июне
на всех метеостанциях отмечаются заморозки), либо к “теплым” (заморозки
менее часты, и количество метеостанций, где они зафиксированы в июне не
более 50 %). За 20-летний период наблюдения нами выделены пять холодных и
пять теплых лет. К холодным годам (по заморозкам в июне) мы отнесли 1968,
1969, 1978, 1979 и 1982 гг. (в июне на всех рассматриваемых 28-и
метеостанциях регистрировались заморозки). К «теплым» – 1977, 1986, 1987,
1989 и 1990 гг., когда заморозки регистрировали менее 50 % рассматриваемых
метеостанций. Для того чтобы выделить территории лесхозов с наиболее
неустойчивыми погодными условиями и наибольшими предпосылками к
возникновению опасных заморозков, и территории лесхозов с более
благоприятными условиями, нужно проанализировать частоту и интенсивность
заморозков на станциях в этих лесхозах в годы с теплым и холодным июнем.
Так, в годы с теплым июнем наиболее частые и сильные заморозки
регистрировались на станциях Мосеево (Мезенский лесхоз), Архангельск
(Архангельский
лесхоз),
Пинега
(Пинежский
лесхоз),
Карпогоры
(Карпогорский лесхоз) и Окуловская (Выйский лесхоз). В годы с теплым
июнем самыми теплыми (самые высокие минимальные температуры при
отсутствии заморозков) были станции: Емецк (на протяжении всех пяти
июней) (Емецкий лесхоз), Шенкурск (на протяжении пяти июней)
(Шенкурский лесхоз), Шангалы (на протяжении пяти июней) (Устьянский
лесхоз).
В годы с холодным июнем самые низкие показатели частоты и
интенсивности заморозков были на станции Северодвинск (1968, 1978, 1979 гг.)
(Северодвинский лесхоз), на станции Шенкурск (1979) (Шенкурский лесхоз), на
станции Вельск (1969) (Вельский лесхоз), на станции Шангалы (1968)
(Устьянский лесхоз).
134
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В годы с холодным июнем наиболее высокие показатели частоты и
интенсивности заморозков были (на протяжении пяти июней) на станции
Мосеево (Мезенский лесхоз), Пинега (Пинежский лесхоз), на станции
Карпогоры (Карпогорский лесхоз), Лешуконское (Лешуконский лесхоз),
Верхняя Тойма (Верхне-Тоемский лесхоз), Архангельск (Архангельский
лесхоз), Холмогорская (Обозерский лесхоз), Окуловская (Выйский лесхоз),
Онега (Онежский лесхоз).
Таким образом, если проследить по карте географическое положение
перечисленных выше лесхозов, можно сделать вывод, что наиболее сильному
влиянию арктических воздушных масс, а, следовательно, и адвективных
заморозков, подвергаются северо-восточные, восточные и северо-западные
лесхозы области. К наиболее “холодным” можно отнести территории
Мезенского, Пинежского, Архангельского, Карпогорского, Лешуконского,
Выйского,
Онежского лесхозов. Наиболее теплыми можно назвать
территории лесхозов: Северодвинского, Шенкурского, Устьянского. При
этом Северодвинский лесхоз был самым теплым в годы с холодным июнем, а
Шенкурский и Устьянский лесхозы – с теплым.
В июле заморозки более редки и относятся в основном к
радиационному, реже к смешенному типу. По интенсивности это слабые
заморозки (от 0 ºС до -2 ºС). Наиболее регулярны июльские заморозки в
Мезенском лесхозе (средняя минимальная температура в июле на высоте 2 м
на станции Мосеево -1,08 ºС, средняя частота 0,9 дня; на поверхности почвы
соответственно -0,4 ºС и 0,4 дня). Эпизодические июльские заморозки
бывают в Приозерном лесхозе, Плесецком лесхозе, Пуксоозерском,
Соловецком,
Карпогорском,
Пинежском,
Архангельском,
Онежском,
Выйском, Няндомском, Коношском, Вилегодском лесхозах. За период 20летнего наблюдения абсолютный минимум температур был зарегистрирован
в 1986 г. на станции Холмогорская (Обозерский лесхоз, он составил -3 ºС).
Если проанализировать географическое распространение июльских
заморозков, то можно отчетливо выделить зону с заморозками и зону, в которой
июльские заморозки не были выявлены за исследуемый период времени (20 лет)
135
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(рис. 6.3). Зона с июльскими заморозками проходит практически сплошной
полосой в восточной, северной и западной частях области. Зона, в которой
июльские заморозки не отмечены, расположена в центральной и южной частях
области по берегам рек Северная Двина, Вага и Устья.
По очертаниям эта зона напоминает треугольник с основанием,
обращенным на юг (рис. 5.3, 5.4).
1 – лесхозы без июльских заморозков; 2 – с июльскими заморозками.
Рис. 5. 3. Встречаемость июльских заморозков на территориях лесхозов
Архангельской области
Это можно объяснить отепляющим влиянием крупных рек (Гольцберг,
1961), что сказывается на увеличении продолжительности безморозного периода
на 15 дней. Но тем не менее абсолютный минимум температуры в июне и августе
136
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в этой зоне могут опускаться до -3 -5 С (сильные и очень сильные заморозки).
Есть исключение и среди лесхозов, входящих в зону с июльскими заморозками.
В Яренском, Сурском и Лешуконском лесхозах (восточная часть области) и в
Каргопольском лесхозе (западная часть области) июльские заморозки не
выявлены.
Таким образом, не все крупные реки оказывают отепляющее влияние в
процессе возникновения заморозков. Лесхозы в нижнем течении р. Мезень и
р. Северная Двина, в верхнем и нижнем течении р. Пинега, в среднем и нижнем
течении р. Онега – отличаются повышенной заморозкоопасностью, с июльскими
заморозками.
Сопоставление тепловой карты Северо-запада России со схемой
распространения июльских заморозков показало территориальное совпадение
зоны без июльских заморозков с территорией выноса повышенного эндогенного
тепла (рис. 5.4).
В августе заморозки обычно встречаются реже, чем в июне, но их
интенсивность приближается к июньской. Наиболее распространенными
типами августовских заморозков являются радиационный и смешанный.
Адвективные заморозки редки. Наиболее массовые заморозки в августе
встречаются во второй половине месяца. Наиболее частые августовские
заморозки
происходят
в
Мезенском,
Карпогорском,
Приозерном,
Обозерском, Пуксоозерском, Архангельском, Выйском, Плесецком и
Пинежском лесхозах. Абсолютный минимум температур в августе -7 С
(1980) – Пуксоозерский лесхоз.
Следует отметить большую изменчивость числа заморозков по годам.
В отдельные годы заморозки на большей части территории области были
единичны (“теплые” годы – 1977, 1986, 1987, 1989, 1990), или часты
(Мезенский лесхоз – 21 день в июне 1978 г. на почве, Пинежский лесхоз 17
дней на почве в июне 1968 г.).
Наибольшие абсолютные минимумы температур отмечаются в августе
(Пуксоозерский лесхоз -7 С на почве в августе 1980; Пинежский лесхоз 137
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6 С на почве в августе 1980; Мезенский лесхоз -5 С на почве в августе
1980).
Условные обозначения
Территории лесхозов, в которых последние заморозки отмечены в
июне
Лесхозы, на территории которых присутствуют зоны с повышенным
значением КТП и участки с последними заморозками в мае
Территории с повышенным значением КТП
Территории, на которых последние заморозки наблюдаются в мае
Рис. 5.4. Распространение последних заморозков в мае – июне по территории
Архангельской области и участков с повышенными значениями КТП.
Цифрами обозначены лесхозы: 1 - Архангельский, 2 - Березниковский, 3 Вельский, 4 - Верхнетоемский, 5 - Вилегодский, 6 - Выйский, 7 - Емецкий, 8 Каргопольский, 10 - Коношский, 11 - Котласский, 12 - Красноборский, 13 Лешуконский, 17 - Онежский, , 22 - Северодвинский, 24 - Сурский, 25 –
Устьянский, 26 – Холмогорский, 27 – Шенкурский, 28 – Яренский.
Для того чтобы определить основные направления адвекции холодных
воздушных масс мы проанализировали пути их продвижения на территории
области по датам абсолютных минимумов во время массовых заморозков
138
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(адвективного типа). Оказалось, что направления движения холодных
воздушных масс имеют северо-восточные и северо–северо-восточные румбы
(по 29 % от общего количества направлений). Кроме того, по 14 % имеют
северо–северо-восточные, северные и северо–северо-западные румбы.
Таким образом, чаще всего холодные воздушные массы, вызывающие
заморозки, вторгаются на территорию области со стороны Мезенского,
Лешуконского и Архангельского лесхозов и распространяются далее.
Температура воздуха на метеостанциях в пределах распространения воздушных
масс зависит от характера подстилающей поверхности, в силу чего
интенсивность заморозков в пределах распространения воздушных масс бывает
различной. Например, водная система Северная Двина – Вага оказывает
отепляющее воздействие во время заморозков на местных метеостанциях.
Когда холодная воздушная масса проходит через территорию, по которой
протекают эти реки, минимальная температура на местных станциях обычно
бывает выше, чем восточнее и западнее от этой водной системы. Наиболее
частные заморозки регистрируются в июне, они относятся к адективному типу,
в августе заморозки случаются реже, они в основном смешанного или
радиационного типа, наиболее редкие заморозки в июле, они относятся в
основном
к
смешанному
типу.
Наиболее
интенсивные
заморозки
регистрируются в июне и августе (часты сильные и очень сильные заморозки).
В любом случае, решающим фактором, определяющим интенсивность
заморозков, является характер подстилающей поверхности и ее свойства, в том
числе, возможно и эндогенное тепло.
Кроме того, на территории южной части Беломорско-Кулойского плато
(Луковецкое лесничество Холмогорского лесхоза (северная подзона тайги))
были визуально выявлены участки культур ели, на которых они сильно
повреждались
заморозками.
Также
были
выделены
площади,
где
повреждаемость культур не отмечалась. Исследования выполнялись на 16
контрольных
участках
вырубок,
на
которых
проводились
замеры
температуры воздуха минимальными термометрами (по 10 шт. на каждый
участок).
Для
непрерывной регистрации температуры
использовали
139
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
недельные термографы. Измерение температуры почвы проводили с
помощью коленчатых термометров. Во время ночного заморозка на каждом
участке в трехкратной повторности замеряли температуру воздуха на
поверхности почвы и на высоте 1 м. Дифференциация участков по
интенсивности и силе заморозков проводилось по средним значениям
минимальной температуры на каждом участке. Участки исследований имеют
инструментальную координатную привязку (GPS Garmin III Plus) (Беляев,
Бурлаков, 2007).
На рис. 5.5 показана часть территории Луковецкого лесничества, (юг
Беломорско-Кулойского
плато)
характеризующая
микроклиматические
особенности на вырубках во время весенне-летних ночных радиационных
заморозков.
Цифрами обозначены:
1- территории с высоким
уровнем КТП,
2 – территории с низким
уровнем КТП,
3 – холодные участки
вырубок,
4 – теплые участки
вырубок,
5 – технологическая
дорога,
6 – культуры ели, номера
участков
Рис. 5.5. Схема сопоставления материалов.
Анализ географически привязанных материалов осуществлялся в ГИСпакете MapInfo 6.5 и показал, что участки культур, о которых говорилось
выше, менее подверженные влиянию заморозков расположены в зонах с
140
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
повышенным уровнем КТП. К этим же территориям приурочены культуры
ели, для которых характерны более высокие показатели роста.
На этом основании можно предположить, что формирование наименее
подверженных заморозкам таежных территорий, и как следствие – меньшая
повреждаемость культур ели в вегетационный период обусловлены
аномалиями конвективного теплового потока высокой интенсивности (до 30 50 Вт/м2).
5.4. Температурный режим почвы в зимний период на территориях
с различным КТП.
Целью
исследований
этого
вопроса
являлось
предварительное
определение степени влияния КТП на температурный режим почв в холодный
период года на территории региона. На предварительном этапе был проведен
анализ данных из Климатического справочника СССР, выпуск 1. При этом
использовали значения: температура почвы на глубине 0,2 м; количество дней
с температурой почвы ниже 0˚С; количество дней в почве в безморозный
период; глубина промерзания почвы и глубина проникновения температуры
0˚С. Данные были обработаны в ГИС-пакете MарInfo 6.5 и программе
Microsoft EXCEL. С помощью ГИС-пакета населенные пункты были
сопоставлены с картой КТП и тепловой картой Северо-Западного региона
России. Распределение по категориям производилось в зависимости от того,
на какой территории
располагались населенные пункты. Территории с
повышенными значениями конвективного потока, отмечены на указанных
картах красным и желтым цветом. Территории с пониженными значениями
КТП синего цвета.
Результаты анализа данных свидетельствуют о заметных различиях в
температуре почвы на глубине 0,2 м на территориях с различными
значениями КТП (табл. 5.5).
Разница в температуре почв Пинеги и Архангельска, расположенных на
одной широте, составляет 1,5 С. Койнас находится на «теплой» территории
и имеет более северное положение, чем Сура, но температурные показатели у
141
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
них схожи. То есть территории с повышенными значениями КТП имеют
более высокую температуру почвы, чем участки с пониженными значениями
КТП и разница достигает от 0,5 до 1,5 ˚С.
В Архангельске, по сравнению с Пинегой, «холодных» дней в почве
меньше и безморозный период в почве более длительный. Влияние
эндогенного тепла прослеживается и в Койнасе, расположенный на «теплой»
территории, находится севернее, чем населенного пункта Сура, но
безморозный период в почве больше чем в Суре, находящаяся южнее
Койнаса.
Климатические показатели населенных пунктов,
территориях с различными значениями КТП.
Таблица 5.5
расположенных
4,2
4,1
5
135,3
202
-
Повышенный
Мудьюг
Койнас
Архангельск
(Соломбала)
Архангельск
(опытное поле)
Число дней с
температурой почвы
меньше 0 °С
на глубине
0,2 м
167,4
196,6
4
147,5
207
48
Пониженный
Емца
Каргополь
Коноша
Пинега
Сура
5,1
4,8
5,1
3,6
4,3
144,2
134,8
88,6
162,7
175,5
223
213
246
202
182
68
75
58
Уровень
КТП
территории
Населенный
пункт
Температура на
глубине
0,2 м, °С
Продолжительнос
ть безморозного
периода в почве
на глубине 0,2 м,
дни
Глубина
промерзания
почвы,
см
185
190
90
на
Анализ диаграммы показал, что на участках с повышенным КТП
количество дней с температурой ниже 0 ˚С меньше, а количество дней с
безморозным периодом в почве больше.
На глубину промерзания почвы влияют многие факторы, такие как
географическое положение, климат. Значения глубины промерзания почвы
различается по населенным пунктам Архангельской области. Анализ
показал, что на территориях с повышенным КТП глубина промерзания
меньше. Так в Емецке и Двинском Березнике этот показатель меньше на 2030 см, чем в Суре и Пинеге.
142
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для сравнения показателя продолжительности безморозного периода
нами выбраны территории, находящихся в сходных климатических условиях.
На участках с повышенными значениями КТП безморозный период в почве
на глубине 0,2 м длится дольше, а количество дней с температурой ниже 0 °С
в почве на глубине 0,2 м меньше.
В марте 2005 года (период максимального снегонакопления) на
территории с повышенным значением теплового потока и за ее пределами в
Березниковском лесхозе нами проведены одновременные измерения
мощности снежного покрова и температуры поверхности почвы под снегом
контактным термометром ТК 5-05 в 100 точках, подобранных случайным
методом
(Беляев,
Левачев,
Бурлаков,
2006).
Результаты
замеров
представлены в таблице 5.6.
Таблица 5.6
Температура поверхности почвы и мощность снежного покрова на
территориях с различными значениями КТП.
Средние показатели, м±m
КТП территории
Температура, 0 ˚С
Мощность снега, см
Повышенный
-0,87+0,11
69,6+2,1
Пониженный
-1,32+0,09
71.9+2,6
Таким
показывают,
образом,
результаты
предварительных
исследований
что различия в температурах между территориями с
повышенным конвективным потоком и территориями с более низким его
показателем достигают 0,5 - 1,5˚С. В холодный период года на них создаются
более
благоприятные
агроклиматические
условия
–
увеличивается
количество дней безморозного периода в почве, сокращается число дней с
температурой почвы ниже 0˚С, уменьшается глубина промерзания почвы.
5.5 Особенности роста сельскохозяйственных растений на
территориях с различными значениями КТП.
Нами
также
проанализированы
данные
Агроклиматического
справочника Архангельской области по особенностям произрастания озимой
ржи, яровой пшенице, овсу, льну, капусте, моркови, картофелю, ячменю,
143
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
клеверу
на
территориях
среднестатистическим
с
датам
различными
было
значениями
вычислено
КТП.
количество
По
дней,
приходящихся на каждую из фенологических фаз: появления всходов,
выхода в трубку и достижение полной спелости с учетом агроклиматических
условий Архангельской области (Агроклиматический справочник…, 1972;
Беляев и др., 2007). В результате проведенных исследований установлено,
что для большей части культур на территориях с повышенным конвективным
потоком требуется меньшее количество дней на одну фенологическую фазу
(табл. 5.7) Так, согласно среднестатистическим данным Агроклиматического
справочника, в Верхней Тойме продолжительность фазы появления первых
всходов овса составляет 17 дней, а в Суре 20, хотя оба эти населенных пункта
относятся
к
прохладному
агроклиматическому
району
на востоке
Архангельской области. На территориях близ насаленных пунктов Двинской
Березник и Турчасово, которые относятся к западному прохладному
агроклиматическому району области, всходы озимой ржи появляются раньше
на 9 дней. В целом разница между населенными пунктами, расположенными
на участках с повышенными значениями КТП и участках с пониженными
значениями
КТП,
составляет
2-3
дня.
Раньше
происходит посев
сельскохозяйственных культур.
По сумме эффективных температур озимой ржи Верхняя Тойма на
территории с повышенным КТП (420 оС) и станция Сура на территории с
пониженным КТП (365 оС), относящиеся к прохладному агроклиматическому
району в восточной части области, различаются на 55 оС в пользу территории
с повышенным КТП. Двинской Березник (повышенный КТП) и Конево
(пониженный КТП) различаются на 29 оС Анализ других станций и опытных
полей, в пределах одних агроклиматических районов, подтверждает
установленную закономерность. Таким образом, различия в сумме
эффективных температур между этими территориями достигают от 30 оС до
70 оС при схожих климатических условиях.
Фенологический анализ некоторых сельскохозяйственных культур
показал, что растениям быстрее растут, меньше подвержены заморозкам.
144
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 5.7. Фенологические фазы некоторых сельскохозяйственных культур на территориях с разными значениями КТП.
Северная
Агроклиматический район
(с севера на юг)
Агроклиматический район
(с запада на восток)
Сумма эффективных
температур
Культура
Количество
дней
Озимая
до появления
рожь
всходов
до выходов в
трубку
для
достижения
спелости
Яровая
до появления
пшеница
всходов
до выходов в
трубку
для
достижения
спелости
Холодны
й
323
-
376
403
Вельск
Шангалы
Умеренно прохладный
Восточн
ый
406
Каргополь
Шенкурск
Верхняя
Тойма
Двинской
Березник
Повышенный
Прохладный
Западный
354
Сура
Турчасово
Конево
Пониженный
Умеренно
холодный
Восточный
329
Холмогоры
(опытное поле)
Архангельск
Койнас
Станция
Пониженн
ый
Повышенный
Лешуконское
КТП территории
Средняя
Пинега
Подзона тайги
Западный
365
420
432
442
427
422
435
дни
11
15
-
16
10
11
22
13
13
13
10
12
11
11
36
35
-
34
30
34
28
30
27
30
27
27
33
26
90
98
-
105
92
95
88
90
89
93
94
93
89
92
-
-
-
-
-
19
18
-
16
18
16
15
20
17
-
-
-
-
-
44
46
-
40
47
41
39
49
45
-
-
-
-
-
95
91
-
89
92
94
90
94
94
145
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы 6.7
Овес
до появления
всходов
до выходов в
трубку
для
достижения
спелости
Лен
до появления
всходов
до выходов в
трубку
для
достижения
спелости
Капуста
до достижения
технической
спелости
Ячмень
до появления
всходов
до выходов в
трубку
для
достижения
спелости
Картофель до появления
всходов
для
достижения
спелости
Цветение
-
-
-
-
-
19
19
20
17
16
18
19
20
17
-
-
-
-
-
52
53
52
43
46
47
49
52
48
-
-
-
-
-
101
101
103
97
95
97
97
100
97
-
-
-
-
-
17
-
-
14
-
18
15
15
12
-
-
-
-
-
50
-
-
43
-
47
45
48
42
-
-
-
-
-
92
-
-
78
-
88
92
83
95
-
-
71
97
74
90
-
101
-
-
79
102
89
84
20
21
17
19
17
14
16
19
19
16
16
19
18
16
49
50
37
44
45
40
41
40
44
45
46
43
50
43
89
90
89
91
89
83
87
85
86
87
94
92
94
91
24
31
22
28
34
22
27
26
24
23
29
23
25
25
86
99
89
82
97
82
95
91
86
90
96
92
95
89
67
71
60
60
64
57
66
62
57
57
66
60
59
59
146
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Так, к примеру, картофель, культура являющаяся малоустойчивой к
заморозкам. Вероятность повреждения всходов заморозками наиболее велика
в Пинеге, Холмогорах, Емецке, Суре, Турчасово, Конёво, и она равна 70 %.
Тогда как в Архангельске, Двинском Березнике, Верхней Тойме, которые
находятся на территориях с повышенным КТП такая вероятность снижается.
Также были проанализированы данные по продолжительности выпаса
скота. Оказалось, что период выпаса более продолжителен на территориях с
повышенными
значениями
КТП.
Видимо
на
таких
территориях
складываются более благоприятные условия для произрастания луговых
трав, что способствует увеличению периода выпаса животных.
Мы выяснили, что на территориях, расположенных на участках с
повышенными значениями теплового потока, температура почвы имеет
более высокие значения, уменьшается глубина промерзания почвы. Более
благоприятные для роста и развития сельскохозяйственных культур
агроклиматические условия, а так же уменьшение влияния заморозков,
приводят к тому, что раньше происходит посев сельскохозяйственных
культур, на развитие одной фенологической фазы уходит меньшее
количество дней.
Таким образом, несмотря на мозаичный характер распространения,
вероятность возникновения, характеристику частоты и интенсивности, а
также продолжительность безморозного периода, заморозки различаются на
территории Европейского Севера и зависят от местных условий. На наш
взгляд, кроме общепризнанных зональных и азональных факторов,
оказывающих наиболее значимое влияние на формирование заморозков
(широтная зональность, континентальность климата, рельеф, высота над
уровнем моря, экспозиция склона, характер подстилающей поверхности,
наличие растительного покрова, близость водоема), необходимо ввести
новый критерий – конвективный тепловой поток. Особо стоит отметить, что
для подобного уточнения характеристик заморозков для каждой конкретной
территории, необходимо проведение микроклиматических исследований, что
связано с определенными трудностями. В свою очередь, использование
147
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
картографических материалов, полученных с помощью дешифрирования
тепловой космической съемки, позволяет в определенной мере избежать
крупномасштабных инструментальных наблюдений при выделении наименее
заморозкоопасных
территорий
для
выращивания
культур,
сильно
страдающих от этого фактора.
148
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Размещение аномалий КТП по территории Архангельской области
неоднородно,
зависит
от
морфологии
участков,
микроклимата,
физико-химических процессов
гидродинамики,
в породах и почвах.
Установлено, что участки с повышенным КТП занимают более 20 %
площади, а в Приморском и Мезенском районе области более 50 %.
Зональность в распространении КТП связана с геологическим строением
территории, расположением разломов в земной коре, а также генетическим
типом ландшафта. Установлена достоверная связь между площадью
территорий с пониженными значениями КТП и генетическим типом
ландшафтов в пределах физико-географических районов области.
Ранжирование
физико-географических
районов
по
площади
территорий с различными значениями КТП, с учетом генетического типа
ландшафта, показало, что на приморских террасированных ландшафтах в
66 % случаев располагаются территории с повышенными значениями КТП,
включая участки с максимальной долей таких территорий по отношению к
общей площади физико-географического
района.
Условно наиболее
холодным типом ландшафта можно считать плато на пестроцветах и
песчаниках с мореной московского оледенения, расположенных на востоке
области, а так же сюда можно отнести физико-географические районы в
пределах плато с близким залеганием известняков и гипсов. То есть, если
карбонатные породы перекрыты мореной и находятся не на плато, то в
пределах таких физико-географических районов наблюдается рост доли
территорий с повышенными значениями КТП и наоборот.
На основании сравнительного анализа географического положения
групп лесхозов Архангельской области в пределах 4 климатических районов
по температуре на поверхности почвы (теплого, умеренного, умеренно холодного и холодного), установлено, что закономерное изменение
показателей температуры почвы по широте в пределах области нарушается и
изменяется
в
долготном
направлении.
Это
связано
со
сложным
149
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
морфоструктурным строением территории, зависящим от геологического и
гидрогеологического строения, а так же от КТП и рельефа рассматриваемых
участков.
Доказано, что средние значения температуры почвы на глубине 30 см в
лесных биогеоценозах, расположенных на участке с повышенными
значениями КТП, достоверно выше на 1 - 1,5º С. КТП меняет зональнорегиональный фон территории, преобразуя фоновые биоклиматические
условия через почвенно-эдафические факторы (температуру почвы), тем
самым, изменяя экологические условия лесных экосистем.
Показатели концентрации радионуклидов в почве пробных площадей
Ижмы соответствуют норме, не имеют аномальных отклонений и, в нашем
случае, не являются фактором, влияющим на изменение температуры почвы,
которое обусловлено КТП. По химическим показателям почвы пробных
площадей
Ижмы
различаются
незначительно.
Закономерности
распределения веществ по почвенным профилям исследуемых участков не
нарушаются и хорошо согласуются с геохимическими особенностями
типичных для данной территории почв: Al-Fe-гумусовых подзолов северной
подзоны тайги.
Установлено, что при движении из ареала с пониженными значениями
КТП на территорию с повышенными значениями КТП происходит
увеличение видового богатства кустарников, трав и уменьшение числа видов
мхов. Лесные насаждения, произрастающие на территориях с повышенными
значениями
КТП,
отличаются
высокой продуктивностью (запасами
древесины), при сходном с участками с пониженным КТП типе, возрасте и
составе древостоя. Так, сравниваемые черничные, долгомошные, сфагновые,
сфагново-осоковые, травяно-болотные типы ельников и сосняков в зоне
повышенного КТП имеют продуктивность выше на 80 – 90 м3/га, чем
одноименные типы леса на участках с пониженным КТП. Максимальные
отличия в продуктивности характерны для влажных типов леса: сосняк
сфагновый участка с повышенными значениями КТП имеет запас древесины
на 100 – 200 % больше, чем на участке с пониженными значениями КТП.
150
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Показатели массы подстилки изучаемых территорий в ельнике черничном
северной подзоны тайги с повышенными значениями КТП в 87,5 % случаев
превышают данные показатели на пробной площади с пониженным КТП.
Изменчивость и особенности географического распространения
заморозков в регионе в некоторой степени зависит от степени проявления
эндогенного тепла.
На территориях с аномально высоким тепловым потоком создаются
более благоприятные агроклиматические условия: увеличивается количество
дней безморозного периода в почве, сокращается число дней с температурой
почвы ниже 0 ˚С, уменьшается глубина промерзания почвы. Для большей
части сельскохозяйственных культур на территориях с повышенным
конвективным потоком требуется меньшее количество дней на одну
фенологическую фазу. Анализ данных по продолжительности выпаса скота,
показал, что он более продолжителен на территориях с повышенными
значениями КТП. Видимо на таких территориях складываются более
благоприятные условия для произрастания луговых трав, что способствует
увеличению периода выпаса животных.
151
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Абаимов А.П., Софронов М.А. Об экосистемном подходе к выделению
притундровых лесов // Экология, 1997. № 4. С. 253 - 255.
2.
Агроклиматические ресурсы Архангельской области / Под ред.
Р.А. Туфановой. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 160 с.
3.
Агроклиматический справочник по Архангельской области / Под ред.
Х.А. Горяевой. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 220 с.
4.
Алимов А.Ф., Левченко В.Ф., Старобогатов Я.И. Биоразнообразие, его
охрана и мониторинг // Мониторинг биоразнообразия. М.: ИПЭЭ РАН,
1997. С. 16 - 25.
5.
Алещукин Л.В., Польских Б.Н. Практические занятия, полевая практика
и межсезонные задания по географии почв с основами почвоведения.
М.: Просвещение, 1985. 63 с.
6.
Алисон А., Палмер Д. Геология. Наука о вечно меняющейся Земле. М.:
Мир, 1984. 586 с.
7.
Анненская Г.Н., Видина А.А., Жучкова В.К. и др. Морфологическое
изучение географических ландшатов // Ландшафтоведение. М.: АН
СССР, 1963. С. 5 - 28.
8.
Аринушкина Е.В. Химический анализ почв и грунтов. М.: Изд-во МГУ,
1952. С. 45-78.
9.
Арманд Д.Л. Наука о ландшафте: основы теории и логикоматематические методы. М.: Мысль, 1975. 286 с.
10.
Атлас Архангельской области. М.: Главное управление геодезии и
картографии, 1979. 72 с.
11.
Баженов А.В. Цезий-137 в почвах Архангельской области. Автореф.
дисс. ... канд. геол. минер. наук. М., 2001. 24 с.
12.
Башкин В.Н., Касимов Н.С. Биогеохимия. М.: Научный мир, 2004.
648 с.
13.
Беляев В.В. Влияние конвективного теплового потока Земли на
лесорастительные условия // Вестник ПГУ, 2003. № 1(3). С. 23 - 29.
152
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14.
Беляев В.В., Бурлаков П.С. О географическом распространении
территорий с повышенным конвективным тепловым потоком (КТП) в
Архангельской области и связи его с другими геоэкологическими
параметрами // Экологические проблемы Севера: Межвузовский
сборник научных трудов. Архангельск: АГТУ, 2005. Вып. 8. С. 240 242.
15.
Беляев В.В., Дровнина С.И. К вопросу о влиянии эндогенного тепла
Земли (КТП) на растительность северотаежных лесов Архангельской
области // Геодинамика и геологические изменения в окружающей
среде северных регионов. Материалы докладов Всероссийской
конференции с международным участием. Архангельск, 2004. Т. 1.
С. 98 - 101.
16.
Беляев В.В, Дровнина С. И. Предварительные данные о влиянии
конвективного теплового потока Земли (КТП) на лесорастительные
условия // Экологические проблемы севера: Межвузовский сборник
научных трудов / отв. редактор П.А. Феклистов. Архангельск, 2005.
Вып. 8. С. 56 - 60.
17.
Беляев В.В., Левачев А.В. Влияние теплового конвективного потока на
произрастание сельскохозяйственных культур
// Экологические
проблемы севера: Межвузовский сборник научных трудов / отв.
редактор П.А.Феклистов. Архангельск, 2007. Вып. 10. С. 30 - 32.
18.
Беляев В.В., Левачев А.В., Бурлаков П.С. О температурном режиме
почвы в зимний период на территориях с различным тепловым
потоком // Экологические проблемы Севера: Межвузовский сборник
научных трудов/ отв. редактор П.А. Феклистов. Архангельск, 2006.
Вып. 9. С. 56 - 60.
19.
Беляев В.В., Потапов И.А. Заморозки и их изучение. Архангельск: Издво ПГУ, 2003. 95 с.
20.
Беляев В.В., Хмара К.А., Дровнина С.И. К лесоводственной оценке
конвективного
теплового
потока
Земли
//
Вестник
ПГУ.
Сер. «Естественные и точные науки», 2005. № 1. С. 66 - 71.
153
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
21.
Беляев В.В., Хмара К.А., Дровнина С.И., Бурлаков П.С. О влиянии
геоэкологических
факторов
(на
примере
некоррелированного
теплового потока Земли) на лесные экосистемы Севера // Структурнофункциональные особенности биосистем Севера (особи, популяции,
сообщества).
Материалы
докладов
Международной
научной
конференции. Петрозаводск, 2005. С. 45 – 47.
22.
Берлянд М.Е., Красиков П.Н. Предсказание заморозков и борьба с
ними. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 147 с.
23.
Боголюбов А.С., Панков А.Б. Простейшая методика геоботанического
описания леса: Методическое пособие. М.: Экосистема, 1996. 17 с.
24.
Большой советский энциклопедический словарь / гл. ред. Прохоров
А.М. М.: Сов. Энциклопедия, 1983. 1600 с.
25.
Болотов И.Н. Пространственно-временная неоднородность таежного
биома в области плейстоценовых материковых оледенений // Автореф.
дисс. ... д. биол. наук. Сыктывкар, 2006. 44 с.
26.
Бородина Н.,
Кантор Г.
Оценка
биоразнообразия
лесной
растительности Государственного природного заповедника «Нургуш»
в кировской области // Вестник Ин-та Биологии Коми НЦ, 2004. № 10.
С. 29 - 30.
27.
Бострем В.Г.
Растительность
как
биоиндикатор
почв,
почвообразующих пород и их дешифрирование по аэрофотоснимкам //
Изучение и охрана растительности Севера. Сыктывкар, 1984. С. 102 107.
28.
Булгаков В.К., Соловьев С.В. Модели тепловой конвекции в мантии и
ядре Земли / Отв. ред. Ю.Ф. Малышев. М.: Наука, 2001. 239 с.
29.
Булохов А.Д. Фитоиндикация и её практическое применение. Брянск:
Изд-во БГУ, 2004. 245 с.
30.
Бушуев А.Г. Органические соединения в древних отложениях Русской
платформы и их значение для экологии центральных областей
Европейской России // Геоэкологические исследования и охрана недр:
154
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Науч.- техн. информ. сб. / АО «Геоинформмарк». М., 1994. Вып. 3.
С. 15-20.
31.
Былинский Е.Н. Трансгрессии четвертичного периода на севере
Русской равнины и их соотношение с материковыми оледенениями //
Кайнозойская история Полярного бассейна и ее влияние на развитие
ландшафтов северных территорий. Л., 1968. С. 25 - 27.
32.
Бязров Л.Г. Лишайники в экологическом мониторинге. М.: Научный
мир, 2002. 336 с.
33.
Вальтер Г., Алехин В.В. Основы ботанической географии. М., Л.:
Биомедгиз, 1936. 715 с.
34.
Виноградов Б.В. Растительные индикаторы и их использование при
изучении природных ресурсов. М: Высшая школа, 1964. С. 17 - 52.
35.
Водоросли,
лишайники
и
мохообразные
СССР
/
Отв.ред.
М.В. Горленко. М.: Мысль, 1978. 365 с.
36.
Волосевич И.В. Закономерности широтной изменчивости роста
древесной растительности в лесах Европейского Севера и их
практическое использование // Лесоводственные исследования на
зонально-типологической основе. Архангельск, 1984. С. 27 - 38.
37.
Гарбар Д.И., Дверницкий Б.Г., Скублова Н.В. Структурные и
геоморфологические факторы природных кризисных экологических
обстановок // Географические аспекты взаимодействия общества с
природой: Тез. докл. к Х съезду РГО. СПб.: РГО, 1995. С. 29 - 31.
38.
Геоботаническое районирование СССР. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1947.
149 с.
39.
География
Архангельской области / Под
ред. Н.М. Бызовой.
Архангельск: Изд-во ПМПУ, 1995. 237 с.
40.
География и мониторинг биоразнообразия. М., 2002. 250 с.
41.
Гидрогеология СССР, том XLIV, Архангельская и Вологодская
области, Северо-Западное территориальное геологическое управление.
Тематическая комплексная экспедиция. М.: Недра, 1969. 300 с.
155
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
42.
Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики
исследований природных ландшафтов. М.: МГУ,1964. 230 с.
43.
Глазовская М.А., Головенко С.В., Лазукова Г.Г. Основные направления
прогнозирования первичной продукции лесных биогеоценозов //
Вестн. МГУ. Сер. геогр.,1972. № 3. С. 25 - 31.
44.
Глазунов В.А. Принципы выделения и категории редких растительных
сообществ, применительно к территории лесостепного юга Тюменской
области // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения.
Тюмень: Институт развития Севера СО РАН, 2003. Вып. 4. С. 8 - 17.
45.
Гогель Ж. Геотермия. М.: Мир, 1978. 171 с.
46.
Голубев В.А. О недооценке тепловыноса из недр Байкальской рифтовой
зоны при использовании традиционных методов геотермии // Доклады
Академии Наук, 2003.Т 390. № 2. С. 247 - 250.
47.
Голубев В.А., Шабынин Л.Л. Перераспределение глубинного тепла
потоками метеогенных вод в Байкальской рифтовой зоне: данные по
Северомуйскому тоннелю БАМ // Доклады Академии Наук, 1997.
Т. 355. № 4. С. 532 - 535.
48.
Гольцберг И.А. Агроклиматическая характеристика заморозков в СССР
и методы борьбы с ними. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 217 с.
49.
Гольцберг И.А. Микроклиматические особенности осушенных болот
// Метеорология и гидрология, 1955. №2. С. 13 - 17.
50.
Горный
В.И.
Влияние
мантийно-коровых
флюидов
на
геоэкологическую ситуацию Восточно-Европейской платформы (по
данным дистанционно-геотермического метода) // Геодинамика и
геоэкология. Материалы международной конференции. Архангельск,
Институт экологических проблем Севера УрО РАН, 1999. С. 85-87.
51.
Горный В.И. Дистанционный геотермический метод // Спутниковые
методы и системы исследования Земли. Доклады семинара. М.: ИКИ
РАН, 2005. 50 с. (http://www.iki.rssi.ru/earth/).
52.
Горный В.И. Направление дрейфа литосферной плиты в Беломорском
районе
(по
данным
дистанционного
геотермического
метода)
156
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
/ Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков: экология, экономика,
культура: Материалы международной конференции. Архангельск:
Институт экологических проблем Севера УрО РАН, 2000. С. 55 - 56.
53.
Горный В.И. Экологически чистое использование гидротермальных
ресурсов Северо-Запада России // Экологическая безопасность.
Научно-информационный бюллетень, 1997. № 1-2 (7-8).
54.
Горный В.И., Давидан Т.А., Киселев А.В., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш.
Карта некоррелированного конвективного теплового потока СевероЗапада России. Масштаб 1:1000000. Листы Q37-Q38 (Архангельск).
Под ред. В.И. Горного. СПб НИИЦЭБ РАН, 2000 (одобрена Ученым
советом СПб НИЦЭБ РАН).
55.
Горный В.И., Киселев А.В., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тимонина Е.А.
Геологические аспекты экологической безопасности С.-Петербурга и
Ленинградской области по данным дистанционного геотермического
метода // Государственный доклад о состоянии окружающей среды в
Санкт-Петербурге
и
Ленинградской
области
в
1998
году.
Т. 2.СПб., 1999. С. 222 - 224.
56.
Горный В.И., Теплякова Т.Е. О влиянии эндогенного тепла земли на
формирование в Бореальной зоне локальных ареалов неморальной
растительности // Доклады Академии наук, 2001. Т. 378. №5. С. 1 - 2.
57.
Горный В.И., Шилин Б.В., Ясинский Г.И. Тепловая аэрокосмическая
съёмка. М.: Недра, 1993. 128 с.
58.
Горячкин С.В. Генетический анализ основных типов почвенного
покрова тайги Европейского Севера // Исследование почв на
Европейском
Севере.
посвященной
130-летию
Сборник
со
дня
материалов
рождения
научной
сессии,
Н.М. Сибирцева.
IV Сибирцевские чтения. Архангельск: Географическое общество
СССР, 1990. С. 48 - 50.
59.
Горячкин С.В. Почвенная зональность Европейского Севера: запись
экосистемных взаимодействий в почвенном покрове // Почвенные
157
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
исследования на Европейском Севере: Сб. статей и библиографический
указатель литературы. Архангельск, 1996. С. 37 - 45.
60.
Гофаров М. Ю.,
Болотов И. Н.,
Кутинов Ю. Г.
Ландшафты
Беломорско-Кулойского плато: тектоника, подстилающие породы,
рельеф и растительный покров. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. С. 153.
61.
Грейг-Смит П. Количественная экология растений. – М.: Мир, 1967.
359 с.
62.
Грибов А.И. Функции лесных экосистем в ландшафтах юга Средней
Сибири: Дис. в виде науч. докл. на соискание уч. степ. д.с.-х.н.
Йошкар-Ола, 1996. 57 с.
63.
Громцев А.Н., Голубев В.Е. Использование ландшафтной основы при
лесоустройстве // Изв. ВУЗ. Лесной журнал, 1993. № 6. С. 11 - 14.
64.
Губанов И.А.,
Киселева
К.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н.
Иллюстрированный определитель растений Средней России в 3-х
томах. М.: Т-во научных изданий КМК, Ин-т технологических
исследований, 2004. 520 с.
65.
Гусев И.И. Вариационная статистика: Методическое пособие к
практическим занятиям для студентов лесохозяйственного факультета.
Архангельск: АЛТИ, 1970. 98 с.
66.
Гусев И.И. Таксация древесного ствола срубленного и растущего
дерева: Учебное пособие. Архангельск: РИО АЛТИ, 1992. 80 с.
67.
Давидан Т.А., Киселев А.В., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тронин А.А.
Тепловая карта Северо-Западного региона России (по данным спутника
NOAA). Масштаб 1:1 000 000. Под. ред. В.И. Горного, 1999.
68.
Дегтева
С.В.,
Ценотическая
Железнова Г.В., Пыстина Т.Н., Шубина Т.П.
и
флористическая
структура
лиственных
лесов
Европейского Севера. СПб.: Наука, 2001. 269 с.
69.
Дидух Я.П. Эколого-ценотические особенности поведения некоторых
реликтовых и редких видов в свете теории оттеснения реликтов // Бот.
журн., 1988. Т. 73. № 12. С. 78 - 86.
158
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
70.
Добровольских В.В. Практикум по географии почв с основами
почвоведения. М.: Просвещение, 1982. 150 с.
71.
Дровнина С.И. Изучение влияния эндогенного тепла Земли на
растительность
северотаежных
и
среднетаежных
ландшафтов
Европейского севера России // Актуальные проблемы биологии и
экологии. Сб. материалов XII Молодежной научной конференции.
Сыктывкар, 2005. С. 70 - 71.
72.
Дровнина С.И. Использование данных дистанционного зондирования
Земли в исследованиях лесных биогеоценозов Архангельской области
// Экология в меняющемся мире: Материалы Всероссийской конф.
молодых ученых, 24-28 апреля 2006 г. / ИЭРиЖ УрО РАН.
Екатеринбург, 2006. С. 50 - 52.
73.
Дровнина С.И. Лесные биогеоценозы Архангельской области на
участках с различными показателями конвективного теплового потока
// Принципы и способы сохранения биоразнообразия. Сборник
материалов II Всероссийской научной конференции. Йошкар-Ола:
Мар. гос.ун-т, 2006 а. С. 180 - 181.
74.
Дровнина С.И., Беляев В.В. Изучение лесных биогеоценозов северной и
средней тайги Архангельской области на участках с различными
показателями
конвективного
теплового
потока
Земли
//
Международного контактного Форума по сохранению местообитаний в
Баренцевом регионе: Тезисы докладов IV совещания. Сыктывкар,
2005 а. С. 54 - 55.
75.
Дровнина С.И., Беляев В.В. Использование данных дистанционного
зондирования Земли (на примере некоррелированного теплового
потока) при изучении лесных биогеоценозов Архангельской области //
Проблемы лесоведения и лесоводства: Сб. материалов Третьих
Мелеховских чтений, посвященных 100-летию со дня рождения
И.С. Мелехова. Архангельск, 2005 б. С. 90 - 92.
76.
Дровнина С.И., Беляев В.В. Лесные биогеоценозы Целезерской
аномалии НКТП Виноградовского района Архангельской области //
159
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Устойчивость экосистем и проблемы сохранения биоразнообразия на
Севере. Материалы докладов Международной научной конференции.
Кировск, 2006. С. 103 - 108.
77.
Дровнина С.И., Беляев В.В. Предварительные данные по экологоценотическому анализу флоры территории Целезерской аномалии КТП
Виноградовского района Архангельской области // Академическая
наука и ее роль в развитии производительных сил в северных регионах
России.
Материалы
докладов
Всероссийской
конференции
с
международным участием. Архангельск, 2006 а (CD).
78.
Дровнина С.И. Географическое распространение зон с различными
показателями КТП на севере Архангельской области // Экология-2007:
Материалы докладов Международной Молодежной конференции (1821 июня 2007 г.) / Отв. ред. чл.-кор. РАН Ф.Н. Юдахин; ИЭПС УрО
РАН. Архангельск, 2007. С. 37-38.
79.
Дылис
Н.В.
Принципы
построения
классификации
лесных
биогеоценозов // Основы лесной биогеоценологии. М.: Наука, 1964. С.
458 - 486.
80.
Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. М.: МГУ, 1978. 151 с.
81.
Дьяконов К.Н. Базовые концепции ландшафтоведения и их развитие //
Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. География, 2005. №1. С. 4 - 12.
82.
Дьяконов К.Н., Пузаченко Ю.Г. Методические основы оценки
устойчивости ландшафта // География на пороге третьего тысячелетия.
СПб., 1995. С. 11 - 20.
83.
Дьяконов К.Н., Пузаченко Ю.Г. Факторы эволюции и строение
среднетаежного
структурно-эрозионно-ледникового
ландшафта //
Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5.География, 2000. № 1. С. 37 - 44.
84.
Дэвис Д.С. Статистический анализ данных в геологии. М.: Недра, 1990.
Т. 2. 427 с.
85.
Еруков Г.В. Лесоводственная оценка состояния почв в лесных
ландшафтах Карельской АССР // Эколого-географические проблемы
160
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сохранения и восстановления лесов Севера. Архангельск, 1991. С. 155 156.
86.
Жекулин В.С. К вопросу о физико-географическом районировании
Архангельской
области
//
Вопросы
краеведения
и
методики
преподавания географии и биологии: в помощь учителю. Архангельск,
1962. С. 88 - 102.
87.
Железнова Г.В., Шубина Т.П. Новые находки мохообразных в
Республике Коми (северо-восточная Европа) // Arctoa, 1998. № 7.
С. 189 - 190.
88.
Заугольнова Л.Б., Морозова О.В. Типология и классификация лесов
европейской России: методические подходы и возможности их
реализации // Лесоведение, 2006. № 1. С. 34 - 48.
89.
Злотин Р.И. Гетеротрофы как фактор устойчивости природных и
антропогенных геосистем // Факторы и механизмы устойчивости
геосистем. М., 1989. С. 17 - 31.
90.
Зукерт Н.В. Климатическая карта и распределение растительных зон
России // Лесоведение, 2006. № 1. С.14 - 21.
91.
Изотов В.Ф. О степени ослабления солнечной радиации пологом леса в
зависимости от погодных условий // Физиология растений, 1966.
Вып. 1. Т. 13. С. 54 - 60.
92.
Илларионова Н.Б. К вопросу об изучении реликтовых растений
Архангельской
области
//
Вопросы
краеведения
и
методики
преподавания географии и биологии. Архангельск: Архангельское кн.
изд-во, 1962. С. 120 - 131.
93.
Ипатов В.С., Кирикова Л.А. Фитоценология. СПб.: Изд-во СПбГУ,
1999. 316 с.
94.
Исаченко
А.Г.
Ландшафтоведение
и
физико-географическое
районирование. Учеб. для геогр. спец. ун-тов. М.: Высшая школа, 1991.
365 с.
161
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
95.
Исаченко А.Г. Физико-географическая характеристика региона //
Состояние окружающей среды Северо-Западного и Северного
регионов России. СПб.: Наука, 1995. С. 7-30.
96.
Калашников
Е.Н.
Основы
ландшафтно-статистического
метода
инвентаризации лесов. Автореф. дисс. …к.с.-х.н. Красноярск, 1977.
27 с.
97.
Калашников Е.Н., Киреев Д.М. Основы ландшафтно-статистического
метода лесоинвентаризации. Новосибирск: Наука, 1978. 143 с.
98.
Калецкая М.С., Граве М.К., Корина М.А., Макиевский С.И. Рельеф и
геологическое строение // Север Европейской части СССР. М.: Наука,
1966. С. 21 - 88.
99.
Каплин П.А., Свиточ А.А., Судакова Н.Г. Материковые оледенения и
окраинные морские бассейны России в плейстоцене // Вестн. Моск. Унта. Сер. 5. География, 2005. № 1. С. 55 – 65.
100. Карта районирования по условиям формирования грунтовых вод
нечерноземной зоны РСФСР (за исключением горной части Урала и
Калининградской
области).
Масштаб
1: 1 500 000.
М:
МГУ
им. М.В. Ломоносова, 1980.
101. Карта почвенно-экологического районирования Восточно-Европейской
равнины. М: 1: 2 500 000 / под ред. Добровольского Г.В., Урусевской
И.С. М., 1997.
102. Киреев Д.М. Ландшафтный метод изучения лесов по аэрофотоснимкам.
Автореф. дисс. …д.с.-х.н. Красноярск, 1975. 57 с.
103. Киреев Д.М. Эколого-географические термины в лесоведении: Словарьсправочник. Новосибирск: Наука, 1984. 181 с.
104. Кирпотин С.Н. Жизненные формы организмов как паттерны
организации и пространственные экологические факторы // ЖОБ, 2005.
Т. 66. № 3. С. 239 - 250.
105. Киселев Г.П., Пономарев А.В., Киселева И.М., Юдахин Ф.Н.
Особенности распределения радионуклидов в почвах Архангельской
области // Почвенные исследования на Европейском Севере России.
162
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Сб. статей и библиографический указатель литературы. Архангельск,
1996. С. 133 - 137.
106. Киселева К.В., Новиков В.С., Октябрёва Н.Б., Черенков А.Е.
Определитель сосудистых растений Соловецкого архипелага. М.: Т-во
научных изданий КМК, 2005. 175 с.
107. Козловский В.Д., Фельд Д. Эколого-лесоводственные аспекты защиты
культур ели от заморозков // Поморье в Баренц-регионе. Архангельск,
1997. С. 52 - 53.
108. Климат Архангельска / Под ред. Ц.А. Швер. Л.: Гидрометеоиздат, 1982.
250 с.
109. Козловский В.Д. Разработка рекомендаций по подбору вырубок под
культуры ели с целью снижения побивания их весенне-летними
заморозками. Архангельск: АИЛиЛХ, 1994. 24 с.
110. Колесников Б.П. Генетический этап в лесной типологии и его задачи //
Лесоведение, 1974. № 2. С. 3 - 20.
111. Коломыц Э.Г. Полизональность локальных геосистем как реакция на
глобальные изменения климата // Изв. РАН. Сер. Географическая, 2006.
№ 2. С. 35 - 47.
112. Короновский
Н.В.,
Ясаманов
Н.А.
Геология:
Учебник
для
экологических специальностей вузов. М.: Академия, 2003. 448 с.
113. Корчагин А.А. Влияние пожаров на лесную растительность и
восстановление ее на Европейском Севере // Геоботаника. М.-Л.: Издво АН СССР, 1954. Вып. 9. С. 75 - 149.
114. Кочуров Б.И., Антипова А.В., Костовская С.К., Лобковский В.А.
Геоэкологичекие районы территории России // География в школе,
2003, № 3. С. 8 - 15.
115. Красная книга природы Ленинградской области. Т. 2. СПб.: Мир и
Семья, 2000. С. 484 - 485.
116. Крауклис А.А. Особенности географических градаций топического
порядка // Топологические основы учения о геосистемах. Новосибирск:
Наука, 1974. С. 87 - 137.
163
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
117. Крауклис А.А. Проблемы экспериментального ландшафтоведения.
Новосибирск: Наука, 1979. 232 с.
118. Кропоткин М.П., Лехт В.В., Трофимов В.Т. Карта грунтовых толщ
Нечерноземной зоны РСФСР в масштабе 1: 1 500 000 (Лист 5.
Типологическое районирование по характеру грунтовых толщ, масштаб
1:7 000 000), 1984.
119. Кружалин В.И. Экологическая геоморфология суши. М.: Научный мир,
2001. 176 с.
120. Курнишникова Т.В., Старостенкова М.М. Полевая учебная практика по
географии растений с основами геоботаники. М.: Просвещение, 1982.
80 с.
121. Кутас Р.И., Цвященко В.А., Корчагин И.Н. Моделирование теплового
поля континентальной литосферы / Отв. ред. Е.Г. Буллах; АН УССР.
Институт геофизики им. С.И. Субботина. Киев: Наук. Думка, 1989.
С. 34 - 151.
122. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б. Иерархический ряд проявлений щелочноультраосновного магматизма Архангельской алмазоносной провинции.
Их отражение в геолого-геофизических материалах. Архангельск: ОАО
ИПП «Правда Севера», 2004. 284 с.
123. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б. Разломно-блоковая тектоника и ее роль в
эволюции литосферы // Литосфера и гидросфера Европейского Севера
России. Геоэкологические проблемы. Екатеринбург, 2001. С. 68 - 113.
124. Лавров А.С. Четвертичные отложения бассейнов рек Средней Печоры и
Вычегды // Северный Ледовитый океан и его побережье в кайнозое. Л.:
Гидрометеоиздат, 1970. С. 326 - 331.
125. Ласточкин
А.Н.
картографирования
Геотопологическая
экологически
основа
систематики
однородных
и
природно-
территориальных комплексов // Современные методы экологогеографических исследований. Л., 1990. С. 134 - 136.
126. Ласточкин А.Н. Рельеф земной поверхности (принципы и методы
статистической геоморфологии). Л.: Недра, 1991. 340 с.
164
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
127. Лебков В.Ф. Дендрометрические основы структурно-динамической
организации древесных ценозов сосны // Автореф. дисс. ... докт. биол.
наук. М. 1992. 42 с.
128. Легкова В.Г., Щукин Л.А. Пояса краевых ледниковых образований в
Северо-западной части Архангельской области // Сб. Краевые
образования материковых оледенений. М: Наука, 1972. С. 202 - 205.
129. Леонтьев А.М. Геоботанические районы Беломорско-Кулойской части
Северного края // Тр. БИН АН СССР. Сер. 3. Геоботаника. М.-Л.: Издво АН СССР, 1935. Вып. 2. С. 81 - 222.
130. Леса республики Коми / Под ред.: Г.М.Козубова и А.И.Таскаева. М.:
Дизайн. Информация. Картография, 1999. 332 с.
131. Лесоводственные исследования на зонально-типологической основе.
Архангельск: Сев.-Зап. кн. изд-во, 1984. 158 с.
132. Лукина
Н.В.,
Горбачева
Пространственная
Т.Т.,
изменчивость
Никонов
В.В.,
кислотности
Лукина
М.А.
Al-Fe-гумусовых
подзолов // Почвоведение, 2002. № 2. С. 163 - 176.
133. Лысак С.В. Тепловой поток континентальных рифтовых зон.
Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1988. 200 с.
134. Львов П.Н., Ипатов Л.Ф. Лесная типология на географической основе.
Архангельск: Сев.-Зап. кн. изд-во, 1976. 195 с.
135. Малов А.И. Экологические функции подземных вод. Екатеринбург:
УрО РАН, 2004. 166 с.
136. Малышев Л.И. Площадь выявления флоры // Экология, 1991. № 2. С. 3 14.
137. Мартыненко В.А. Границы неморальных видов на северо-востоке
европейской части СССР // Бот. журн., 1976. Т. 61, № 10. С. 1441 1444.
138. Масляев Г.А. Основные плотностные неоднородности тектоносферы
Русской платформы в фанерозое // Отечественная геология, 2004. № 6.
С. 62 - 67.
139. Мелехов И.С. Бореальные леса // Лесной журнал, 1992. № 4. С. 15 - 19.
165
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
140. Мелехов И.С. Леса Севера Европейской части СССР // Леса СССР. М.:
Наука, 1966. Т. 1. С. 78 - 156.
141. Методические рекомендации к экологической оценке природных
угодий по растительному покрову // Архангельск, 1987. 34 с.
142. Методы
полевых
и
лабораторных
исследований
растений
и
растительных сообществ: Сб. ст. / Отв. ред. Е.Ф. Марковская.
Петрозаводск: ПетрГУ, 2001. 320 с.
143. Методы
экологического
мониторинга:
Большой
специальный
практикум: Учеб.пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ин-та, 2005.
236 с.
144. Мильков Ф.Н. Антропогенное ландшафтоведение, предмет изучения и
современное состояние // Вопросы географии, 1977. Сб. 106. С. 11 - 27.
145. Мильков Ф.Н.
Физическая
география: современное состояние,
закономерности, проблемы. Воронеж: Изд-во Воронеж.ун-та, 1981. 398
с.
146. Мильков Ф.Н., Бережной А.В., Михно В.Б. Терминологический словарь
по физической географии: Справ.пособие / под ред. Ф.Н. Милькова. М.:
Высш.шк., 1993. 288 с.
147. Миркин Б.М., Розенберг Г.С. Фитоценология: Принципы и методы. М.:
Наука, 1978. 211 с.
148. Миркин Б.М. и др. Оценка и сохранение биоразнообразия // ЖОБ, 2000.
Т 63. № 3. С. 270 - 272.
149. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломец А.И. Современная наука о
растительности: Учебник. М.: Логос, 2000. 264 с.
150. Моисеев Н.А., Чертовской В.Г. Лесоэкономическое и лесорастительное
районирование (на примере Архангельской области) // Вопросы
таежного лесоводства на Европейском Севере: Сб.трудов. М.: Наука,
1967. С. 14 - 21.
151. Морозов Г.Ф. Учение о лесе. М., Л.: Гослесбумиздат, 1949. 455 с.
152. Мосеев Д.С. О возможности подбора площадей для защиты ели от
заморозков // Растительность и растительные ресурсы Европейского
166
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Севера России: Сб. материалов Перфильевских чтений, посвященных
со
125-летию
дня
рожденья
И.А.Перфильева
(1882 - 1942).
Ердяков
Торхов
Архангельск, 2007 (в печати).
153. Неволин
О.А.,
Третьяков
С.В.,
С.В.,
С.В.
Лесоустройство. Архангельск, 2003. 265 с.
154. Николаев В.Г., Гарецкий Р.Г., Айзберг Р.Е., Ковхуто А.М. Разломы
Московской синеклизы // Геотектоника, 2002. № 6. С. 38 - 44.
155. Ниценко А.А. Об изучении экологической структуры растительного
покрова // Ботан. журнал, 1969. Т. 54. № 7. С. 1002 - 1014.
156. Общая
и
полевая
геология:
Учеб. для
вузов
/
А.Н. Павов,
И.А. Одесский, А.И. Иванов и др. Л.: Недра, 1991. 463 с.
157. Островский
В.Н.
Ландшафтно-индикационные
методы
оценки
экологического состояния геологической среды // Геоэкологические
исследования и охрана недр. М.: Геоиформмарк, 1998. 30 с.
158. Отчет ВИМСа «Коры выветривания и россыпи массивов формации
ультрамафитов,
ийолитов
и
карбонатитов»
(ответственные
исполнители С.А. Постников, Е.М. Эпштейн, Н.А. Данильченко), 1986.
159. Отчет
геологического
эксплуатационных
отряда
запасов
по
подземных
подсчету
вод
региональных
Северо-Двинского
артезианского бассейна за 1982 – 1989 годы. Масштаб 1: 500 000.
Приложение 4, лист 1 тектоническая схема. Старший гидрогеолог
Р.А. Селезнева, 1989.
160. Отчет о научно-исследовательской работе «Создание геофизической
основы для листов Государственной геологической карты России
масштаба 1:1 000 000» (ответственный исполнитель Ю.В. Асламов).
СПб: ВИРГ-Рудгеофизика, 2000.
161. Оценка и сохранение биоразнообразия лесного покрова в заповедниках
европейской России / О.В. Смирнова, Л.Б. Заугольнова, Л.Г. Ханина и
др. М, 2000. 198 с.
162. Охрана
ландшафтов.
Толковый
словарь / Отв.
ред.
В.С.Преображенский. М.: Прогресс, 1982. 272 с.
167
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
163. Перельман А.И. Биокостные системы Земли. М.: Наука, 1977. 59 с.
164. Перельман А.И. Геохимия биосферы. М.: Наука, 1973. 167 с.
165. Перельман А.И.Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975. 341 с.
166. Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в
фаунистических исследованиях. М.: Наука, 1982. 287 с.
167. Пивоварова З.И. Радиационная характеристика климата СССР. Л.:
Гидрометеоиздат, 1977. 335 с.
168. Плешивцева Э.С. Основные этапы истории растительности побережья
Двинской губы Белого моря в период бореальной и позднепослеледниковых морских трансгрессий // Северный Ледовитый океан
и его побережье в кайнозое. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. С. 268 - 271.
169. Поляк Б.Г. Тепломассопоток из мантии в главных структурах земной
коры. М., 1988. С. 12 - 14.
170. Почвенно-мелиоративная карта нечерноземной зоны РСФСР (за
исключением
горной
части
Урала
и
Зауралья).
Масштаб
1:1 500 000 / Гл. ред. Ф.Р. Зайдельман. М., 1980.
171. Почвенно-экологическое
районирование Архангельской области.
Методическая разработка. Архангельск: ПГУ им. М.В. Ломоносова,
2001. 20 с.
172. Программа и методика биогеоценологических исследований / Под ред.
В.Н. Сукачева и Н.В. Дылиса. М.: Наука, 1966. 335 с.
173. Пронин А.П., Башорин В.Н. Современная флюидная активность на
Русской платформе: экологические аспекты // Геоэкологические
исследования
и
охрана
недр:
Научно-техн. информ. сб.
М.:
Геоиформмарк, 1996. Вып. 2. С. 3 - 7.
174. Протопопов В.В. Микроклимат различных фитоценозов и его
регулирование в лесоводственных целях // Вопросы лесного хозяйства
Сибири и Дальнего Востока. Красноярск, 1959. С. 112 - 128.
175. Пузаченко Ю.Г., Безделова А.П., Виноградова Т.А., Алещенко Г.М.
Изучение биологического разнообразия на основе встречаемости //
Экология, 1999, № 5. С. 323 - 332.
168
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
176. Разнообразие биоты Карелии: условия формирования, сообщества,
виды / Ред. А.Н. Громцев, С.П. Китаев, В.И. Крутов, О.Л. Кузнецов,
Т. Линдхольм, Е.Б. Яковлев. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2003. 262 с.
177. Раковская Э.М., Давыдова М.И. Физическая география России: Учеб.
для студ. пед. высш. учеб. заведений: В 2 частях. М.: Гуманит. изд.
ценр ВЛАДОС, 2001. Ч. 1. 288 с.
178. Раменская М.Л. Физико-географические особенности и лесные
ландшафты // Лесовосстановление в Карельской АССР и Мурманской
области. Петрозаводск, 1975. С. 4 - 35.
179. Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин М.А.
Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову.
М., 1956. 471 с.
180. Ранкама К. Изотопы в геологии / Под ред. И.Е. Старика. М.: Изд-во
иностр.лит-ры, 1956. 464 с.
181. Ранцман Е.Я., Гласко М.П. морфоструктурные узлы – места
экстремальных природных явлений. М.: Медиа-Пресс, 2004. 224 с.
182. Растительный покров СССР. – М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1956. Ч. 1 - 2.
183. Регуляторная роль почвы в функционировании таежных экосистем /
Отв.ред. Г.В. Добровольский. М.: Наука, 2002. 364 с.
184. Рихтер Г.Д. Север Европейской части СССР: физико-географическая
характеристика. М.: ОГИЗ, 1946. 192 с.
185. Рихтер Г.Д., Чикишев А.Г. Север Европейской части СССР. Очерк
природы. М.: Мысль, 1966. 238 с.
186. Роде А.А., Смирнов В.Н. Почвоведение. Учебник для лесохзяйственных
вузов. М.: Высшая школа, 1972. 480 с.
187. Романова
Е.Н.
Микроклиматическая
изменчивость
основных
элементов климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 270 с.
188. Сабуров
Д.Н.
Проблемы
комплексного
картографирования
заповедников и национальных парков // Изв. Всесоюз. гегр. общ., 1984.
Т. 116. Вып. 1. С. 9 - 14.
169
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
189. Савинов Ю.А. Четвертичные отложения Архангельской и Вологодской
областей и их водоносность // Северо-Запад европейской части СССР.
Вып. 4. Л.: Изд-во ленингр. ун-та, 1965. С. 54 - 64.
190. Санникова Н.С. Микроэкосистемный анализ структуры и функций
лесных биогеоценозов // Экология, 2003. № 2. С. 90 - 95.
191. Сахаров М.И. О влиянии отдельных ярусов лесных ценозов на
радиацию и освещенность // Доклад АН СССР, 1948. № 5. С. 83 - 91.
192. Север европейской части СССР. М.: Наука, 1966. 452 с.
193. Сенников А.Н. Фитогеографическое районирование Северо-Запада
европейской части России (Ленинградская, Псковская и Новгородская
области) // Биогеография Карелии. Труды Карельского научного центра
РАН. Вып. 7. Петрозаводск, 2005. С. 178 - 210.
194. Серуков Ю.Н., Калмыков В.Д. О структурном контроле кимберлитового
магматизма в провинции Луанде-Норте (Ангола) // Отечественная
геология, 2004. № 6. С. 78 - 82.
195. Симачева
Е.В.
Ландшафтный метод
полевых флористических
исследований на примере Европейского Севера СССР // Изв.
Всесоюз. геогр. общ., 1984. Т. 116. Вып. 1. С. 14 - 20.
196. Скляров Г.А., Шарова А.С. Почвы лесов Европейского Севера. М.:
Наука, 1970. 271 с.
197. Смирнов В.Э., Ханина Л.Г., Бобровский М.В. Обоснование системы
эколого-ценотических групп видов растений лесной зоны Европейской
России на основе экологических шкал, геоботанических описаний и
статистического анализа // Бюл. Моск. о-ва Испытателей природы.
Отд. Биол., 2006. Т. 111. Вып. 2 С. 36 - 47.
198. Смирнов Я.Б. Тепловое поле Земли // Земля и Вселенная, 1982. № 3.
С. 24-29.
199. Смирнов Я.Б. Новые принципы анализа теплового потока на
территории СССР и некоторые аспекты изучения тектонической
активности // Современная тектоническая активность территории
СССР. М.: Наука, 1984. С. 50-65.
170
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
200. Соколова А.М. Материалы к геоботаническому районированию ОнегоСеверодвинского водораздела и Онежского полуострова // Тр. БИН АН
СССР. Сер. 3. Геоботаника. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1935. Вып. 2. С. 9
- 80.
201. Солнцев
В.Н.
Системная
организация
ландшафтов
(проблемы
методологии и теории). М.: Мысль, 1981. 240 с.
202. Солнцев Н.А. Основные этапы развития ландшафтоведения в нашей
стране // Вопросы географии, 1948. Сб. 9. С. 49 - 78.
203. Солнцев Н.А. Современное состояние физической географии в
Московском университете // География в Московском университете за
200 лет. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1955. С. 93 - 106.
204. Сорокин И.В. Космические системы дистанционного зондирования
Земли. Научно-коммерческие системы. Серия: ракетно-космическая
техника, машиностроение. М.: РКК «Энергия», 1994. 420 с.
205. Сохадзе Е.В. Известняки и растительность. Тбилиси: Мецниереба,
1982. 162 с.
206. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск:
Наука,1978. 317 с.
207. Сочава В.Б. Теоретическая и прикладная география. Новосибирск:
Наука, 2005. 288 с.
208. Справочник по климату СССР. Архангельск, 1970. Вып. 1. 348 с.
209. Справочник по климату СССР. Вып. 1. Архангельская и Вологодская
области, Карельская и Коми АССР. Ч.2. Л.: Гидрометеоиздат,1987. 232
с.
210. Станковский А.Ф., Якобсон К.Э. Структура фундамента и осадочного
чехла Юго-Восточного Беломорья // Сб. Блоковая тектоника и
перспектива рудоносности Северо-Запада Русской платформы. Л.:
ВСЕГЕИ, 1986. С. 75 - 81.
211. Структура
заповедника
и
динамика
(северная
природных
компонентов
Пинежского
тайга европейской территории России,
171
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Архангельская область). Биоразнообразие и георазнообразие в
карстовых областях. Архангельск, 2000. 267 с.
212. Сукачев В.Н. Дендрология с основами лесной геоботаники. Л., 1938.
574 с.
213. Сукачев В.Н., Зонн С.В., Мотовилов Г.И. Методические указания к
изучению типов леса. М., 1957. 115 с.
214. Суханов П.А., Перцович А.Ю. Антропогенное преобразование земель и
его отражение в классификации почв // Почвенные исследования на
Европейском
Севере России: Сб. статей и библиографический
указатель литературы. Архангельск, 1996. С. 24-31.
215. Тайсаев Т.Т. Ландшафтно-геохимический фактор биоразнообразия и
особенности традиционного природопользования горных экосистем //
Сибирский экологический журнал, 2005. № 5. С. 617 - 624.
216. Тарханов С.Н., Прожерина Н.А., Коновалов В.Н. Лесные экосистемы
бассейна Северной Двины в условиях атмосферного загрязнения:
диагностика состояния. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 333 с.
217. Титаева Н.А. Ядерная геохимия: Учебник. 2-е изд., испр. и доп. М.:
Изд-во МГУ, 2000. 336 с.
218. Толмачев А.И., Юрцев Б.А. История арктической флоры в ее связи с
историей Северного Ледовитого океана // Северный Ледовитый океан и
его побережье в кайнозое. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. С. 87 - 100.
219. Точилов Н.А. Ландшафтные особенности лесов БКП и основы ведения
хозяйства в них. Автореф. дисс. ... конд. геогр. наук. Архангельск. 2003.
20 с.
220. Трубицын В.П., Фрадков А.С. Конвекция под континентами и океанами
// Известия АН СССР. Физика Земли, 1985. № 70. С. 3-13.
221. Унифицированные методы исследования качества вод. Часть 3.Методы
биологического анализа вод. М, 1990. Т. 2. С. 54 - 61.
222. Федорчук В.Н. Значение структуры ландшафта и пространственной
неоднородности лесных биогеоценозов при лесохозяйственном
проектировании // Общие принципы стратегии лесопользования и
172
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лесовыращивания на ландшафтно-типологической основе. СПб., 1994.
С. 108 - 117.
223. Федорчук В.Н. Нешатаев В.Ю., Кузнецова М.Л. Лесные экосистемы
северо-западных районов России: Типология, динамика, хозяйственные
особенности. СПб., 2005. 382 с.
224. Филенко Р.А. Гидрологическое районирование Севера европейской
части СССР. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1974. 223 с.
225. Фирсова В.П., Молчанова И.В., Мещеряков П.В. и др.Почвенноэкологические
условия
накопления
и
перераспределения
радионуклидов в зоне ВУРСа. Екатеринбург: Изд-во «Екатеринбург»,
1996. 140 с.
226. Хораи К., Уэда С. Тепловой поток в вулканических областях // Земная
кора и верхняя мантия. М.: Мир, 1972. С. 71-86.
227. Хорошев А.В. Влияние гидрографической сети на ландшафтную
структуру севера Русской равнины // География и природные ресурсы,
2003. С. 56 - 62.
228. Цветков В.Ф. Лесной биогеоценоз. Архангельск: ООО «Пресс А»,
2004. 267 с.
229. Цыганов Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне
хвойно-широколиственных лесов. М., 1983. 197 с.
230. Череменский Г.А. Геотермия. Л.: «Недра», 1972. 272 с.
231. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных
государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995.
992 с.
232. Чернихова Е.Я. Формирование почвенно-растительного покрова на
различных
материнских
породах
в
бассейне
верхней
Онеги:
Автореферат дисс. канд. геогр. наук. Л., 1970. 24 с.
233. Чертовской В.Г. Еловые леса европейской части СССР. М.: Лесная
промышленность, 1978. 178 с.
234. Чистяков А.А., Макарова Н.В., Макаров В.И. Четвертичная геология:
Учебник. М.: ГЕОС, 2000. 303 с.
173
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
235. Чураков
Б.С.
Ландшафтно-экологическое
районирование
Архангельской области для мониторинга почвенно-растительного
покрова // Почвенные исследования на Европейском Севере России.
Архангельск, 1996. С. 93 - 98.
236. Шанцер И.А. Растения средней полосы Европейской России. Полевой
атлас. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004. 423 с.
237. Шварцман
Ю.Г.,
Болотов
И.Н.
Механизмы
формирования
экстразональных биоценозов на Соловецких островах // Экология, № 5.
2005. С. 1 - 9.
238. Шестопалов В.М., Богуславский А.С., Бублясь В.Н. О роли аномальных
зон геологической среды в вертикальных водообменно-миграционных
процессах // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология.
Геокриология, 2004. № 1. С. 46 - 59.
239. Шишков И.И., Брановицкий М.Л. Лесоводство с основами лесных
культур: учебное пособие для вузов. М: Лесная промышленность, 1979.
270 с.
240. Шмидт В.М. Флора Архангельской области. СПб.: Изд-во С.Петерб.ун-та, 2005. 346 с.
241. Юдахин
Ф.Н.,
Баженов
А.В.,
Киселев
Г.П.
Закономерности
распределения радиоцезия в почвах Архангельской области // Север:
экология. Сб. научных трудов. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. С. 7-18.
242. Юдахин Ф.Н., Щукин Ю.К., Макаров В.И. Глубинное строение и
современные геодинамические процессы в литосфере ВосточноЕвропейской платформы. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 300 с.
243. Юдин Ю.П. Реликтовая флора известняков северо-востока европейской
части СССР // Материалы по истории флоры и растительности СССР.
М. - Л.: Наука, 1963. Вып. IV. С. 493 - 571.
244. Angelstam P. Landscape analysis as a tool for the scientific management of
biodiversity // Ecol.bull. 46, 1997. P. 140 - 170.
245. Austin M.P. Models and analysis of descriptive vegetation data. – In:
Mathematical models in ecology. Oxford, 1972. P. 61 - 86.
174
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
246. Baev P.V., Penev L.D. BIODIV – program for calculation biological
diversity parameters, similarity, niche overlap and cluster analysis. Version
4.1. Sofia: Pensoft, 1993. 43 p.
247. Bedford B.L. The need to define hydrologic equivalence at the landscape
scale for freshwater wetland mitigation // Ecological applications, 1996. № 6
(1). P. 57 - 68.
248. Clements F. Plant succession: an analisis of the developments of vegetation
// Carnegie Inst. Wach. Publ. 1916. 242 p.
249. Cremer K.W., Leuning R. Effect of moisture on soil temperature during
radiation frost // Australian Forest Research, 1985. № 1. P. 33 - 42.
250. Ellenberg H. Unkrautgemeinschaften als Zeiger fur Klima and Boden.
Landwirtsch.Pflanzensoziol. 1. Stuttgart: Ulmer, 1950. 141 s.
251. Ellenberg H. Aufgaben und Methoden der vegetationskunde // Einfuhrung in
die Phytologie. Stuttgart, 1956. Bd 4, H. 1. S. 3 – 136.
252. England Ph.C. Heat flow and deep structure of the continents // Nature,
1980. V. 285, № 5767. P. 611 - 612.
253. Essen P.-A., Ehstrom B. etc. Boreal forests // Ecol.bull. 46, 1997. P. 16 - 47.
254. Fjeldsa J., Ehrlich D., Lambin E., Prins E. Are biodiversity «hotpots»
correlated with current ecoclimatic stability? A pilot study using the NOAAAVHRR
remote
sensing
data
//
Biodiversity
and
Conservation,
1997.V. 6.№ 3.P. 401 - 422.
255. Forman R.T.T. and Gordon M. Landscape ecology. – Wiley and Sons, New
York, 1986. 198 p.
256. Goodall D.W. Objective methods for the classification of vegetation. – In:
The use of positive interspecific correlation. Austral.J.Bot., 1953, vol. 1,
№ 1. P. 39 - 63.
257. Goodall D.W. Statistical plat ecology. Annu. Rev. Ecol. and Syst., 1970,
vol. 1. P. 99 - 124.
258. Gorny V.I. Convective Heat Flow of European Russia According the
Remote Geothermal Method // Prog. Of the Intern. Conf. “The Earth’s
175
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Termal Field and Relative Research Methods”. May 19 – 21, 1998,
Moscow, Russia. P. 107 - 109.
259. Gorny V.I. et al. Comparison of St.Petersburg and Helsinki Heat Loss on the
Base of NOAA (AVHRR) IR-Thermal Data as the First Stage of the
Airborne Energy Control // Proc. Of the 3 d Intern. Airborne Conf. And
Exhibition , Copenhagen, Denmark, 4 – 10 July, 1997. V. I. P. 517 - 521.
260. Gorny V.I., Kritzuk S.G, Latypov I.Sh., Tronin A.A. Geotermal zoning of
European Russia on the base of satellite infra-red thermal servey // Proc. Of
the 30 th Intern. Geological Congr., Beijing, China, 4 – 14 Aug. 1996. V. 10.
New Technology for Geosciences. P. 63 - 80, VSP, Utrecht, The
Nethelands, 1997.
261. Hall A.V. A computer-based method for showing continua and communities
in ecology. – J.Ecol., 1970, vol. 58, № 3. P. 591 - 602.
262. Ignatov M.S., Afonina O.M. Check-list of mosses of the former USSR //
Arctoa, 1992. Vol. 1-2. P. 1-86.
263. Kahle A.B., Madura D.P., Soha J.M. Middle infrared multyspectral aircraft
scanner data analysis for geological applications // Appl. Opt. 1980. V. 19.
P. 2279 – 2290.
264. Lambert J.M. Teoretical models for large-scale vegetation survey. – In:
Mathematical models in ecology. Oxford, 1972. P. 87 - 110.
265. Lambert J.M., Dale M.B. The use of statistic in fitosociology. – In:
Advances in ecological research.L.: N.Y., 1964, vol. 2. P. 59 - 99.
266. Naveh Z. and Lieberman A.S. Landsceape ecology. Theory and application.
Springer-Verlag. New York, 1984. 230 p.
267. Turner M.G. Landsceape ecology: the effect of pattern on process. Annual
review of ecological systems, 1989. № 20. P. 171 - 197.
268. Pielou E.C. An introduction to mathematical ecology. N.Y.; L.: Wiley,
1969. 286 p.
269. Pollack H.N. The heat flow from the continents // Ann. Earth and Planet.
Sci. Palo Alto, Calif., 1982. V. 10. P. 459-481.
176
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
270. Salomonson V., Barnes W., Maymon P., Montgomery H., Ostrow H.
MODIS: Advancesd facility instrument for studies of the earth and as a
system // IEEE Trans. Geosciences Remote Sensing. 1989. V 27. N 2. P. 145
- 153.
271. Santesson R. The lichenes and lichenicolous fungi of Sweden and Norway.
SBT-förlaget, Lund, 2004. 240 p.
272. Schmidt-Vogt H. Die fichte. Hamburg, 1997. 647 р.
273. Vogt J.V. Land surfase temperature retrieval from NOAA-AVHRR data //
Advances in the use of NOAA-AVHRR data for Land application / Ed. By
G. D. Souza et al. Dordrecht, The Netherlands, Kluwer Academic
Publishers. 1996. P. 125 - 151.
274. Watson K. Spectral ratio method for measuring emissivity // Remote Sensing
Environment. 1992. M. 42. P. 113 – 116.
275. Went F.W. The periodic aspect of photoperiodism and related phenomenon
in plants and animals. Washington: A.A.A.S., 1959. 460 p.
177
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Содержание
стр.
Введение
3
1
Состояние вопроса
5
1.1
Конвективный тепловой поток (КТП) Земли
5
1.2
Ландшафты и разнообразие лесных экосистем на
Европейском Севере России
14
2
Объекты и методика исследований
29
3
Географическое распределение территории с различными
показателями КТП и его влияние на почвенные условия
лесных экосистем таежной зоны Архангельской области
42
3.1
Географическое распространение зон с различными
показателями КТП на территории Архангельской области
42
3.2
Температура почвы на территориях с различными
показателями КТП
66
3.3
Особенности химических свойств почв в районе оз. Ижмы
на территориях с различными показателями КТП
70
3.4
Результаты анализа содержания радиоактивных изотопов в
почвах района оз. Ижмы при различном значении КТП
78
4
Состояние лесных экосистем на территориях таежной
зоны Архангельской области с различными показателями
эндогенного тепла
86
4.1
Влияние КТП на типологическую структуру лесов
86
4.2
Влияние КТП на продуктивность лесных экосистем
90
4.3
Влияние теплового потока на нижние ярусы лесных
биогеоценозов
93
4.3.1
Масса запасов травяно-кустарничкового яруса на
территориях с различными показателями КТП
94
4.3.2
Растительные сообщества на территориях с различными
показателями КТП
97
4.4
Влияние КТП на биоразнообразие таежных ландшафтов
43
5
Влияние эндогенного тепла Земли на агроклиматические
условия
109
5.1
Заморозки: понятие, характеристика, факторы
110
5.2
Методика изучения заморозков по данным регулярной 123
сети метеостанций
5.3
Общая характеристика заморозков в Архангельской 130
178
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
области
5.4
Температурный режим почвы в зимний период на 138
территориях с различным КТП
5.5
Особенности роста сельскохозяйственных растений на 140
территориях с различными значениями КТП
Заключение
146
Список литературы
149
179
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа