Методы феномониторинга. Лекции

Большое значение в фенологии имеют и частные аспекты: зеленение отдельных растительных сообществ на общем безжизненном фоне ландшафта – зеленение растительности оазисов весной и летом в аридных зонах, зеленение сообществ зимнезелёных растений (например, живородящего мятлика) зимой в условиях южных «вегетативных» зим; цветение отдельных растительных сообществ: аспект цветения калужницы вдоль берегов водоёмов. Аспекты цветения лугов и степей, фруктовых садов, городских парков, полей хлебных злаков, подсолнуха, клевера, люцерны и т.д.; созревание плодов в тех же фруктовых садах, на полях - хлебных злаков, на плантациях – хлопчатника и т.д.; осеннее расцвечивание листвы в растительных сообществах из рано желтеющих видов на общем, ещё зелёном фоне ландшафта – можно указать на раннеосенние аспекты лесов и садов до всеобщего пожелтения фона ландшафта в целом, на аспект желтеющих нив на спаде лета, а также на аспекты скошенных лугов, сжатых перепаханных полей.

К категории частных аспектов относятся также аспекты отдельных ярусов в сложных многоярусных растительных сообществах: в кустарничковом ярусе лесов можно различить смену аспектов цветущих и плодоносящих кустов черники, брусники, и д.р., не совпадающую со сменой аспектов в древесном ярусе.

Реже частные сезонные аспекты ландшафтов создаются сезонными явлениями неорганической природы: весенние, летние или осенние половодья и разливы рек, размытые водной эрозией лощины, в аридных зонах – высохшие летом водоёмы, выцветы солей, а также частные аспекты, создаваемые пыльными бурями.

Известное значение имеют частные сезонные аспекты, создаваемые животными. Некоторое изменение в общем виде наших ландшафтов создает отлёт и прилёт «фоновых» перелётных птиц. Резко меняются сезонные аспекты «птичьих базаров» по берегам северных морей. Некоторую роль в формировании сезонных аспектов природы играют порхающие яркие бабочки, крупные жуки (майский хрущ, златки и др.), стрекозы. Существенно появление и исчез-

новение туч комаров и гнуса и случаи массового размножения вредителей полей и древесных насаждений: лугового мотылька, вредной черепашки, на юге – саранчи.

Вот пример описания красочного аспекта лесных сообществ югозападных окрестностей г. Екатеринбурга отмеченного в середине мая.

«Аспект крон листопадных пород – легкая зеленая дымка, в том числе и у берез. В третьем ярусе светло-зеленые пятна злаков и осок, майника и черники, «ощетинившихся» вай орляка. Дополнительные краски вносят гряз- но-белый аспект цветущей кассандры, яркожелтая калужница, розовофиолетовые пятна медуницы и фиалки.» Смены общих и частных сезонных аспектов геосистем играют большую

роль в учении о естественных временах года. С переходом в дальнейшем от основных методов регистрации сезонного состояния природы к аэровизуальным наблюдениям с самолётов и вертолётов (и дистанционным наблюдениям с орбитальных ракет и космических станций) значение смен сезонных аспектов природы для фенологических исследований возрастает ещё больше.

Однако, определяющим стержнем в аспекте “являются немногие «ведущие» виды растений сообщества в их наиболее эффектных фазах развития, а невзрачные или немногочисленные виды и даже плохо заметные фазы доминирующих видов не получают достаточного отражения”. Насколько соответствует сезонное развитие доминант развитию сообщества в целом – этот вопрос требует дополнительных исследований. Хорошо известно, что для использования фенологических аспектов растительности при ведении наблюдений за ритмикой ландшафтов дистанционными методами, необходимы одно-, двухлетние предварительные исследования синхронности фенологических связей в сообществах (Шульц, 1977, Елагин, 1977, Елагин и др., 1985). Недостатком метода является и то что, выраженность того или иного аспекта может сильно варьировать по годам. “Описание красочных аспектов очень поверхностно, это только первая ступень познания сезонной изменчивости фитоценозов, вскрывающая лишь ничтожную часть содержания последней”.

Рис. 2. Фенологические кривые вегетативного цикла ольшаника болотнотравяного (юго-западные окрестности г.Екатеринбурга, 1997г)

Условные обозначения. Фенофазы: «н.п.» - набухание почек, «п.п.» - проклевывание почек, «р.л.» - рост листьев, зеленение, «м.л.» - молодой лист, «з.л.» - зрелая листва, летняя вегетация, «н.о.» - начало отмирания, «от.» - массовое отмирание, «п.о.» - полное отмирание.

3. Фенологические спектры.

Наиболее полные данные о фенологии фитоценоза позволяют получать феноспектры – сводные изображения сезонного развития всех видов сообщества в течение года (Бейдеман, 1979). Впервые они были даны ещё Д.Н.Кайгородовым. Более совершенные спектры составили Г.Гамс (1918),

А.П.Шенников (1928), М.С.Шалыт (1946), И.Г.Серебряков (1961, 1962, 1963),

И.Н.Бейдеман (1954) и др. Феноспектры получили широкое распространение в научной фенологической литературе; их использовали А.П.Шиманюк (Шиголев, Шиманюк, 1949), В.Ф.Шамурин (1960), И.Н.Елагин (1960, 1976), сотрудники Тебердинского заповедника (Онищенко, 1983), Т.А.Радченко при исследованиях в Висимском заповеднике (Дементьева и др., 1985), В.С.Жмыхова

(1983) в Центрально-Черноземном, Т.Г.Бойков в юго-западном Забайкалье

(1991), Dierschke Hartmut (1995) в Германии, Cristurean I. и Cilarsoiu J. (1993) в

Болгарии и другие исследовантели. Феноспектры содержат информацию о фенологии каждого вида сообщества и о фенологическом состоянии всех видов фитоценоза на любую дату. Оборотной стороной максимальной информативности феноспектров является их громоздкость, они сложны в плане обобщения и анализа данных. Феноспектры не имеют относительных количественных показателей, что затрудняет использование материалов при сравнении фитоценозов, особенно различных по видовому составу. Именно поэтому в литературе феноспектры крайне слабо анализируются и сравниваются.

Рис.3 Фрагмент фенологического спектра ольшаника болотно-травяного (юго-западные окрестности г.Екатеринбурга, 1997г)

На рис.3 помещен пример одного из вариантов фенологического спектра растительного сообщества на примере ольшаника болотно-травяного, расположенного в окраинной части Верх-Исетского торфяника юго-западных окрестностей г.Екатеринбурга за 1997 г. В «шапке» таблицы показаны даты наблюдений в период с апреля по ююль. В первой колонке помещен полный видовой состав сообщества. Виды перечислены в порядке зацветания. Спектр каждого отдельного вида состоит из двух строк: верхняя, напротив названия вида показывает сезонное развитие генеративных органов растений вида, нижняя – сезонное развитие вегетативных органов. Для обозначения фенологических фаз

7.– созревание плодов и семян

8.– обсеменение

9.– постгенеративная фаза.

Феноспектры последних видов в списке состоят только из одной строчки, показывающей фенологию вегетативных органов, так как генеративные органы у этих видов в этом году вообще не образовались. В тех сточках, где генеративное развитие вида прерывается значком «x», означает, что после цветения по тем или иным причинам плоды не образовались.

Из всего выше сказанного следует вывод о целесообразности такого способа отражения фенологических материалов, который бы давал с одной стороны – комплексную, с другой – краткую, удобную в обработке и в плане сравнения, статистически достоверную характеристику фитоценоза.

Используемая литература. Основная

•Шульц Г.Э. Общая фенология – Ленинград, Наука, 1981г

•Терентьева Е.Ю. Комплексные фенологические показатели фитоценозов и их использование при организации феномониторинга (диссертация на соискание уч. ст. к. б. н.) – Екатеринбург, 2000

Дополнительная

1.Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ –Новосибирск, изд. «Наука», 1974 – 154 с.

2.Бейдеман И.Н. Методика фенологических наблюдений при геоботанических исследованиях – Москва – Ленинград, изд. АН СССР, 1954 – 131 с.

3.Дементьева С.М., Радченко Т.А., Данилов В.И., Жмыхова В.С. Некоторые особенности сезонной динамики лугово-степной растительности средней

России // Сезонная ритмика биоценозов – Москва, изд. «Наука», 1985 – с. 52 – 62.

4.Елагин И.Н. О методике регистрации фенологических наблюдений в растительных сообществах // Труды фенологического совещания (29 ноября – 4 декабря 1957г) – Ленинград, гидрометеорологическое изд., 1960 – с. 365

– 369.

5.Елагин И.Н. Перспективы использования аэрокосмических методов для изучения сезонного развития лесной растительности // IV межведомственное совещание по фенологическому прогнозированию – Ленинград, гидрометеорологическое изд., 1977 – с. 18 – 19.

6.Елагин И.Н. Сезонное развитие сосновых лесов – Новосибирск, изд. «Нау-

ка», 1976 – 230 с.

7.Жмыхова В.С. Применение количественных показателей в сезонном развитии растительности // Сезонная и разногодичная динамика растительного покрова в заповедниках РСФСР. Сборник научных трудов ЦНИЛ Главохоты РСФСР – Москва, 1983 – с. 32 – 34.

8.Жмыхова В.С., Филатова Т.Д. Количественные характеристики аспектов степных сообществ при разных ритмах заповедования // Тр. Центр.- Черноземного гос. заповедника – 1997, №15 – с.52-65

9.Иванов Н.Б., Герасимов В.Т. К характеристике фазы цветения растений в лесных ценозах Марийской АССР // IV межведомственное совещание по фенологическому прогнозированию – Ленинград, гидромет. изд.,1977 – с. 74 – 75.

10.Онищенко В.В. К методике фенологического прогнозирования сезонного развития растений высокогорных районов // Сезонная и разногодичная динамика растительного покрова в заповедниках РСФСР. Сборник научных трудов ЦНИЛ Главохоты РСФСР – Москва, 1983 – с. 18 – 31.

11.Серебряков И.Г. Некоторые данные о ритме сезонного развития растений долины реки Пясины в ее нижнем течении // Бюллетень М. о-ва исп. при-

роды, отд. биол., т. LXVI (3), 1963 – с. 121 – 129.

12.Серебряков И.Г. Ритм сезонного развития растений Приполярного Урала // Бюллетень М. о-ва исп. природы, отд. биол., т. LXVII (3), 1962 – с. 65 – 81.

13.Серебряков И.Г. Ритм сезонного развития растений Хибинских гор // Бюллетень М. о-ва исп. природы, отд. биол., т. LXVI (5), 1961 – с. 76 – 85.

14.Шалыт М.С. Стационарные фенологические наблюдения над растительностью и построение фитофенологических спектров // Труды фенологического совещания (29 ноября – 4 декабря 1957г) – Ленинград, гидрометеороло-

гическое изд., 1960 – с. 349 – 358.

15.Шамурин В.Ф. Сезонный ритм и экология цветения растений в районе бухты Тикси // Труды фенологического совещания (29 ноября – 4 декабря 1957г) – Ленинград, гидрометеорологическое изд., 1960 – с. 279 – 289.

16.Шенников А.П. Введение в геоботанику – Ленинград, изд. ЛГУ,1964

17.Шульц Г.Э. Актуальные проблемы индикационной фенологии // IV межведомственное совещание по фенологическому прогнозированию – Ленинград, гидромет. изд., 1977 – с. 6 – 7.