Введение
Комплексы лесов умеренного пояса Северного полушария, развиваясь в крайне разнообразных условиях, формируют уникальную, пространственно и качественно дифференцированную в зонально-азональном плане структуру. Лесные биоценозы Евразии, в частности территории субъектов Дальневосточного федерального округа (ДФО), испытывая воздействия возрастающих величин среднегодовых температур воздуха, влияющих на увеличение периода вегетации, достаточно активно проникают, увеличивая ареалы произрастания древесных пород, в области распространения лесотундровых и тундровых равнинных ландшафтов и субальпийских, альпийских, горно-тундровых горных ландшафтов [1-3]. Увеличение зоны распространения как типичных, так и рединно-колковых, «островного» распространения лесных сообществ вследствие создания благоприятных условий связано в том числе и с развитием интенсивных процессов самопроизвольного автовосстановления их структуры после деструктивных естественных и антропогенных воздействий.
С начала 2000-х годов множество исследователей отмечают повышение уровней показателей среднемесячных и среднегодовых температур воздуха в полярных и приполярных территориях Северного полушария, а также связанные с этим процессы увеличения уровней влажности воздуха и величин поступающих осадков [1-3]. При этом исследователи четко определяют эту тенденцию изменения климатических показателей как «улучшение» условий произрастания древесных растений в полярной и приполярной областях, а также связанные с этими процессами аридизацию условий и деградацию южной части бореального комплекса Евразии [4-6].
В.Г. Сергиенко на основе материалов изученности динамики ландшафтов и климатических показателей отмечает формирование тенденции перемещения северных границ распространения лесных комплексов в зональном плане на север и в высотном – за пределы нижней границы распространения субальпийских и альпийских комплексов в полярных и приполярных участках территории Европейского Севера и Западной Сибири [1]. Подобная тенденция наблюдается автором этой статьи и на участках контакта северо-таежных, лесотундровых и тундровых равнинных ландшафтов на территории северо-восточной части Российской Федерации (равнин и мезовозвышенностей северной части Якутии, Яно-Индигирской низменности и др. участков).
А.А. Петрукович, обобщая материалы исследования ИКИ РАН, на основе результатов многолетнего дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), отмечает «постепенное движение границы тайги и тундры на север» [2, с. 21], обусловленное кумулятивным, постепенным повышением температуры воздуха. «Карта растительного покрова России, полученная по данным спектрометра MODIS» [2, с. 21] и представляющая собой синтетическое совмещение карт растительности России за период с 2001 по 2019 год, имеет упрощенную классификацию лесных экосистем и на отдельных участках неверную интерпретацию типов растительности. В частности, в типах наземных экосистем отсутствуют рединные светлохвойные, светлохвойные леса, гольцовые комплексы, которые наиболее часто образуют контактовые комплексы в зоне пространственной дифференциации равнинных и горных бореальных, лесо-тундровых и тундровых ландшафтов северо-восточной и восточной части Российской Федерации.
Стоит отметить отсутствие подобного рода работ применительно к территории ДФО. Стоит учитывать, что, как правило, изменения достаточно четко дифференцируемых северных и южных границ распространения бореальных комплексов осложняются динамикой состояния многолетнемерзлых комплексов подстилающих пород [7; 8]. При этом установление взаимосвязей между этими пространственными изменениями контуров лесных ландшафтов и связанных с ними различной интенсивности и типов процессов автовосстановления их структуры позволяет более обоснованно подходить к формированию прогнозов их состояния с учетом антропогенных воздействий.
Целью исследования является анализ изменений северных границ ареалов распространения лесных ландшафтов на территории ДФО.
Материал и методы исследования
Для достоверного изучения процессов динамики северных границ ареалов распространения лесных ландшафтных комплексов на территории ДФО на основе использования комплексных физико-географических методов полевого стационарного и полустационарного долговременного наблюдения (на основе принципа равномерного распределения пунктов наблюдения в пределах основных типов и видов лесных равнинных и горных ландшафтов) в совокупности с анализом материалов ДЗЗ в пределах участков контакта лесных и тундровых комплексов были дифференцированы и изучены более 80 ключевых стационарных участков, в пределах которых были дифференцированы более 80 видов ландшафтов и 1000 контуров элементарных ландшафтов [9, с. 40-159]. В качестве основы для упорядоченного выявления процессов изменения положения границ ареалов распространения лесных комплексов и установления взаимосвязей их с процессами автовосстановления комплексов для природных, природно-антропогенных и антропогенных ландшафтов территории осуществлены дифференциация и генетическая классификация, физико-географическое и ландшафтное районирование территории исследования.
Результаты исследования и их обсуждение
Территория Российской Федерации находится в пределах широтных, природных полупустынной (изолированные фрагменты), степной, лесной, тундровой зон и долготных, азональных гумидных и континентальных, экстраконтинентальных внутризональных комплексов. При этом значительную часть территории занимают бореальные равнинные и горные ландшафты. В условиях территории Российской Федерации наибольшим набором типов и видов фитоценотических и почвенно-эдафических компонентов характеризуются лесные ландшафты, что делает их наиболее доступными, репрезентабельными и объективно достоверными объектами исследования различных аспектов динамики состояний ландшафтных комплексов.
С точки зрения логики, понимания сущности циклов динамики состояний лесных ландшафтов, устойчивости их существования и изменений ареалов распространения древесных растений северной тайги в связи с такими процессами, как автовосстановление их структуры, прежде всего, следует за период не менее 10 лет дифференцировать процессы распространения древесных растений в пределах территорий, ранее некомфортных для их вегетации [8].
На основе применения исходных материалов, полученных при использовании методов маршрутных и стационарных полевых наблюдений, и всестороннего применения методов дистанционного (авиационного и космического) наблюдения необходимо дифференцировать процессы естественного самовосстановления (автовосстановления) нарушенной естественными или антропогенными факторами структуры лесных ландшафтных комплексов и их компонентов. При этом под процессами автовосстановления ландшафтных комплексов и их компонентов понимаются только «естественные процессы воссоздания свойств и структуры ландшафтных комплексов и их компонентов по принципу «самосборки» в пределах лимитирующего воздействия сочетаний зонально-азональных условий и факторов с естественным «отсеканием» всех вариантов результатов, не имеющих признаков, показателей, способствующих приспособлению к данным показателям окружающей среды» [9, с. 29].
Территории Дальневосточного федерального округа (ДФО), в пределах которой сформировались лесные комплексы, соответствуют административные территории субъектов: Республики Саха (Якутия), Республики Бурятия, Забайкальского, Камчатского, Хабаровского, Приморского краев, Амурской, Сахалинской областей и, крайне незначительно, фрагментарно – небольшие участки территории Магаданской области, Чукотского автономного округа.
В условиях крайне обширного набора сочетаний факторов, определяющих формирование лесных ландшафтов территории ДФО, с точки зрения автора, рисунку изотерм суммы активных температур максимально соответствуют ареалы распространения различных типов лесных комплексов. При этом не только климатические особенности, но и достаточно сложное геоморфологическое устройство, наличие обширной территории распространения сезонно- и многолетнемерзлых комплексов влияют на формирование массивов лесных комплексов территории [10-12]. Кроме того, мелколиственные и светлохвойные виды древесных растений в условиях территории исследования произрастают в ареалах с экстремальными для них показателями гидротермических коэффициентов, проникая в пределы ареалов тундровых и недифференцированных лесотундровых ландшафтов. Поэтому гидротермический коэффициент автором не рассматривался как интегральный показатель, определяющий формирование определенных типов лесных комплексов территории.
Для территории достаточно обширной контактовой зоны, большого экотона северо-таежных, лесотундровых и тундровых биоценозов, лесные типы ландшафтов характеризуются несплошным, островным и рединно-колковым распространением. И если в пределах центральной и южной частей территории ДФО лесные ландшафты имеют в достаточной мере зонально-субширотную дифференциацию, то в пределах территории северо-восточной части Республики Саха (Якутия), незначительной части с лесными сообществами Камчатского края, Магаданской, Сахалинской областей, Чукотского автономного округа распространение лесных ландшафтов варьирует от равнинного субмеридионального до межгорно-долинного изолированно-островного типа под влиянием очертаний долин крупных рек, от горного высотно-поясного до межгорно-нагорного, изолированного влиянием возвышенных, изолирующих горных массивов.
В пределах экотональной, контактовой территории распространения недифференцированных среднетаёжных, северо-таежных и северо-таежно-тундровых комплексов характерно доминирование на равнинных и сухих низинных участках светлохвойно-кустарниково-кустарничково-моховых, светлохвойно-мелколиственно-кустарничково-моховых, светлохвойно-моховых комплексов с нормальными, стелющимися и карликовыми формами древесных растений. За 10-летний период на территории ДФО на протяжении около 750 км граница ареала островного, рединно-колкового распространения названного типа ландшафтных комплексов сместилась к северу в среднем на 1,5 км.
На незначительных по относительной высоте водораздельных пространствах, в пределах межгорных долин доминируют светлохвойно-мелколиственно-моховые, мелколиственно-кустарничково-моховые комплексы с преимущественно стелющимися и карликовыми формами древесных растений. За 10-летний период граница ареала островного, рединно-колкового распространения ландшафтных комплексов с участием мелколиственных пород древесных растений в среднем на 2,5 км сместилась к северу.
В долинах таких рек, как Лена, Индигирка, Яна, и их наиболее крупных притоков на участках недифференцированных тундровых, лесо-тундровых и северо-таежных комплексов сформировались биоценозы, достаточно близкие к типичным северо-таежным и образованные сосново-криволесно-мелколиственно-моховыми, лиственнично-криволесно-мелколиственно-моховыми, мелколиственно-моховыми комплексами. Примечательным является наличие и расширение за 10-летний период в среднем на 3,5 км ареала распространения как в целом на участке долины в зоне тундры, так и в устьевой части долины р. Лена колковых и колково-рединных комплексов, близких по облику к северо-таежным комплексам, образованных криволесно-лиственнично-мелколиственно-моховыми сообществами.
Для сравнения можно привести величины динамики границ экотональных, контактовых участков основных зональных типов бореальных ландшафтов на территории ДФО за 10-летний период. Граница контакта широколиственных лесов и лесостепных, степных участков сместилась к югу в среднем на 450 м. Экотональный участок взаимопроникновения биоценозов смешанных и широколиственных лесов на равнинных участках материковой части ДФО увеличился в среднем на 250 м. Экотональный участок взаимопроникновения биоценозов подтаежных (суббореальных), южно-таежных и смешанных лесов увеличился в среднем на 300 м с хорошо выраженным смещением к северу его границ.
Интересен и тот факт, что за 20-летний период наблюдений в пределах территории ДФО не установлено значительных изменений границ распределения высотных поясов с комплексами, образованными древесными растениями, в пределах среднегорных массивов. Исключением в этом случае являются незначительные по величине (до 50 м поверхности склонов) инвазии ландшафтных комплексов, образованных криволесными формами светлохвойных, темнохвойных и мелколиственных пород, в пределы субальпийских, горно-тундровых ландшафтов.
Стоит отметить также получившую за 10-летний период на территории ДФО значительное развитие тенденцию разрежения древостоя и распространения изолированных массивов «пьяного» леса и вальника в пределах средне-таежных и северо-таежных равнинных ландшафтных комплексов. Развитие этого явления связано с тем, что широкое сплошное и островное распространение на территории ДФО многолетнемерзлых подстилающих пород на фоне увеличения среднегодовых температур воздуха и, соответственно, продолжительности безморозного периода определяет и развитие обширных по площади термокарстовых и в меньшей мере солифлюкционных процессов. Термокарстовые процессы не позволяют корневым системам зрелых древесных растений закрепляться для поддержания вертикального положения стволов и определяют их промерзание, развитие анаэробных процессов в зоне контактов с корневыми волосками и в конечном итоге гибель корневых систем [13]. Это приводит к гибели зрелых или невозможности развития подроста древесных растений на наиболее пониженных (как правило, заросшие аласовые котловины, днища долин малых рек и т.д.) участках или участках с затрудненным дренажом и близким расположением к дневной поверхности водоупорных пород.
При охарактеризованных различными исследователями [1; 2; 14] применительно к территории Урала, Центральной России и Западной Сибири изменениях северной границы распространения лесных ландшафтных комплексов, в пределах южных границ распространения лесных комплексов на территории ДФО отсутствуют выявленные названными исследователями проявления аридизации условий и сокращения сомкнутости, биопродуктивности древесной растительности.
Весьма интересным является анализ взаимосвязей территориальной локализации изменений северной границы распространения лесных ландшафтных комплексов с учетом типов, интенсивности проявлений автовосстановления нарушенной различными воздействиями структуры лесных ландшафтных комплексов на территории ДФО. Сведения о специфике процессов автовосстановления различных типов и видов лесных ландшафтных комплексов на иерархических уровнях ландшафтов и внутриландшафтных комплексов (фаций, групп фаций, растительных ассоциаций) на территории ДФО были получены ранее на основе многолетних стационарных наблюдений [15].
Установлено, что во всей совокупности анализируемой выборки лесных внутриландшафтных комплексов равнинных, горных и горно-долинных типов, имеющих нарушенную различными типами воздействий структуру и характеризующихся развитием процессов автовосстановления структуры, количественно преобладают лесные ландшафты с доминированием (в порядке убывания средневзвешенных величин встречаемости) смешанных, широколиственных, южно-таежных и долинных северо-таежных фитоценозов.
Перечисленные ландшафтные комплексы характеризуются и достаточно активной динамикой пространственного их положения. Особенно на общем фоне выделяются смешанные лесные и долинные северо-таежные ландшафтные комплексы, которые характеризуются высокими темпами развития обширных экотонов, соответственно, с южно-таежными и тундровыми, лесотундровыми комплексами. В общей выборке всех наблюдаемых контуров внутриландшафтных комплексов с проявлением характерных признаков развития процессов, формирования промежуточных и конечных результатов автовосстановления их нарушенной структуры (2736 [9, c. 187]) примерно в 42,3% случаев (353 (12,9%) – смешанные, 275 (10%) – широколиственные, 161 (6,9%) – суббореальные, подтаежные, 139 (5,1%) – южно-таежные, 126 (4,6%) – долинные северо-таежные, 103 (2,8%) – прочие типы комплексов) развитию процессов автовосстановления соответствуют активные процессы их «экспансии» (с формированием контуров выделов преимущественно дезъюнктивирующего типа) в пределы «соседствующих» зональных типов ландшафтов.
Установлено, что лесные комплексы, находящиеся на участках контакта и взаимоперехода северо-таежных, лесотундровых и тундровых ландшафтных комплексов в пределах территории ДФО имеют относительно невысокую (более 3 лет) интенсивность автовосстановления антропогенно нарушенной структуры и характеризуются относительно небольшим уровнем биологического (в том числе и видового) разнообразия, полноценной ярусной и пространственной структуры фитоценозов [15].
С увеличением территории распространения обширных экотонов недифференцированных средне-таёжных, северо-таежных и северо-таежно-тундровых и тундровых комплексов на участках их контакта опосредованно связаны и показатели явления устойчивости ландшафтных комплексов к различным внешним воздействиям. Под устойчивостью ландшафтной структуры к различным внешним воздействиям понимается ее неопределенно долго существующая способность к хорошо выраженному процессу автовосстановления на различных этапах развития, в том числе и на постантропогенном этапе, до уровня, идентичного фоновым, исходным ландшафтным комплексам или близкого к такому. В этом случае устойчивость структуры лесных ландшафтных комплексов к естественным и антропогенным воздействиям, пространственно соответствуя тенденциям расширения ареалов распространения древесных растений, также является их интегральным показателем, определяемым скоростью, полнотой и идентичностью фоновым комплексам результатов автовосстановления их структуры.
Обобщение и среднестатистический учет эмпирических материалов изученности региональной специфики процессов автовосстановления структуры нарушенных естественными и антропогенными факторами лесных ландшафтных комплексов территории ДФО до состояния, максимально приближенного к фоновому, исходному, позволили определить уровень устойчивости их структуры к внешним воздействиям [9, с. 227]. При наибольшем уровне устойчивости (как способности сохранять состояние, максимально приближенное к фоновому, исходному при внешних воздействиях на комплекс) структуры лесных ландшафтных комплексов к внешним воздействиям процессы ее (структуры) автовосстановления наиболее эффективны и способствуют при благоприятных климатических условиях успешному освоению древесными растениями соседствующих биоценозов, не имеющих древесных растений.
Последующие наблюдения, анализ и сопоставление материалов фиксации результатов на различных этапах полнофункционального автовосстановления нарушенной структуры внутриландшафтных комплексов и процессов «продвижения на север», в пределы биотопов тундровых экосистем, северо-таежных комплексов, позволят установить прямую зависимость эффективной «экспансии» лесных биоценозов в пределы зоны распространения тундровых экосистем от преимущественного развития эволюционного и репродукционного типов автовосстановления нарушенной структуры, проявлений достаточности качественных и количественных показателей растительных ассоциаций для функционирования, полноты, стабильности структуры природных компонентов и в целом ландшафтного комплекса.
Заключение
Анализ динамики ареалов распространения лесных биоценозов, имеющих колоссальную ценность в системах биосферы Земли и круговоротов веществ и энергии в ней, в обстоятельствах изменений климатических условий на глобальном, региональном и локальном уровнях, позволит обществу наиболее эффективно взаимодействовать с лесными ландшафтами в повседневной и производственной деятельности.
Охарактеризованная для территории ДФО динамика распространения недифференцированных северо-таежных и северо-таежно-тундровых комплексов, основу которых составляют в основном светлохвойные и мелколиственные древесные растения, в пределах участков их контакта с тундровыми комплексами, показывает влияние на них процессов полнофункционального и полноценного автовосстановления структуры ландшафтных комплексов и наличие тенденции сокращения площади распространения тундровых экосистем.
Процессы полнофункционального и полноценного репродукционного и эволюционного автовосстановления нарушенной естественными и антропогенными факторами структуры ландшафтных комплексов являются одним из условий эффективной «самосборки» лесных и иных биоценозов в условиях текущих и меняющихся воздействий сочетаний зонально-азональных природных и антропогенных, антропогенно обусловленных условий и факторов. Высокий уровень интенсивности (скорости формирования, завершенности и полнофункциональности результатов) развития процессов полнофункционального автовосстановления структуры характерен для смешанных, широколиственных, южно-таежных и долинных северо-таежных ландшафтов территории ДФО.
Выявление закономерностей и региональной специфики динамики ареалов распространения лесных биоценозов с учетом формирования типов процессов, результатов полнофункционального и полноценного автовосстановления структуры лесных ландшафтных комплексов позволяет достоверно определять потенциальный уровень устойчивости лесных ландшафтов к различным внешним воздействиям. В последующем это позволит более обоснованно подходить к разработке схем рационального природопользования, природообустройства и охраны окружающей среды на основе применения актуальных принципов нормирования антропогенных нагрузок на природные компоненты, ландшафты.
Дальнейшее рассмотрение представленных аспектов анализа динамики состояний лесных ландшафтных комплексов является важным с точки зрения формирования научно обоснованной оптимизации антропогенных нагрузок в целом на геосистемы, биосферу Земли, формирования новых подходов к антропогенному восстановлению нарушенной структуры ландшафтов.
Библиографическая ссылка
Алексеев И.А. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ СЕВЕРНЫХ ГРАНИЦ АРЕАЛА РАСПРОСТРАНЕНИЯ БОРЕАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ТЕРРИТОРИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА // Успехи современного естествознания. 2025. № 8. С. 6-12;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=38415 (дата обращения: 04.09.2025).
DOI: https://doi.org/10.17513/use.38415