Влияние вариаций температуры и городского «острова тепла» на сезонное развитие древесных растений юга Приморья

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Показано влияние вариаций температуры, осадков и эффекта городского теплового острова на сезонное развитие древесных растений. Определены сдвиги фенодат у древесных растений, вызванные изменениями температуры и связанные с эффектом городского теплового острова. Синхронные фенологические наблюдения проводились в 2019–2021 гг. в Уссурийском лесничестве и г. Уссурийске (Приморский край). По данным метеостанции Тимирязевский отмечен значимый тренд увеличения среднегодовой температуры в период с 2011 по 2023 гг. с темпом 0.15 ˚С год –1. Сравнение температурного режима в городе и в лесу подтверждает наличие эффекта городского теплового острова. Разница в среднемесячных температурах между городом и лесом колебалась в 2019 г. в интервале 0.2–2.5 °С, в 2020 г. – 0.1–1.9 °С. Температура каждого месяца в городе была выше, чем в лесу. Различия в метеорологических показателях леса и города приводят к соответствующему сдвигу в сроках наступления фенофаз у растений. По результатам сравнения фенологического развития 8 видов древесных растений в городе и в лесу установлено, что среднее значение сдвига даты наступления фенологических фаз в городе на более ранние сроки относительно леса составляет 5.2 дня, а у теплолюбивых, южных видов, – 7.7 дня. Различия в суммах эффективных температур для наступления определенной фазы при этом находятся в пределах 1–80 °С. Черемуха обыкновенная является лучшим биоиндикатором климатических изменений в условиях Южного Приморья, это вид с наиболее тесной связью суммы эффективных температур и весенних фенологических фаз. С использованием опубликованных данных фенологических наблюдений на исследуемой территории определен средний сдвиг фенодат у растений за 85 лет, который в среднем составил 7 дней. Продолжительность вегетационного периода в Южном Приморье определяется среднегодовой температурой воздуха. Получена линейная зависимость, показывающая, что при увеличении температуры на 1, вегетационный период удлиняется на 4.4 суток, и это в первую очередь связано со смещением начала периода вегетации на более ранние сроки.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Марченко

Приморская государственная сельскохозяйственная академия

Email: aleksandrgg86@mail.ru
Россия, пр-кт Блюхера, д. 44, Уссурийск, 692510

А. В. Иванов

Институт геологии и природопользования Дальневосточного отделения Российской академии наук; Дальневосточный научно-исследовательский институт лесного хозяйства

Автор, ответственный за переписку.
Email: aleksandrgg86@mail.ru
Россия, пер. Релочный, д. 1, Благовещенск, 675011; ул. Волочаевская, д. 71, Хабаровск, 680020

Список литературы

  1. Булыгин Н.Е. Фенологические наблюдения над древесными растениями. Л.: ЛТА, 1979. 97 с.
  2. Елагин И.Н. Методика проведения и обработки фенологических наблюдений за деревьями и кустарниками в лесу // Фенологические методы изучения лесных биогеоценозов. Красноярск, 1975. С. 3–20.
  3. Епифанова Т.Ю. Особенности плодоношения абрикоса маньчжурского в Приморском крае // Проблемы сельскохозяйственного производства Приморского края: Матер. конф. молодых ученых. Уссурийск: ПГСХА, 2003. С. 154–157.
  4. Иванов А.В., Цыганова В.В. Особенности фенологического развития деревьев, используемых в озеленении г. Уссурийска // Вестник ИрГСХА. 2014. № 64. С. 29 – 34.
  5. Каменева Л.А., Кокшеева И.М., Творогов С.П., Богачев И.Г. Фенологический ответ M agnolia sieboldii К. К och. на климатические изменения // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. 2018. Т. 123. № 1. С. 57–64.
  6. Марченко А.А., Иванов А.В. Влияние изменения климата на фенологическое развитие древесных растений в г. Уссурийске // Проблемы региональной экологии. 2021. № 2. С. 5–9.
  7. Парилова Т.А., Кастрикин В.А., Бондарь Е.А. Многолетние тенденции сроков наступления фенофаз растений в условиях потепления климата (Хинганский заповедник, Среднее Приамурье) // Влияние изменения климата на экосистемы бассейна реки Амур. М., 2006. С. 47–51.
  8. Самойлова Т.В. Фенологические наблюдения над деревьями и кустарниками в бассейне реки Супутинки // Труды Горнотаежной станции ДВФ АН СССР. Хабаровск: Дальгиз, 1936. Т. 1. С. 133–162.
  9. C анданов Д.В., Rosbakh S., Батоцыренов Э.А., Дулепова Н.А. Оценка долговременных изменений в фенологии растений на территории Сибири: Мат-лы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 90-летию организации Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника, 150-летию основателя и первого директора Григория Леонидовича Граве, 140-летию эколога, профессора Владимира Владимировича Станчинского. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2022. С. 273–278.
  10. Семенов С.М., Ясюкевич В.В., Гельвер Е.С. Выявление климатогенных изменений. М.: Метеорология и гидрология, 2006. 324 с.
  11. Третий оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / Под ред. В.М. Катцова. СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. 676 с.
  12. Янцер О.В. Общая фенология и перспективные направления ее развития // Наука и образование: современные тренды. 2015. № 3 (9). С. 71 – 80.
  13. Badeck F.-W., Bondeau A., Böttcher K., Doktor D., Lucht W., Schaber J., Sitch S. Responses of spring phenology to climate change // New Phytologist. 2004. V. 162. P. 295–309.
  14. Climatologies at high resolution for the earth’s land surface areas [ Электронный ресурс ]. URL: https://chelsa-climate.org/downloads (дата обращения: 20.01.2024).
  15. Dang C., Shao Z., Huang X., Zhuang Q., Cheng G., Qian J. Climate warming-induced phenology changes dominate vegetation productivity in Northern Hemisphere ecosystems // Ecological Indicators. 2023. V.151. № 4. P. 1–10.
  16. Gaira K.S., Rawal R.S., Rawat B., Bhatt I.D. Impact o of climate change on the flowering of Rhododendron arboretum in central Himalaya, India // Current Science. 2014. V. 106. № 12. P. 1735–1738.
  17. Galan Díaz J., Gutierrez-Bustillo A.M., Rojo J.. Influence of urbanisation on the phenology of evergreen coniferous and deciduous broadleaf trees in Madrid (Spain) // Landscape and Urban Planning. 2023. V. 235. P. 1–10.
  18. Garamszegi B., Kern Z. Climate influence on radial growth of Fagus sylvatica growing near the edge of its distribution in Bükk Mts., Hungary // Dendrobiology. 2014. V. 72. P. 93–102.
  19. Gordo O., Sanz J.J. Impact of climate change on plant phenology in Mediterranean ecosystems // Global Change Biology. 2010. V. 16. № 3. P. 1082 – 1106.
  20. Ivanov A.V., Ivanova E.V., Gamaeva S.V. С hanges in the diversity of conifer–broadleaf forests of southern primorye resulting from selective logging and fires // Russian Journal of Ecology. 2022. Т. 53. № 2. С. 83 – 90.
  21. Jochner S., Menzel A. Urban phenological studies – past, present, future // Environmental Pollution. 2015. V. 203. P. 250–261.
  22. Menzel A., Yuan Y., Matiu M., Sparks T., Scheifinger H., Gehrig R., Estrella N. Climate change fingerprints in recent European plant phenology // Global Change Biology. 2020. V. 26. № 4. P. 2599–2612.
  23. Rosbakh S., Hartig F., Sandanov D.V., Bukharova E.V., Miller T.K., Primack, R.B. Siberian plants shift their phenology in response to climate change // Global Change Biolog. 2021. V. 27. № 18. P. 4435–4448.
  24. Ruan Y., Zhang X., Xin Q., Ao Z., Sun Y. Enhanced Vegetation Growth in the Urban Environment // Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 2019. V. 124. P. 3831 – 3846.
  25. Walther G.-R., Post E., Convey P., Menzel A., Parmesan C., Beebee T.J.C., Fromentin J.-M., Hoegh-Guldberg O., Bairlein F. Ecological responses to recent climate change // Nature. 2002. V. 416. P. 389–395.
  26. Walker J.J., Beurs K.M., Henebry G.M. Land surface phenology along urban to rural gradients in the U.S. Great Plains // Remote Sensing of Environment. 2015. V. 165. P. 42–52.
  27. Wang L., De Boeck H., Chen L., Song C., Chen Z., McNulty S., Zhang Z. Urban warming increases the temperature sensitivity of spring vegetation phenology at 292 cities across China // Science of the Total Environment. 2022. V. 834. P. 1 – 10.
  28. Wolkovich E.M., Cook B.I., Allen J.M., Crimmins T.M., Betancourt J.L., Travers S.E., Pau S., Regetz J., Davies T.J., Kraft N.J. B., Ault T.R., Bolmgren K., Mazer S.J., McCabe G.J., McGill B.J., Parmesan C., Salamin N. Warming experiments underpredict plant phenological responses to climate change // Nature. 2012. V. 485. P. 494–497.
  29. Yang L., Zhao S. A stronger advance of urban spring vegetation phenology narrows vegetation productivity difference between urban settings and natural environments // Science of the Total Environment. 2023. V. 868. № 11. P. 1–9.
  30. Zhou D., Zhao S., Zhang L., Liu S. Remotely sensed assessment of urbanization effects on vegetation phenology in China's 32 major cities // Remote Sensing of Environment. 2016. V. 176. P. 272–281.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Тренд увеличения среднегодовой температуры воздуха за период 2011–2023 гг. (по данным метеостанции Тимирязевский (R2 – коэффициент детерминации, p – уровень значимости)).

Скачать (59KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Диаграммы размаха месячных температур в городе и в лесу в 2019 (А) и 2020 (Б) гг. Прямоугольники показывают диапазон от 25-го до 75-го процента данных, черные горизонтальные линии внутри – медианы, планки составляют 1.5 межквартильного размаха, точками обозначены «выбросы».

Скачать (155KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Суммы эффективных температур и суммы осадков на даты начала шести фенологических фаз черемухи обыкновенной (1 – начало сокодвижения, 2 – набухание почек, 3 – раскрытие почек, 4 – развертывание листьев, 5 – начало роста побегов, 6 – одревеснение побегов).

Скачать (130KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость продолжительности вегетационного периода от среднегодовой температуры воздуха для пригородных лесов г. Уссурийска (R2 – коэффициент детерминации, p – уровень значимости).

Скачать (116KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024