На основе анализа пространственно-временной динамики лесотундровых сообществ, произрастающих в экотоне верхней границы древесной растительности на восточном макросклоне Полярного Урала (горный массив Рай-Из), показано непрерывное расселение лиственницы в горную тундру в последние 110 лет под влиянием вековых и внутривековых изменений климата. Сделан прогноз об исчезновении в течение 15–20 лет разрыва между фактической и климатически обусловленной верхней границей леса, который сейчас составляет 40-60 метров
Результаты дендрохронологических датировок древесных остатков на ключевых участках в бассейне р. Кер-Доман-Шор, у подножия юго-восточного склона горного массива Рай-Из показали, что с VIII до XIV вв., т.е. во время средневекового потепления климата, верхняя граница древесной растительности постепенно поднималась выше в горы и достигла максимальной высоты (340 м) в XIII в. Затем наступил малый ледниковый период (с XIV по XX вв.), когда происходило массовое отмирание деревьев, что привело к снижению верхней границы произрастания древесной растительности до 260– Наиболее интенсивное снижение этой границы наблюдалось в XV и XIX вв. В конце XIX столетия на склоне не осталось ни одного живого дерева. Ситуация изменилась в начале XX столетия, когда стал появляться жизнеспособный подрост.
Повторные ландшафтные снимки, сделанные в 1977, 1983, 1996, 2004 и 2014 гг. (рис. 1), наглядно демонстрируют основные этапы экспансии древесной растительности: от безлесной тундры (1977 г.), до одиночных деревьев (2004 гг.) и молодого редколесья (2014 г.). Повторные перечеты живых и давно погибших деревьев лиственницы позволили установить место произрастания каждой живой особи лиственницы и время их жизни (рис. 2).
Рисунок 1–Ландшафтные фотоснимки, сделанные в средней части трансекты (горный массив Рай-Из, Полярный Урал)
Рисунок 2 – Место и время появления живых деревьев лиственницы и формирования различных типов лесотундровых сообществ на Полярном Урале
Существенно изменилось распределение площадей, занятых тундровыми и лесотундровыми сообществами на трансекте (табл.).
Таблица – Распределение площадей на трансекте, покрытых тундровыми и лесотундровыми сообществами в разные годы
|
Тип сообщества |
1983 год |
2004 год |
2014 год |
|||
|
м2 |
% |
м2 |
% |
м2 |
% |
|
|
Тундра |
6200 |
72 |
1700 |
20 |
1300 |
15 |
|
Тундра с одиночными деревьями |
- |
- |
1300 |
15 |
700 |
8 |
|
Редина |
2400 |
28 |
2600 |
30 |
2000 |
24 |
|
Редколесья |
- |
- |
3000 |
35 |
4600 |
53 |
Анализ появления и роста лиственницы показал, что в течение последних 110 лет происходило ее непрерывное расселение в горную тундру. Начальные этапы этого расселения были медленными: в первой половине XX века появились одиночные деревья и небольшие участки редин. В течение последних двух десятилетий процесс формирования лесотундровых сообществ значительно ускорился. В настоящее время большая часть трансекты занята молодыми лиственничными редколесьями и рединами, а верхняя граница отдельных деревьев почти поднялась до высотного уровня, на котором они произрастали в XIII столетии. Современная экспансия древесной растительности в горную тундру обусловлена потеплением и увлажнением климата в летний и зимний периоды. Ускоренное облесение трансекты, которое происходило в течение последних 20 лет, обусловлено лучшей обеспеченностью семенами лиственницы. К настоящему времени верхняя граница произрастания древесной растительности на склоне еще не достигла тех высотных уровней, которых она занимала в XIII столетии, что связано с кратковременностью периода, благоприятного для произрастания древесной растительности.
Высотный градиент температуры летних месяцев на Полярном Урале составляет 0.7ºC на 100 м. Температурная граница, при которой в настоящее время возможно существование древесной растительности, поднялась выше в горы более чем на 100 м, тогда как верхняя граница произрастания древесной растительности на трансекте поднялась по вертикали лишь на 55–60 м. Таким образом, верхняя граница произрастания древесной растительности еще не достигла климатически обусловленного предела, до которого она поднималась во время средневекового потепления климата. Если современные климатические условия сохранятся, то самые верхние молодые лиственницы в течение ближайших 15–20 лет начнут плодоносить и разрыв между фактической и климатически обусловленной верхней границей древесной растительности сократится.