Янцер Оксана Васильевна – кандидат географических наук, доцент кафедры географии, методики географического образования и туризма, директор Института естествознания, физической культуры и туризма
620091, г. Екатеринбург, пр. Космонавтов, д. 26
Oksana V. Yantser – PhD (Geography), Assoc. Prof., Department of Geography, Methods of Geographical Education and Tourism, Head of Institute of Natural Sciences, Physical Culture and Tourism
pr. Kosmonavtov 26, Yekaterinburg 620091
Иванова Юлия Руслановна – ассистент департамента наук о Земле и космосе Института естественных наук и математики
620026, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, д. 48а
Yu. R. Ivanova – Assist., Department of Earth and Space Science, Institute of Natural Sciences and Mathematics
ul. Kuibysheva 48a, Yekaterinburg 620026
Минин Александр Андреевич – доктор биологических наук, ведущий научный сотрудникотдела оценки загрязнения окружающей среды Института глобального климата и экологии имени академика Ю. А. Израэля, старший научный сотрудник лаборатории постнатального онтогенеза Института биологии развития имени Н. К. Кольцова РАН
107258, г. Москва, ул. Глебовская, д. 20Б
Aleksandr A. Minin – Dr. Sci. (Biology), Senior Researcher at Environmental Pollution Assessment Department of the Academician Y. A. Israel Institute of Global Climate and Ecology, Senior Researcher at Laboratory of Postnatal Ontogenesis of the N. K. Koltsov Institute of Developmental Biology RAS
ul. Glebovskaya 20B, Moscow 107258
Цель. Изучить географические различия и оценить тренды продолжительности вегетации берёзы пушистой и повислой в границах её ареала в природных зонах России (лесотундра, тайга, смешанные и широколиственные, муссонные смешанные леса, лесостепи, степи).
Процедура и методы. Произведены расчёты и оценены средние многолетние сроки начала развёртывания листьев (зеленения) и полного изменения окраски листьев (полного пожелтения) берёзы (Bеtula pubеscens, Betula Pendula Roth.) для 290 пунктов за период 1948–2016 гг., продолжительности жизни листвы за 1964–1995 гг. с использованием результатов полевых наблюдений, проведённых классическим (первичным) методом (регистрируется дата наступления явления на определённой территории). В работе использованы данные, собранные по программам Уральского общества любителей естествознания (УОЛЕ), фенологической комиссии Всесоюзного географического общества, Русского географического общества и сети ООПТ России – материалы фенологического раздела Летописей природы Воронежского, Центрально-Лесного, Жигули, Волжско-Камского, Денежкин камень, Басеги, Печоро-Илычского, Вишерского, Башкирского, Висимского, Ильменского, Южно-Уральского, Шульган-Таш, Шайтан-Тау и Оренбургского (Буртинский и Айтуарский участки), Малая Сосьва, Олекминского, Кедровая падь, Алтайского, Баргузинского, Зейского, Сихотэ-Алиньского заповедников. При статистической обработке материалов оценены средняя многолетняя дата наступления явления (Х ср.), дисперсия (σ²), стандартное отклонение (ошибка) среднего значения (σ) и крайние даты регистрации явления. Скорость продвижения сезонного явления рассчитана количеством километров, которое оно преодолевает за 1 сутки. Широтный фенологический градиент – это время (число суток), в течение которого фронт сезонного явления перемещается на 1° широты (111 км). Для проведения интерполяции и визуализации пространственного изменения фенологических процессов использована кроссплатформенная геоинформационная система (ГИС) QGis Desktop версии 3.14.16.
Результаты. Рассчитаны, закартографированы и проанализированы сроки и скорость начала зеленения и полного пожелтения, широтный фенологический градиент, продолжительность жизни листвы берёзы и тренды в её динамике. За период с 1948 по 2016 гг. скорость продвижения волны зеленения на Европейской территории России (ЕТР) составляет 30–56 км/сут, в азиатской части, на Дальнем Востоке – 30–57 км/сут. Скорость продвижения пожелтения соответственно 43–60 и 56–230 км/сут. за этот же временной промежуток. Продолжительность жизни листвы берёзы составляет от 170 дней в степной зоне до 100 дней на северной границе ареала. Продвижение «волн» зеленения и пожелтения берёзы с 1948 по 2016 г. через ЕТР составляет 63 и 42 дня, в азиатской части – 53 и 21 день соответственно. Влияние на прохождение «волн» оказывают региональные особенности климата и крупные горные массивы.
Теоретическая и/или практическая значимость. Изучение пространственно-временных особенностей вегетации индикаторных видов позволит лучше понять закономерности развития биоты и её реакцию на климатические изменения. Полученные результаты можно применять для разработки стратегий управления лесами, планирования лесохозяйственных мероприятий и мониторинга лесов.
Aim. To study geographical differences and assess trends in the vegetation period of downy birch and silver birch within their range across the natural zones of Russia (forest-tundra, taiga, mixed and broad-leaved forests, monsoon mixed forests, forest-steppe, and steppe).
Methodology. Calculations and assessments were conducted for the average long-term dates of leaf unfolding (greening) and complete leaf color change (full yellowing) of birch trees (Betula pubescens, Betula pendula Roth.) at 290 observation points during the period from 1948 to 2016, and for leaf lifespan from 1964 to 1995. Data was collected through classical phenological field observations using the primary method of recording dates of seasonal events within specified territories. Observational data were sourced from programs of the Ural Society of Natural Science Enthusiasts, the Phenological Commission of the All-Union Geographical Society, the Russian Geographical Society, and Russia’s network of protected areas. The study utilized phenological data from protected areas such as Voronezh, Central Forest, Zhiguli, Volga-Kama, Denezhkin Kamen, Basegi, Pechoro-Ilych, Vishera, Bashkir, Visim, Ilmen, South Ural, Shulgan-Tash, Shaitan-Tau, Orenburg (Burtinsky and Aytuarsky sectors), Malaya Sosva, Olekminsky, Kedrovaya Pad, Altai, Barguzinsky, Zeisky, and Sikhote-Alinsky nature reserves, as documented in the Phenological Sections of Nature Chronicles of these reserves.
Statistical analysis included the calculation of average long-term event dates (X avg.), variance (σ²), standard deviation (error) of the mean (σ), and extreme event registration dates. The speed of seasonal event progression was calculated in kilometers traveled per day. For interpolation and visualization of spatial phenological processes, the cross-platform Geographic Information System (GIS) QGIS Desktop version 3.14.16 was used.
Results. The timing and speed of birch greening and yellowing, the latitudinal phenological gradient, birch leaf lifespan, and their trends were calculated, mapped, and analyzed. During the period from 1948 to 2016, the speed of the greening wave across the European part of Russia ranged from 30 to 56 km/day, while in the Asian part, including the Far East, it ranged from 30 to 57 km/day. The speed of the yellowing wave for the same time frame was 43–60 km/day in the European part and 56–230 km/day in the Asian part. The Birch leaf lifespan ranged from 170 days in the steppe zone to 100 days at the northern range boundary. The propagation of greening and yellowing waves from 1948 to 2016 spanned 63 and 42 days across European Russia and 53 and 21 days in the Asian part, respectively. The progression of these waves is influenced by regional climate characteristics and major mountain ranges.
Research implications. The study of spatial-temporal features of vegetation in indicator species enhances our understanding of biota development patterns and their responses to climate change. The findings can be used for developing forest management strategies, planning forestry activities, and monitoring forest conditions. The study of spatial-temporal features of vegetation in indicator species enhances our understanding of biota development patterns and their responses to climate change. The findings can be used for developing forest management strategies, planning forestry activities, and monitoring forest conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.