Горные тундры Южного Урала: современное распространение и угроза исчезновения в ххi веке

Цель. Анализ современного распространения горных тундр на территории Южного Урала, определение и каталогизация площадей, занятых сообществами горной тундры для оценки возможной угрозы их исчезновения в XXI веке.

Процедура и методы. На спутниковых изображениях открытых картографических сервисов (Яндекс, Google) выполнен визуальный поиск потенциального расположения тундровых сообществ в горах Южного Урала. Проведено маршрутное обследование основных горных вершин и хребтов (Большой Таганай, Уреньга, Зюраткуль, Большая Сука, Уван, Зигальга, Ягодный, Машак, Кумардак, Нары, Куянтау, Иремель, Нургуш), где дистанционно были выявлены предполагаемые места расположения горных тундр с целью уточнения их действительного наличия (или отсутствия) на местности. В геоинформационной системе полученные данные были совмещены с цифровой моделью рельефа, и были рассчитаны площади горных тундр. Видовой состав и основные типы горно-тундровых сообществ были определены методом маршрутного рекогносцировочного обследования.

Результаты. Показано, что в горах Южного Урала сообщества горных тундр распространены на широтах от 53,7 до 55,4° с. ш. не менее чем на 37 вершинах (12 горных хребтов и массивов). Наибольшие по площади участки горных тундр расположены на хребтах Зигальга и Нургуш, массивах Куянтау и Иремель. На эти участки приходится около 80% в сумме (не менее 546 га) от площади всех горных тундр Южного Урала. Участки с небольшой площадью горных тундр (менее 20 га по отдельности) находятся на хребтах: Большой Таганай, Зюраткуль, Уреньга, Нургуш, Ягодный, Большая Сука, Нары, Машак, Кумардак и отдельных вершинах хребта Зигальга. Общая площадь горных тундр на этих хребтах составляет не менее 140 га (около 20% от общей площади горных тундр на Южном Урале). Составлен каталог и карта современного распространения горных тундр на Южном Урале. Определены участки, где горные тундры исчезли в предыдущие десятилетия и, вероятно, могут исчезнуть в будущие десятилетия.

Теоретическая и/или практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при создании моделей климатогенной трансформации высокогорных экосистем Южного Урала и служить основой для мониторинга их состояния при различных сценариях изменения климата в будущем.

1. Высоцкая А. А., Медведков А. А. Климатогенное "позеленение" курумовых ландшафтов в долине нижнего течения реки подкаменная тунгуска // ИнтерКарто. ИнтерГИС. 2022. т. 28. № 1. Doi: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-305-313

2. Горчаковский п. Л. опыт ботанико-географического подразделения высокогорий Урала // проблемы ботаники. Вып. 5 / под общ. ред. п. А. Генкеля. М.; Л.: Академия наук СССР в Ленинграде, 1960. С. 32–46.

3. Горчаковский п. Л. Флора и растительность высокогорий Урала. Свердловск, 1966. 270 с.

4. Горчаковский п. Л., Шиятов С. Г. Фитоиндикация условий среды и природных процессов в высокогорьях. М.: Наука, 1985. 208 с.

5. Им С. т., харук В. И. Климатически индуцированные изменения в экотоне альпийской лесотундры плато путорана // Исследование Земли из космоса. 2013. № 5. С. 32. Doi: 10.7868/S0205961413040052

6. Моисеев п. А., Шиятов С. Г., Григорьев А. А. Климатогенная динамика древесной растительности на верхнем пределе ее распространения на хребте Большой таганай за последнее столетие. Екатеринбург: Издательство УМЦ УпИ, 2016. 136 с.

7. Пространственно-временная динамика древесной и кустарниковой растительности в горную тундру Дальнего таганая (Южный Урал) / А. А. Григорьев, Р. С. Клям, С. о. Вьюхин, А. М. Громов, Д. С. Балакин, И. Б. Воробьев, Ю. В. Шалаумова // Леса России и хозяйство в них. 2023. № 3. С. 28–38. Doi: 10.51318/FRET.2023.3.86.004

8. Шиятов С. Г. Динамика древесной и кустарниковой растительности в горах полярного Урала под влиянием современных изменений климата. Екатеринбург: Уро РАН, 2009. 216 с.

9. Шиятов С. Г., Моисеев п. А., Григорьев А. А. Фотомониторинг древесной и кустарниковой растительности в высокогорьях Южного Урала за последние 100 лет. Екатеринбург: Издательство УМЦ УпИ, 2020. 191 с.

10. Accelerated increase in plant species richness on mountain summits is linked to warming / M. J. Steinbauer, J. A. Grytnes, G. Jurasinski et al. // Nature. 2018. Vol. 566. P. 231–236. Doi: 10.1038/s41586-018-0005-6

11. Are treelines advancing? A global meta-analysis of treeline response to climate warming / M. A. Harsch, P. E. Hulme, M. S. McGlone, et al. // Ecology Letters. 2009. № 12. P. 1040–1049. Doi: 10.1111/j.1461-0248.2009.01355.x

12. Continent-wide response of mountain vegetation to climate change / M. Gottfried, H. Pauli, A. Futschik, et al. // Nature Climate Change. 2012. Vol. 2. P. 111–115. Doi: 10.1038/nclimate1329

13. Hansson A., Dargusch P., Shulmeister J. A review of modern treeline migration, the factors controlling it and the implications for carbon storage // Journal of Mountain Science. 2021. Vol. 18. P. 291–306. Doi: 10.1007/s11629-020-6221-1

14. Hole-filled SRTM for the globe Version 4, available from the CGiAR-CSi SRTM 90m Databas / A. Jarvis, H. i. Reuter, A. D. Nelson et al. [Электронный ресурс]. URL: http://srtm.csi.cgiar.org. (дата обращения: 05.08.2024).

15. Körner C. Alpine treelines. Functional Ecology of the Global High Elevation Tree Limits. Berlin: Springer, 2012. 220 p.

16. Pepper N., Gerardo-Giorda L., Montomoli F. Meta-modeling on detailed geography for accurate prediction of invasive alien species dispersal // Scientific Reports. 2019. № 9. Doi: 10.1038/s41598-019-52763-9

17. Prognostics of forest recovery with r.recovery GRASS-GiS module: An open-source forest growth simulation model based on the diffusive-logistic equation / L. A. Richit, C. Bonatto, R. V. da Silva, et al. // Environmental Modelling and Software. 2018. Doi: 10.1016/j.envsoft.2018.10.002.

18. Recent plant diversity changes on Europe’s mountain summits / H. Pauli, M. Gottfried, S. Dullinger et al. // Science. 2012. iss. 336. P. 353–355. Doi: 10.1126/science.1219033

19. Role of land-surface changes in arctic summer warming / F. S. Chapin, M. Sturm, M. C. Serreze et al. // Science. 2005. № 310. P. 657–660. Doi: 10.1126/science.1117368

20. Shiyatov S. G., Mazepa V. S. Climate-driven dynamics of the forest-tundra vegetation in the Polar Ural Mountains // Contemporary Problems of Ecology. 2011. Vol. 4. № 7. P. 758–768. Doi: 10.1134/S1995425511070071

21. Temperature-induced recruitment pulses of Arctic dwarf shrub communities / U. Büntgen, L. Hellmann, W. Tegel, S. Normand // Journal of Ecology. 2015. Vol. 103. № 2. P. 489–501. Doi: 10.1111/1365-2745.12361

22. Tinner W., Kaltenrieder P. Rapid responses of high-mountain vegetation to early Holocene environmental changes in the Swiss Alps // Journal of Ecology. 2005. Vol. 93. P. 936–947. Doi:10.1111/j.1365-2745.2005.01023.x

23. Treeline advances along the Urals mountain range ‒ driven by improved winter conditions? / F. Hagedorn, S. G. Shiyatov, V. S. Mazepa et al. // Global Change Biology. 2014. Vol. 20. № 11. P. 3530–3543. Doi: 10.1111/gcb.12613