Особенности температурного режима местообитаний редких степных растительных сообществ Башкирского Предуралья

Д. Т. Габбасова, Н. И. Федоров, П. С. Широких, И. Г. Бикбаев, И. Р. Туктамышев

Аннотация


Температура почвы является одним из параметров, полезных для понимания как поверхностных энергетических процессов, так и региональных экологических и климатических условий и их изменений. Цель настоящей работы ­- анализ результатов изучения климатических особенностей степных местообитаний уязвимых экосистем Башкирского Предуралья. Температуры почв степных объектов определяли с помощью датчиков Thermochron DS-1922, а иные климатические параметры анализировали с использованием базы данных Era5-Land. Исследования проводились на шести объектах по широтному ряду от северной Месягутовской лесостепи до степных экосистем на границе с Оренбургской областью. Различия температурного режима почвы местообитаний редких степных сообществ определяются сочетанием ряда факторов: крутизна и экспозиция склонов, состояние растительного покрова, тип почвы, количество осадков, а в зимний период ­- высота снежного покрова.


Ключевые слова


датчики температуры; температура почвы; осадки; степь; Башкирское Предуралье

Полный текст:

PDF

Как процитировать материал

Литература


Список русскоязычной литературы

1. Алфимов АВ, Берман ДИ, Булахова НА. Зимние температурные условия в корнеобитаемом слое почв в Сибири и на северо-востоке Азии. Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. 2012;(3):10-18.

2. Аненхонов ОА, Лю Х, Ху Г, Бадмаева НК. Мониторинг гидротермических условий в экспозиционной лесостепи Западного Забайкалья. Вестник Бурятского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук. 2014;(3):255-263.

3. Аненхонов ОА, Санданов ДВ, Лю Х, Королюк АЮ, Ху Г, Гуо В, Чимитов ДГ. Значение термических условий почв в дифференциации растительности экспозиционной лесостепи Забайкалья. Сибирский экологический журнал. 2020;(5):632-646.

4. Васильев АА, Дроздов ДС, Москаленко НГ. Динамика температуры многолетнемерзлых пород Западной Сибири в связи с изменениями климат. Криосфера Земли. 2008;12(2):10-18.

5. Гиличинский ДА, Быховец СС, Сороковиков ВА, Федоров-Давыдов ДГ, Барри РГ, Жанг Т, Алексеева ОИ. Использование данных метеорологических станций для оценки тенденций многолетних изменений температуры почв на территории сезонной и многолетней криолитозоны России. Криосфера Земли. 2000;4(3):59-66

6. Дюкарев ЕА, Головацкая ЕА. Особенности температурного режима торфяной залежи олиготрофного болота в южной тайге Западной Сибири. География и природные ресурсы. 2013;(1):65-71.

7. Золотов СЮ, Ипполитов ИИ, Логинов СВ, Лучицкая ИО, Белая НИ. Сравнение данных реанализа NCEP/NCAR профилей температуры почвы с данными измерений сети станций на территории Западной Сибири. Криосфера Земли. 2011;15(2):14.

8. Золотарева НВ, Королюк АЮ, Ямалов СМ. Cообщества класса Festuco-Brometea Br.-Bl. et tx. Ex Soó 1947 Месягутовской и Красноуфимской лесостепей (Среднее Предуралье). Растительность России. 2019;(37):29-78.

9. Королюк АЮ. Подходы к анализу структуры растительного покрова ландшафтов с пересеченным рельефом. Изв. Самар. науч. центра РАН. 2012;14(5):1280-3.

10. Копысов СГ, Пеньков НА. Термический режим почв как индикатор гидролого-климатических особенностей экосистем. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 50-летию Института почвоведения и агрохимии СО РАН; 10-14 сентября 2018 г.; Новосибирск. Томск: Издательский Дом Томского государственного университета; 2018. стр. 214-217.

11.Мартыненко ВБ. Красная книга Республики Башкортостан: Растения и грибы. – Москва: Студия онлайн; 2021.

12. Мелентьева АИ, Мартыненко ВБ. Уникальные памятники природы – шиханы Тратау и Юрактау. - Уфа: Гилем, Башкирская энциклопедия; 2014.

13. Миркин БМ. Что такое растительные сообщества. Москва: Наука; 1986.

14. Миркин БМ. Флора и растительность Национального парка «Башкирия». Уфа: Гилем; 2010.

15. Миркин БМ. Мартыненко ВБ. Природные условия и биота Природного парка «Аслы-Куль». Уфа: Башкирская энциклопедия; 2018.

16. Миркин БМ. Наумова ЛГ, Соломещ АИ. Современная наука о растительности. М.: Логос. 2002.

17. Мулдашев АА, Позднякова ЭП, Едренкина ЛА, Сагитов ШЗ, Волков АМ, Богдан ЕА, Соколов ЮВ. Реестр особо охраняемых природных территорий республиканского значения. - Уфа: Белая река; 2016.

18. Мулдашев АА, Маслова НВ, Елизарьева ОА, Галеева АХ. Характеристика возрастного состава популяций Hedysarum grandiflorum Pall. (Fabaceae) в Башкирском Предуралье. Вестник Оренбургского государственного университета. 2013;10(159):198-201.

19. Павлов АВ. Мониторинг криолитозоны. Новосибирск: Акад. изд-во «Гео»; 2008.

20. Трофимова ИЕ. Современное состояние и тенденции многолетних изменений мерзлотно-термического режима почв Прибайкалья. География и природные ресурсы. 2006;(4):38-45.

21. Трофимова ИЕ, Балыбина АС. Мониторинг температуры почвы и толщины снежного покрова на территории Иркутской области. Лед и снег. 2012;(1):62-8.

22. Трофимова ИЕ, Шеховцов АИ. Оценка термического режима почв котловин Прибайкалья и Северного Забайкалья. География и природные ресурсы. 2011;(4):100-7.

23. Хорошаев ДА, Курганова ИН, де Гереню ВОЛ. Температурный режим серой лесной почвы под сеяным лугом и чистым паром в полевом эксперименте по имитации почвенных засух. Агрофизика. 2019;(4):31-8.

24. Хорошев АВ, Калмыкова ОГ, Дусаева ГХ. Оценка индекса NDVI как источника информации о надземной фитомассе в степях. Исследование Земли из космоса. 2023;3:27-43.

25. Шерстюков АБ. Корреляция температуры почвогрунтов с температурой воздуха и высотой снежного покрова. Криосфера Земли. 2008;12(1):79-87.

26. Ямалов СМ, Баянов АВ, Мулдашев АА, Аверинова ЕА. Ассоциации луговых степей Южного Урала. Растительность России. 2013;(22):106-25.

27. Ямалов СМ, Баянов АВ, Муллагулов РТ, Мулдашев АА. Разнообразие сообществ степей Зауралья Республики Башкортостан. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013;15(3):1531-5.

28. Ямалов СМ, Баянов АВ, Мартыненко ВБ, Мулдашев АА, Широких ПС. Эндемичные ассоциации петрофитных степей палеорифов Южного Урала. Растительность России. 2011;(19):117-26.

29. Ямалов СМ, Миркин БМ. Флористическая и географическая дифференциация настоящих и луговых степей Южного Урала. Растительный мир Азиатской России. 2010;2(6):58-65.

Общий список литературы / Reference List

1. Alfimov AV, Berman DI, Bulakhova NA [Winter temperature conditions in the root-inhabited layer of soils in Siberia and northeast Asia]. Vestnik Severo-Vostochnogo Nauchnogo Tsentra DVO RAN. 2012;(3):10-8. (In Russ.)

2. Anenkhonov OA, Liu X, Hu G, Badmayeva NK [Monitoring of hydrothermal conditions in the exposed forest-steppe of Western Transbaikalia]. Vestnik Buriatskogo Nauchnogo Tsentra Sibirskogo Otdeleniya Rossiyskoy Akademii Nauk. 2014;(3):255-63. (In Russ.)

3. Anenkhonov OA, Sandanov DV, Liu X, Korolyuk AY, Hu G, Guo W, Chimitov DG [Significance of soil thermal conditions in differentiation of vegetation of the exposed forest-steppe of Transbaikalia]. Sibirskiy Ekologicheskiy Zhurnal. 2020;(5):632-46. (In Russ.)

4. Vasilyev AA, Drozdov DS, Moskalenko NG [Temperature dynamics of perennially frozen rocks in Western Siberia in connection with climate change]. Kriosfera Zemli. 2008;12(2):10-18. (In Russ.)

5. Gilichinsky DA, Bykhovets SS, Sorokovikov VA, Fedorov-Davydov DG, Barry RG, Zhang T, Alekseyeva OI [Use of meteorological station data for assessment of trends in multiyear changes in soil temperature in the seasonal and perennial cryolithozone of Russia]. Kriosfera Zemli. 2000;4(3):59-66. (In Russ.)

6. Diukarev EA, Golovatskaya EA [Peculiarities of temperature regime of peat deposit of oligotrophic bog in the southern taiga of Western Siberia]. Geografiya i prirodnye resursy. 2013;(1):65-71. (In Russ.)

7. Zolotov SY, Ippolitov II, Loginov SV, Luchitskaya IO, Belaya NI [Comparison of NCEP/NCAR reanalysis data of soil temperature profiles with data of station network measurements in Western Siberia]. Kriosfera Zemli. 2011;15(2):14. (In Russ.)

8. Zolotareva NV, Korolyuk AY, Yamalov SM [Communities of the class Festuco-Brometea Br.-Bl. et tx. Ex Soó 1947 Mesyagutovskaya and Krasnoufimskaya forest-steppe (Middle Urals)]. Rastitelnost Rossii. 2019;(37):29-78. (In Russ.)

9. Korolyuk AYu [Approaches to analyzing the structure of the vegetation cover of landscapes featuring rugged relief]. Izvestiya Samarskogo Nauchnogo Tsentra RAN. 2012;14(5):1280-3. (In Russ.)

10.Kopysov SG, Pen'kov NA [Thermal soil mode as the indicator of the hydrological-climate features of ecosystems]. Materialy Vserossijskoj nauchnoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchennoj 50-letiyu Instituta pochvovedeniya i agrohimii SO RAN; 110-14 sentyabrya 2018 g.; Novosibirsk. Tomsk: Izdatel'skij Dom Tomskogo gosudarstvennogo universiteta; 2018. p. 214-217. (In Russ.)

11. Martynenko VB [The Red Book of the Republic of Bashkortostan: Plants and Mushrooms]. Moskva: Studiya onlain; 2021. (In Russ.)

12. Melentyeva AI, Martynenko VB [Unique natural monuments include the Tratau and Yuraktau hills]. Ufa: Gilem, Bashkirskaya Entsiklopediya; 2014. (In Russ.)

13. Mirkin BM [What are plant communities]. Moscow: Nauka; 1986. (In Russ.)

14. Mirkin BM [Flora and vegetation of the Bashkiria National Park]. Ufa: Gilem; 2010. (In Russ.)

15. Mirkin BM, Martynenko VB [Natural conditions and biota of the Asly-Kul Nature Park]. Ufa: Bashkirskaya Entsiklopediya; 2018. (In Russ.)

16. Mirkin BM. Naumova LG, Solomeshch AI [Modern science of vegetation]. Moscow: Logos; 2002. (In Russ.)

17. Muldashev AA, Pozdnyakova EP, Edrenkina LA, Sagitov ShZ, Volkov AM, Bogdan EA, Sokolov YuV [Register of specially protected natural areas of national importance]. Ufa: Belaya Reka; 2016. (In Russ.)

18. Muldashev AA, Maslova NV, Elizaryeva OA, Galeyeva AH [Characterization of age composition of Hedysarum grandiflorum Pall. (Fabaceae) populations in the Bashkir Pre-Urals]. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2013;10(159):198-201. (In Russ.)

19. Pavlov AV. [Monitoring of Cryolithozone]. Novosibirsk: Geo; 2008. (In Russ.)

20. Trofimova IE [Current state and trends of multi-year changes in permafrost-thermal regimen of soils in Pribaikalye]. Geografiya i Prirodnye Resursy. 2006;(4):38-45. (In Russ.)

21. Trofimova IE, Balybina AS [Monitoring of soil temperature and snow cover thickness in the Irkutsk region]. Led i Sneg. 2012;(1):62-8. (In Russ.)

22. Trofimova IE, Shekhovtsov AI [Assessment of the thermal regimen of soils in the basins of Pribaikalye and Northern Transbaikalia]. Geografiya i Prirodnye Resursy. 2011;(4):100-107.

23. Khoroshayev DA, Kurganova IN, de Guerenu VOL [Temperature regimen of gray forest soil under sown meadow and clean fallow in a field experiment on soil drought simulation]. Agrofizika. 2019;(4):31-38. (In Russ.)

24. Khoroshev AV, Kalmykova OG, Dusayeva GKh [Assessment of the NDVI index as a source of information about terrestrial phytomass in steppes]. Issledovaniye Zemli iz Kosmosa. 2023;3:27-43.

25. Sherstiukov AB [Correlation of soil temperature with air temperature and snow cover height]. Kriosfera Zemli. 2008;12(1):79-87. (In Russ.)

26. Yamalov SM, Bayanov AV, Muldashev AA, Averinova EA [Associations of meadow steppes of the Southern Urals]. Rastitelnost Rossii. 2013;(22):106-25. (In Russ.)

27. Yamalov SM, Bayanov AV, Mullagulov RT, Muldashev AA [Diversity of steppe communities in the Trans-Urals of the Republic of Bashkortostan]. Izvestiya Samarskogo Nauchnogo Tsentra Rossiyskoy Akademii Nauk. 2013;15(3):531-5. (In Russ.)

28. Yamalov SM, Bayanov AV, Martynenko VB, Muldashev AA, Shirokikh PS [Endemic associations of petrophytic steppe paleophytes of the Southern Urals]. Rastitelnost Rossii. 2011;(19):117-26. (In Russ.)

29. Yamalov SM, Mirkin BM [The floristic and geographical differentiation of true and meadow steppes of the Southern Urals]. Rastitel'nyj mir Aziatskoj Rossii. 2010; 2(6):58-65. (In Russ.)

30. Barnett TP, Adam JC, Lettenmaier DP. Potential impacts of a warming climate on water availability in snow-dominated regions. Nature. 2005;438(7066):303-9.

31. Davidson EA, Janssens IA. Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change. Nature. 2006;440(7081):165-73.

32. Duchkov AD. Characteristics of permafrost in Siberia. In: Advances in the Geological Storage of Carbon Dioxide. Berlin: Springer Publ; 2006. P. 81-92.

33. Gxasheka M, Dlamini P. Slope aspect of a mountainous grassland landscape shapes the structure of an encroaching shrub (Euryops floribundus NE Br): insights from communal grazing sites located at varying distances from rural homesteads. Comm Ecol. 2024;25(2):127-143.

34. Hardy JP, Groffman PM, Fitzhugh RD, Henry KS, Welman AT, Demers JD, Nolan S. Snow depth manipulation and its influence on soil frost and water dynamics in a northern hardwood forest. Biogeochemistry. 2001; 56:151-74.

35. Hu G, Liu H, Anenkhonov OA, Korolyuk AY, Sandanov DV, Guo D. Forest buffers soil temperature and postpones soil thaw as indicated by a three-year large-scale soil temperature monitoring in the forest-steppe ecotone in Inner Asia. Global and Planetary Change. 2013;104:1-6.

36. Hu Q, Feng S. A daily soil temperature dataset and soil temperature climatology of the contiguous United States. J Appl Meteorol. 2003;42(8):1139-56.

37. Kubin E, Poikolainen J. Snow and frost conditions in an uncut forest and open clear-cut areas prepared in various ways. Folia Forestalia. - Helsinki (Finland): Finnish Forest Research Institute; 1982.

38. Liu H, He S, Anenkhonov OA, Hu G, Sandanov DV, Badmaeva NK. Topography-controlled soil water content and the coexistence of forest and steppe in Northern China. Phys. Geogr. 2012;33(6):561-73.

39. Mellander PE, Laudon H, Bishop K. Modelling variability of snow depths and soil temperatures in Scots pine stands. Agricult Forest Meteorol. 2005;133(1):109-18.

40. Pan HL, Mahrt L. Interaction between soil hydrology and boundary-layer development. Boundary-Layer Meteorol. 1987;38:185-202.

41. Peters-Lidard CD, Blackburn E, Liang X, Wood EF. The effect of soil thermal conductivity parameterization on surface energy fluxes and temperatures. J Atmosph Sci. 1998;55(7):1209-24.

42. Schlesinger WH, Andrews JA. Soil respiration and the global carbon cycle. Biogeochemistry. 2000;48:7-20.

43. Stadler D, Wunderli H, Auckenthaler A, Fluhler H, Brundl M. Measurement of frost бinduced snowmelt runoff in a forest soil. Hydrol Processes. 1996;10:1293-304.

44. von Lutzow M, Kogel-Knabner I. Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition -what do we know? Biol Fertil Soils. 2009;46:1-15.

45. Zang Y, Chen W, Smith SL, Riseborough DW, Cihlar J. Soil temperature in Canada during the twentieth century: Complex responses to anthropogenic climate change. J Geophys Res. 2005;110:D03112.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v17i3.988

EDN: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=UQCRDC

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"