Динамика растительного покрова водоемов криолитозоны в связи с изменением климата и зарегулированием стока на примере долины Нижней Колымы

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Анализ материалов научно-исследовательской работы Е.Р. Труфановой 1966–1969 гг. по водным сосудистым растениям озер нижнего течения р. Колыма, оригинальных данных за 2015 и 2020 гг. и разновременных спутниковых снимков показал ряд изменений в растительном покрове водоемов почти за 50 лет. Не найдены 7 видов, указанных для исследованных озер, и обнаружены 10 таксонов, ранее не отмеченных или не распознававшихся. Предложена схема определения стадии развития водоемов. Большая часть исследованных озер находится на стадии “старые озера”. Общая динамика растительного покрова водоемов за 50 лет не изменилась и соответствует описанной Е.Р. Труфановой. Наибольшее разнообразие водных растений характерно для стадий “зрелые озера” и “старые озера с единым водным зеркалом”. Для водоемов характерна высокая доля гидрофитов и гидрогигрофитов. На примере оз. Жирково 1 показано, что за >50 лет оно осталось на прежней стадии развития, но видовой состав значительно изменился (KJ = 0.41). При сохранении современных тенденций изменения климата (повышение среднегодовой температуры и увеличение количества осадков) водоемы продолжат однонаправленное старение и зарастание, которое будет сопровождаться уменьшением глубин и постепенным снижением видового разнообразия водных растений. В водоемах высокой поймы и надпойменных террас эти процессы будут более заметны. Старичные озера низкой поймы и средней поймы за счет периодического промывания паводковыми водами могут более продолжительное время находиться в состоянии динамического равновесия и поддерживать высокое разнообразие водных сосудистых растений, при этом их дренирование будет происходить чаще.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Чемерис

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: lechem@ibiw.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл.

О. А. Мочалова

Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения Российской академии наук

Email: lechem@ibiw.ru
Россия, Магадан

Д. Ю. Ефимов

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: lechem@ibiw.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл.

О. Г. Гришуткин

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: lechem@ibiw.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл.

Н. К. Конотоп

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: lechem@ibiw.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл.

Ю. С. Виноградова

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: lechem@ibiw.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл.

А. А. Бобров

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: bobrov@ibiw.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл.

Список литературы

  1. Алексеевский Н.И., Магрицкий Д.В., Михайлов В.Н. 2015. Антропогенные и естественные изменения гидрологических ограничений для природопользования в дельтах рек Российской Арктики // Водное хозяйство России. № 1. С. 14.
  2. Алфимов А.В., Берман Д.И. 2014. Влияние Колымской ГЭС на пойменные экосистемы Сеймчанского участка заповедника “Магаданский” // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. № 1. С. 25.
  3. Бобров А.А., Мочалова О.А. 2017. Водные сосудистые растения долины Колымы: разнообразие, распространение, условия обитания // Бот. журн. Т. 102. № 10. С. 1347. https://doi.org/10.1134/S0006813617100015
  4. Варгот Е.В. 2014. Динамика растительного покрова некоторых озер Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича // Тр. Мордов. гос. природного заповедника им. П.Г. Смидовича. Вып. 12. С. 279.
  5. Веремеева А.А. 2017. Формирование и современная динамика озерно-термокарстового рельефа тундровой зоны Колымской низменности по данным космической съемки: Дис. … канд. геогр. наук. 25.00.25. Пущино. 128 с.
  6. Гоголева П.А., Стручкова С.Г., Федорова Е.Д. 2016. Физико-географические условия развития аласных форм рельефа и закономерности распределения растительности // Успехи современного естествознания. № 12. С. 368.
  7. Гидрометцентр России. 2024. URL: https://meteoinfo.ru/pogoda/russia/republic-saha-yakutia/ojmjakon (Дата доступа 20.02.2024).
  8. Десяткин Р.В. 2020. Особенности почвообразования в аласных ландшафтах криолитозоны // Вестн. РАН. Т. 90. № 2. С. 160. https://doi.org/10.31857/S0869587320020024
  9. Десяткин Р.В., Десяткин А.Р. 2019. Влияние увеличения глубины деятельного слоя почвы на изменение водного баланса в криолитозоне // Почвоведение. № 11. C. 1393. https://doi.org/10.1134/S0032180X19110030
  10. Егорова Г.Н. 1984. Морфолитосистемы и ландшафтная структура (на примере бассейна р. Омолон). Владивосток: ДВНЦ АН СССР.
  11. Жирков И.И. 2014. Схема лимногенетической классификации озер Северо-Востока России // Уч. зап. Рос. гос. гидрометеорол. ун-та. № 34. С. 18.
  12. Зуб Л.Н., Прокопук М.С., Погорелова Ю.В. 2018. В. Оценка категорий редкости высших водных растений // Биология внутр. вод. № 1. С. 39. https://doi.org/10.7868/S0320965218010059
  13. Каплина Т.Н. 2009. Аласные комплексы Северной Якутии // Криосфера Земли. № 4. С. 3.
  14. Катанская В.М. 1981. Высшая водная растительность континентальных водоемов СССР. Методы изучения. Л.: Наука.
  15. Кочеткова А.И., Брызгалина Е.С., Калюжная И.Ю. и др. 2018. Динамика зарастания Цимлянского водохранилища // Принципы экологии. № 1. С. 60. https://doi.org/10.15393/j1.art.2018.7202
  16. Кравцова В.И., Родионова Т.В. 2016. Исследование динамики площади и количества термокарстовых озер в различных районах криолитозоны России по космическим снимкам // Криосфера Земли. Т. 20. № 1. С. 81.
  17. Лащинский Н.Н. 2018. Сукцессионные системы растительного покрова различных геоморфологических уровней в дельте р. Лены // Экология и география растений и растительных сообществ: Матер. IV междунар. науч. конф. (Екатеринбург, 16–19 апреля 2018 г.). Екатеринбург: Изд-во Уральск. ун-та, Гуманитарный ин-т. С. 497.
  18. Лобанов В.А., Кириллина К.С. 2019. Современные и будущие изменения климата Республики Саха (Якутия). СПб.: РГГМУ.
  19. Магрицкий Д.В., Фролова Н.Л., Агафонова С.А. и др. 2022. Гидрологические условия в устье реки Колымы летом 2019 года // Вестн. Москов. ун-та. Сер. 5. Геогр. № 1. С. 134.
  20. Маслаков А.А., Рузанов В.Т., Федоров-Давыдов Д.Г. и др. 2017. Сезонное протаивание пород в Берингии на фоне современных климатических изменений // Arctic Environ. Res. Т. 17. № 4. С. 283. https://doi.org/10.17238/issn2541-8416.2017.17.4.283
  21. Мякишева Н.В. 2009. Многокритериальная классификация озер. СПб.: РГГМУ.
  22. Обручев С.В. 1930. Геоморфологическое исследование р. Колымы в 1929 г. // Изв. АН СССР. VII серия. Отделение физико-математических наук. Вып. 6. С. 559.
  23. Определитель высших растений Якутии. 2020. М.: КМК; Новосибирск: Наука.
  24. Панин Г.Н., Соломонова И.В., Выручалкина Т.Ю. 2009. Климатические тенденции в средних и высоких широтах Северного полушария // Водн. ресурсы. Т. 36. № 6. С. 743.
  25. Панюкова Е.В., Тетерюк Б.Ю., Панюков А.А. 2023. Структурные особенности зарастания водохранилищ бассейна реки Вычегда (Республика Коми) // Бот. журн. Т. 108. № 11. С. 980. https://doi.org/10.31857/S0006813623110078
  26. Папченков В.Г. 2001. Растительный покров водоемов и водотоков Среднего Поволжья. Ярославль: ЦПМ МУБ и НТ.
  27. Поддубный С.А., Чемерис Е.В., Кутузов А.В. и др. 2022. Динамика высшей водной растительности защищенного мелководья в связи с уровнем воды в Волжском плесе Рыбинского водохранилища // Биология внутр. вод. № 2. C. 136. https://doi.org/10.31857/S0320965222020085
  28. Разнообразие растительного мира Якутии. 2005. Новосибирск: Изд-во СО РАН.
  29. Распопов И.М. 1985. Высшая водная растительность больших озер Северо-Запада СССР. Л.: Наука.
  30. Республика Саха (Якутия): комплексный атлас. 2009. Якутск: ФГУП “Якутское аэрогеодезическое предприятие”.
  31. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 19. Северо-Восток. 1969. Л.: Гидрометеоиздат.
  32. Соловьев П.А. 1959. Криолитозона северной части Лено-Амгинского междуречья. М.: Изд-во АН СССР.
  33. Справочно-информационный портал “Погода и климат”. 2004–2024. [Электронный ресурс] URL: http://www.pogodaiklimat.ru (Accessed on 20.02.2024).
  34. Труфанова Е.Р. 1967. Цветковые растения водоемов Якутии и их хозяйственное использование // Любите и охраняйте природу Якутии. Якутск. C. 139.
  35. Труфанова Е.Р. 1968. Кормовые растения ондатры в озерах долины р. Колымы // Тез. докл. совещ. по вопросам изучения и освоения растительных ресурсов СССР. Новосибирск. С. 220.
  36. Труфанова Е.Р. 1970. Растительность озер Колымо-Индигирской низменности. Отчет о научно-исследовательских работах за 1966–1970 гг. Российская академия наук. Якутск.
  37. Труфанова Е.Р. 1972a. Растительность озер долины среднего течения реки Колымы // Почвенные и ботанические исследования в Якутии. Якутск. С. 110.
  38. Труфанова Е.Р. 1972б. Некоторые сведения об использовании ондатрой водной и прибрежной растительности колымских озер // Природа Якутии и ее охрана: Матер. VI Респ. совещ. по охране природы Якутии. Якутск. С. 130.
  39. Ушаков М.В. 2020. Прогноз сроков замерзания реки Колыма у города Среднеколымск на основе предыстории в 1950–2018 годах // Геополитика и экогеодинамика регионов. Т. 6(16). Вып. 4. С. 191.
  40. Ушаков М.В., Лебедева Л.С. 2016. Климатические изменения режима формирования притока воды в Колымское водохранилище // Научные ведомости БелГУ. Сер. Естественные науки. № 25(246). Вып. 37. С. 120.
  41. Чекалдин Ю.Н. 2018. Влияние гидрологических условий Усть-Среднеканского водохранилища на запасы водных биоресурсов реки Колыма // Вопр. рыболовства. Т. 19. № 1. С. 73.
  42. Чемерис Е.В., Кутузов А.В., Ефимов Д.Ю., Гришуткин О.Г. 2020. Изменение растительного покрова оз. Плещеево (Ярославская обл.) с 1899 по 2017 гг. // Тр. Института биологии внутренних вод РАН. Вып. 90(93). С. 33. https://doi.org/10.24411/0320-3557-2020-10011
  43. Шерстюков Б.Г. 2024. Сезонные особенности изменений климата за 1976–2011 годы // Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – Мировой центр данных. http://meteo.ru/component/content/article/120-monitoring-klimata-rossii/256-sezonnye-sobennosti-izmenenij-klimata-za-1976-2011-gody (Доступ 16.02.2024).
  44. Arts G.H.P., van der Velde G., Roelofs J.G.M., van Swaay C.A.M. 1990. Successional changes in the soft-water macrophyte vegetation of sub Atlantic sandy lowland regions during this century // Freshwater Biol. V. 24. P. 287.
  45. Bobrov A.A., Volkova P.A., Mochalova O.A., Chemeris E.V. 2023. High diversity of aquatic Sparganium (Xanthosparganium, Typhaceae) in North Eurasia is mostly explained by recurrent hybridization // Perspect. Plant Ecol. Evol. Syst. V. 60. P. 125746. https://doi.org/10.1016/j.ppees.2023.125746
  46. Chen Y., Cheng X., Liu A. et al. 2023. Tracking lake drainage events and drained lake basin vegetation dynamics across the Arctic // Nature Communications. V. 14. Р. 7359. https://doi.org/10.1038/s41467-023-43207-0
  47. Egertson C.J., Kopaska J.A., Downing J.A. 2004. A century of change in macrophyte abundance and composition in response to agricultural eutrophication // Hydrobiologia. V. 524. P. 145.
  48. Fick S.E., Hijmans R.J. 2017. WorldClim 2: new 1 km spatial resolution climate surfaces for global land areas // Int. J. Climatology. V. 37. № 12. P. 4302. [Электронный ресурс] URL: https://www.worldclim.org/data/worldclim21.html (Accessed on 20.02.2024).
  49. Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. 2001. PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis // Palaeontologia Electronica. V. 4. № 1. P. 9.
  50. Legendre P., Legendre L. 1998. Numerical Ecology. Elsevier.
  51. Midwood J.D., Chow-Fraser P. 2012. Changes in aquatic vegetation and fish communities following 5 years of sustained low water levels in coastal marshes of eastern Georgian Bay, Lake Huron // Global Change Biol. V. 18. P. 93. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2011.02558.x
  52. NASA Official: Paul Stackhouse Jr., Ph.D. Version: 1.0 Last Modified: 2021/12/15 [Электронный ресурс] URL: https://power.larc.nasa.gov (Accessed on 20.02.2024).
  53. Romanovsky V.E., Drozdov D.S., Oberman N.G. et al. 2010. Thermal state of permafrost in Russia // Permafrost and Periglac. Process. V. 21. P. 136. https://doi.org/10.1002/ppp.683
  54. Tan W., Xing J., Yang S. et al. 2020. Long-term aquatic vegetation dynamics in Longgan lake using Landsat Time Series and their responses to water level fluctuation // Water. V. 12. P. 21. https://doi.org/10.3390/w12082178
  55. Zhao K., Zhou Y., Jiang Z. et al. 2017. Changes of aquatic vegetation in Lake Taihu since 1960s // J. Lake Sci. V. 29(2). P. 351. https://doi.org/10.18307/2017.0211

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Дополнительный материал 1
Скачать (693KB)
Метаданные
3. Дополнительный материал 2
Скачать (3MB)
Метаданные
4. Рис. 1. Район исследований в Азиатской части России (а), на участке среднего и нижнего течения р. Колыма (б), оз. Жирково 1 (№ 14) на участке поймы (в).

Скачать (349KB)
Метаданные
5. Рис. 2. Среднегодовая температура воздуха на высоте 2 м в г. Среднеколымск с 1948 по 2014 гг.

Скачать (292KB)
Метаданные
6. Рис. 3. Средняя температура грунта в течение года на глубине 1–2 м в г. Среднеколымск (1) и пос. Черский (2) в 2023 г.

Скачать (51KB)
Метаданные
7. Рис. 4. Среднегодовое количество осадков в г. Среднеколымск с 1940 по 2021 гг.

Скачать (199KB)
Метаданные
8. Рис. 5. Пример изменения размеров озер (уменьшения (а) и увеличения (б)) нижнего течения р. Колыма с 1970 по 2020 гг.

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис. 6. Изменения в распределении водных растений на профиле оз. Жирково 1. Исходный профиль взят из работы (Труфанова, 1970).

Скачать (187KB)
Метаданные
10. Рис. 7. Изменение числа видов и соотношения экологических групп водных сосудистых растений на разных возрастных стадиях водоемов. Здесь и на рис. 8: II – молодое озеро, III – зрелое, IVa – старое с единым водным зеркалом, IVб – старое остаточное. 1 – гидрофиты, 2 – гигрогидрофиты, 3 – гидрогигрофиты, 4 – гигрофиты, 5 – число видов.

Скачать (70KB)
Метаданные
11. Рис. 8. Канонический анализ соответствия флористического состава исследованных водоемов вдоль анализируемых экологических градиентов. Ось 1 – 25.25%, p = 0.019; ось 2 – 18.13%, p = 0.007.

Скачать (159KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025