Динамика структуры сезонной ритмики условий жизни ландшафтов ОЕС в связи с эпохами циркуляции атмосферы

Структура сезонной ритмики условий функционирования геосистем ОЕС в отдельные годы периодов существенно отличается от средней многолетней (рис. 9, 10, 11, 37, 38, 56, 70, 76, 77), поэтому необходим анализ ее динамических вариантов и типизация последних. Структура - это определенная взаимосвязь, взаиморасположение составных частей: строение, устройство чего-либо.

Динамические варианты и типы структуры

Реальность каждого из выделенных на ОЕС сезонных ритмов подтверждается высокой повторяемостью их за 35-летний период (табл. 7). За фазами лета мы сохраняем названия, данные Н.Н. Галаховым [461, потому что средний уровень температур фаз неуклонно понижается к северу и дать каждой из них единое для всего ОЕС название по характеру термического режима не представляется возможным.

Прежде чем перейти к анализу динамических вариантов и типов структуры сезонных ритмов, необходимо рассмотреть их устойчивость (табл. 10). Среди фаз переходных сезонов наиболее устойчиво (83-100%) предлетье. Это можно объяснить влиянием ежегодного длительного залегания снежного покрова, большой затратой тепла на испарение талых вод и оттаивание грунтов весной. Устойчивость предлетья как заключительной фазы весны существенно (до 20% в Сургуте) превышает устойчивость первой фазы осени, условия которой в значительной степени определяются частотой и интенсивностью арктических вторжений. Заключительная фаза ВЧГЦ - фаза поздней осени - под влиянием постоянного отепляющего действия моря, теперь утратившего роль холодильника, а также многочисленных внутренних водоемов, более устойчива (88-100%), чем фаза становления осени (на основном ОЕС). В структуре летнего сезона менее устойчивы условия фазы становления лета в связи с поздним началом сезона, особенно на востоке.

Анализ устойчивости сезонных ритмов во времени свидетельствует о наличии в конкретные годы разнообразных способов их соединения и разнообразных вариантов перехода условий одного сезонного ритма в другой, следовательно, и об отсутствии в отдельные годы сколько-нибудь ярко выраженных условий того или иного ритма его выпадения. В силу этого возникают разнообразные динамические варианты, своеобразные аномалии структуры и условий функционирования геосистем.

Повторяемость условий сезонных ритмов (%)

Выпавшими мы считаем такие ритмы, продолжительность которых в конкретные годы была менее трех дней, т.е. меньше минимальной из средней продолжительности элементарного синоптического процесса, по Г.Я. Вангенгейму [32]. Обусловленность таких переходов объясняется резкой сменой одного элементарного синоптического процесса другим, а в связи с этим - резкой сменой темпов динамики погодного режима. В силу этого происходит нарушение последовательности смен сезонных ритмов, что мы рассматриваем как выражение характерной черты ритмически организованного процесса - отсутствия строгой периодичности в повторении ритмов [254].

Как установлено [161, 163], летний сезон основной территории ОЕС в среднем многолетнем по своей структуре трехфазный, в арктической тундре - однофазный (рис. 77). Кроме трехфазных, в отдельные годы 35-летнего периода выделяем и двухфазные, и однофазные по типу структуры летние сезоны, а в каждом из отмеченных типов - по два подтипа (табл. 11).

Трехфазными первого подтипа считаем такие сезоны, в которых центральная фаза (при наличии первой и третьей) имеет продолжительность в 30 и более дней, т.е. в такие сезоны переход через термический критерий, выбранный для ее отграничения, устойчив. Для ОЕС это имеет большое природообразующее значение. По данным В.В. Крючкова [120, 121], в высоких широтах 25-30 теплых дней в сезоне достаточно для полного завершения вегетации деревьев и кустарников (ели, лиственницы, березы извилистой, рябины). Эффективность этих минимально необходимых условий, видимо, повышается, если они получают выражение в виде единого периода.

Сезоны, когда переходы через критерии отграничения центральной фазы не были устойчивыми, но продолжительность фазы была не менее 15 дней, рассматриваем как трехфазные второго подтипа. По И.В. Борисовой [24], в условиях дефицита тепла основная масса растений высоких широт минимум за 15 дней проходит фазу цветения - показатель общего фенологического состояния растительных сообществ. Исследованиями Г.П. Колобковой [110] установлено, что на СЗ средней тайги ОЕС одна из лесообразующих пород - ель - может сокращать период роста стволов в толщину до 20 дней в сезоне. Темпы прироста сосны на ряме за 10 дней могут возрасти от нуля до максимальных значений, т.е. прирост древостоев в толщину, как одно из важнейших их жизненных отправлений, получает в таких условиях довольно яркое выражение. По этой причине летние сезоны с коротким периодом максимально благоприятных в году условий мы относим к трехфазным второго подтипа.

Летние сезоны, в которых условия центральной фазы удерживались менее 15 дней или совсем отсутствовали, рассматриваем как однофазные первого подтипа или безъядерные. Ко второму подтипу однофазного типа относим сезоны, в которых отсутствует первая и третья фазы одновременно, а структура лета представлена только центральной фазой.

В 35-летнем периоде на ОЕС нами выделено 23 динамических варианта (подтипа) структуры ВЧГЦ (табл. 12). В тайге отмечается только 13 из них. Большая часть их общего числа (44%) связана с выпадением в конкретные годы фаз весны или осени, 10% - с динамикой структуры летнего сезона и 46% - с одновременным выпадением фаз, как переходных сезонов, так и летнего, что характерно только для тундры и лесотундры. Все разнообразие выявленных на ОЕС динамических вариантов структуры ВЧГЦ объединено в пять типов. Для основной территории господствующим является шестифазный тип структуры ВЧГЦ. Его устойчивость возрастает с движением к югу от 20% (Се- Яга) - 34% (Гыда-Ямо) в типичной тундре до 64% (Ларьяк) - 68% (Няксим- воль) в средней тайге. Велика вероятность (21-38%) и пятифазного типа для всей территории, причем она возрастает к северу. Во всех зонах встречается четырехфазный тип.

Спорадически отмечаются годы и с трехфазной структурой ВЧГЦ, причем в северной тайге она была только в Левобережье Оби (6%, Саранпауль), а в лесотундре - только в ее центральной полосе (3%, Тазовское). Наиболее характерен этот тип для арктической тундры (до 32%, Тамбей). Только в ней за рассматриваемый период были отмечены и двухфазные по структуре ВЧГЦ (3%, Тамбей; 6%, Лескина, мыс).

223

Типы и динамические варианты летних сезонов но структуре и их повторяемости (%)

224

Таблица 12

Типы и динамические варианты структуры вегетационной части годового цикла и их повторяемость

225

Устойчивость структуры вегетационной части обнаруживает связь с эпохами циркуляции атмосферы. Составленные нами каталоги последовательности смены динамических вариантов структуры по эпохам циркуляции атмосферы [49] свидетельствуют, что к первым и заключительным годам эпох приурочены наиболее глубокие нарушения структуры ВЧГЦ и наибольшее разнообразие ее по годам. В центральные годы эпох структура относительно стабилизируется.