Влияние изменений климата и геомагнитного поля на вегетацию лесов Северной Евразии

Проведено моделирование среднегодовой скорости прироста зеленой биомассы лесов северо-евразийского региона на основе метеорологических данных и Kp-индекса геомагнитной активности за 25 лет. Идея исследования базируется на предположении, что глобальные изменения внешней среды должны находить отражение в осредненных вегетационных характеристиках лесов определенного типа.
Предыдущие работы показали, что данные дистанционного зондирования спутников NOAA-AVHRR позволяют с хорошей точностью отслеживать локальные изменения вегетационного индекса NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) и строить корреляционные карты зависимости NDVI от параметров внешней среды в данной конкретной местности (с разрешением до 8 км). При систематизации данных – осреднении не по локальной области, а по всему ареалу распространения двух выбранных типов лесов (хвойных вечнозеленых и лиственничных), были получены кривые среднегодового изменения NDVI (или отношения NDVI к длине сезона вегетации) с 1982 по 2006. Эти кривые характеризуют вариации глобального прироста зеленой массы лиственниц и вечнозеленых и потенциально связаны с изменением климата на континентальном уровне. Прослеживается уверенный тренд снижения объема зеленой массы за 25 лет (у вечнозеленых падение круче, чем у лиственничных), а также вариации скорости прироста биомассы с периодом 2-5 лет.
Показано, что среднегодовая скорость прироста биомассы V может быть смоделирована для обоих типов лесов при введении в рассмотрение параметров внешней среды, наиболее хорошо коррелирующих с V (коэффициенты корреляции: |0.3-0.7| для лиственниц и |0.3-0.8| для вечнозеленых). Это средняя инсоляция за год, средняя температура вегетационного сезона, сумма осадков за год и планетарный индекс геомагнитной активности Kp. При этом полученный комплексный модельный параметр коррелирует с V лучше, чем каждый из перечисленных параметров по отдельности. Коэффициент корреляции: 0.8 для лиственниц и 0.9 для вечнозеленых.
Хвойные вечнозеленые более чувствительны к вариациям параметров внешней среды. Отчасти это может быть связано с тем, что расчет параметров для вечнозеленых более устойчив, а для лиственничников – менее устойчив из-за ежегодного опадания хвои и из-за сильного изменения ее цвета осенью (пожелтение-покоричневение). Кроме того, лиственничные леса менее требовательны к почвам и климату.
Интересна линейная зависимость V от Кр-индекса геомагнитной активности. Воздействие может быть как опосредованным (например, через изменение глобальной циркуляции атмосферы), так и прямым в связи с тем, что дерево – заземленный объект с движущейся проводящей жидкостью внутри. Как показывают опыты, деревья весьма чувствительны к вариациям магнитного поля Земли.
Полученная формула едина для обоих типов лесов с точностью до коэффициентов. Из неё следует, что особенно негативно на росте деревьев может сказываться глобальное потепление в сочетании с увеличением осадков (в связи с превышением границ толерантности растительного сообщества).
Таким образом, процессы роста деревьев зависят довольно сложным образом сразу от нескольких воздействующих факторов. И только анализ их сочетания может приблизить нас к пониманию особенностей комплексного воздействия внешней среды на лесные массивы.