2. Пространственно – географические фенологические закономерности

Основная фенолого–географическая закономерность при продвижении от границ субтропиков к полюсам выражается в сокращении фенологического лета и удлинении зимы. В предгорных долинах Закавказья и на равнинах Средней Азии южнее 40-й параллели фенологическое лето продолжается 5–5,5 месяцев. Зима, как сезон с устойчивым снежным покровом и морозами, в этой зоне отсутствует. Среднемесячная температура самого холодного месяца - января близка к 0 или несколько выше. Однако и здесь выделяется наиболее холодный сезон с систематическими ночными заморозками, снегопадами, перемешивающимися с дождем, и с природой в аспектах относительного зимнего покоя. Продолжается такой сезон 1,5– 2 месяца, называется он вегетативной зимой. Смена основных сезонов зимы, весны, лета и осени в этих южных районах выражена отчетливо.

Обратимся к иллюстрации: Красноярский край 52^о –68^о с.ш. В Евразии севернее 40^о, вплоть до равнинных территорий арктических островов, наблюдается закономерная смена 4-х фенологических сезонов: морозная, почти повсеместно снежная зима и лето, с уровнем тепла обеспечивающего нормальное развитие местной растительности и животного мира. Между зимой и летом протекают переходные моменты со своеобразными аспектами природы – весна и осень. Фенологическая зима в степях Причерноморья, в среднем продолжается 2,5–3 месяца, на юге восточно-европейской тайги – 3,5–4 месяца, на границе лесотундры – 6-6,5мес., в Арктике – 8-9 месяцев. Лето- 3,5- 4 мес., 2,5 –3мес. на границе лесотундры - 2 мес., в Арктике – 4-5 недель. Причем лето в Арктике прохладное, среднесуточная температура +10-12^о. Заморозки возможны в любые сутки лета. Тем не менее, за короткий летний сезон в Арктике успевают смениться несколько аспектов растительности и животного мира. Длительность переходных сезонов, весны и осени, при продвижении с юга на север от Черного к Баренцеву морю сокращается постепенно. На значительном протяжении, сумма этих двух сезонов близка к 5-5,5мес. В Сибири с ее континентальным климатом переходы от зимы к лету и от лета к зиме протекают быстрее. По мере усиления континентальности климата на одной и той же широте весна и лето начинаются позже, а осень и зима – раньше. Смена сезонов происходит быстрее. В качестве количественных показателей быстроты продвижения сезонных явлений в меридиональном направлении приняты две величины: 1) широтный фенологический градиент (время, число суток), в течение которых фронт сезонных явлений продвигается на 1 градус широты (111км.). Например, в Киеве черемуха зацветает 1 мая, в Санкт-Петербурге – 24 мая. Расстояние между пунктами -8,6 градусов, отсюда, широтный фенологический градиент зацветания черемухи на отрезке Киев – Санкт-Петербург составляет 2,7 суток. 2) величиной, обратной фенологическому градиенту, является скорость продвижения фронта сезонных явлений. Измеряется она числом километров, которые проходит фронт явления вдоль меридиана. За одни сутки средняя скорость продвижения зацветания черемухи между Киевом и Санкт-Петербургом составляет 41,5км в сутки.

В центральных районах Европейской части России весеннее-летние сезонные явления мира растений движутся с юга на север со скоростью около 40-50км в сутки, птицы летят со скоростью около 50-60км в сутки.

Изложенные выше фенолого – географические закономерности, касающиеся продвижения сезонных явлений природы по широте, справедливы при рассмотрении среднего многолетнего хода процессов. Возможны погодные отклонения (волны теплого или холодного воздуха).

Количественные изменения в сроках наступления сезонных явлений при продвижении вдоль параллелей учитываются с помощью фенологических градиентов, т.е. количества времени (в сутках), в течение которых фронт сезонных явлений продвигается вдоль параллели на 5 ^о долготы. Так, по данным А. Гопкинса на равнинах Северной Америки весенние и летние сезонные явления запаздывают в среднем на 4 суток при продвижении на каждые 5^о долготы вдоль параллели от Тихого океана до Атлантического. В Европе наблюдается такая же закономерность от Атлантического океана в глубь континента с запада на восток. В западных районах весна наступает раньше, чем на тех же широтах в глубине континента. Но переход от зимы к лету в глубине континента совершается быстрее, чем на берегах океанов, и, несмотря на позднюю весну, хлеба в долине Волги созревают раньше, чем во Франции.

Различия в сезонной динамике природы по долготе обусловлены взаимодействием системы океан – суша. Центральная полоса соответствует лету, за которое условно принят теплый период между датами перехода среднесуточной температуры воздуха через +15^о в конце весны и через тот же рубеж в конце лета. Весна и осень от 0^о до +15^о. Длительность лета примерно 3 месяца. Переходные периоды весны и осени очень изменчивы. Итак, долготный градиент при продвижении по территории Европы и Западной Сибири не остается постоянным. При движении вглубь континента лето продолжается дольше. Но весной на континенте наибольшая энергия солнца расходуется на обогрев промерзаний поверхности земли, что задерживает установление положительных температур. Осеннее же охлаждение материков при равных радиационных режимах идет быстрее, чем воды в океане. Осень быстрее протекает в глубине материка и медленнее – на побережье океана. В континентальных условиях умеренных широт зима характеризуется наибольшей длительностью и сильными морозами. На побережье незамерзающего океана сильных морозов не бывает. Взаимодействие меридиональных (юг – север) и долготных (океан – суша) сезонных термических процессов в Европе и частично на Западе Сибири приводит к явлению, называемому фенологами «захождением сезонов правым плечом вперед». Весенне-сезонные явления наступают, прежде всего, на юго-западе Европы правее северо-востока при преобладании долготной составляющей. В дальнейшем возрастает роль меридиональной составляющей. Фронт сезонных явлений уклоняется все ближе к северу и в начале лета движется с юга на север, к концу лета движение сезонных явлений принимает направление северо-западное. Осенние явления движутся с северо-востока. В Западной Сибири такие явления также наблюдаются, но в ослабленной форме. Восточное побережье России омывается незамерзающими зимой морями, а летом холодными течениями. Вдоль берегов тянутся горные цепи. В силу этого влияния вод Тихого океана на сезонные процессы вглубь материка незначительные.

Эффект неравномерности в темпах сезонной динамики природы, столь резко проявляющийся в системе океан – континент, в смягченном виде наблюдается по берегам всех более или менее значительных водоемов (важно учитывать значение водоема как замерзающей системы или незамерзающей). Аналогично водоемам, хотя и менее заметно на ход сезонных явлений действуют крупные болотные и лесные массивы. В последние 10–летия, в связи с прогрессирующей урбанизацией, все большее значение приобретают различия в ходе сезонных явлений, вызванные градостроительством.

Помимо широты и долготы третьей географической координатой, влияющей на сезонную динамику природы, является абсолютная высота точки наблюдения. Известно, что при подъеме на каждые 100м над уровнем моря средняя годовая температура воздуха понижается на 0,5 –0,6 градусов. По мере подъема в горы зима становиться суровее, а лето прохладнее, весенние и летние сезоны в горах наступают позже, а осенние – раньше, чем в прилегающих долинах. Чем выше в горы, тем фенологическое лето становится короче. Мерой изменчивости наступления сроков сезонных явлений в горах служит высотный фенологический градиент (подъем на 100м высоты, выраженный в сутках). Скорость продвижения фенофаз зависит от экспозиции склона, его крутизны, конфигурации прилегающей долины, характера поверхности склона (закономерности приближены к закономерностям широтных фенологических градиентов). На определенной высоте гор имеется свой градиент, различают, например, высоты от 1000 до 1500м, от 2000 до2500 м. Минимальные значения, менее 2 суток на 100м подъема наблюдают средние фенологические градиенты в горах Тибета.

Высотный фактор оказывает влияние на сроки наступления сезонных явлений не только в крупных горных системах, но и на невысоких грядах в сотни метров (Валдайская, Среднерусская, Приволжская возвышенности). Высотный градиент здесь составляет 2 – 3 суток на каждые 100м высоты.

В горных долинах, в зависимости от их строения, ход сезонных процессов вдоль их склонов также протекает по-разному. Очень типичен он в замкнутых горных котловинах. Таяние снега, прогревание почвы, развитие

растительности на днище таких котловин отстает по сравнению с нижними частям склонов, а осенние заморозки побивают теплолюбивые растения на днище котловин раньше, чем на прилегающих к днищу склонах. Тяжелый холодный воздух скатывается вниз, вытесняя теплый, образуя на дне долин «озера холода». Термическая инверсия влечет за собой инверсию фенологии. Наиболее благоприятны склоны высотой 100 – 300м (см. иллюстрацию). Максимальное благополучие на высоте около 200 – 300м, выше тепло уменьшается, у снеговой линии выклинивается на нет.

Фенологические наблюдения в горных странах являются эффективным средством для сх оценки отдельных урочищ. Фенологические съемки позволяют детализировать сведения о сх пригодности отдельных участков горных склонов. Это свойство особенно эффективно применяется при выборе территорий по склонам для закладки ценных южных плодовых культур виноградников (в Австралии эти работы проводятся в порядке государственных мероприятий).