1. Фенология как наука: основные понятия и методы.
Фенология как наука :основные понятия и методы
Подготовка студентов к сезонной практике заключается в ознакомлении их с основными понятиями о сезонных явлениях природы и методами их изучения. Учитывая, что в настоящее время нет систематического курса по сезонным процессам, перед полевой практикой со студентами проводят занятия, раскрывающие динамику природных явлений в зависимости от сезонов года. В Брянском госуниверситете данный материал дается на спецкурсе «Методы физико- географических исследований». Остановимся на основных понятиях, которые применяются на полевой практике.
Чаще всего в справочной литературе наукой о сезонном развитии живой природы, обусловленном сменой времен года является фенология. В этом понимании фенология наука биологическая, но исключать сезонную динамику в неживой природе или рассматривать ее отдельно было бы неправильно, поэтому более приемлемым является понятие данное в географическом энциклопедическом словаре понятий и терминов.
Фенология- система знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки.
Фенологию также можно трактовать как науку о пространственно-временных закономерностях циклических изменений природных объектов и их комплексов, связанных с годичным движением Земли вокруг Солнца.
В зависимости от объекта исследования различают фенологию неживой природы (метеорологические и гидрологические сезонные явления), фенологию растений и фенологию животных. Раздел фенологии, изучающий общие фенолого-географические закономерности природы, получил название общей фенологии.
Фактическую основу фенологических знаний образуют фенологические наблюдения, дающие сведения о сроках (календарных датах) наступления конкретных сезонных явлений. Биофенологические наблюдения ведутся на уровне отдельных организмов, популяций, биоценозов и биосферы в целом. Географо-фенологические наблюдения и исследования имеют целью изучение сезонной динамики целых природных комплексов, включая их биологические и абиотические компоненты. Эти исследования ведутся в масштабе отдельных урочищ, ландшафтов, провинций, стран и природных зон.
Для более четкого понимания предмета фенологических наблюдений приводим содержание, вкладываемое в наиболее часто употребляемые в фенологии понятия и термины.
Сезонное явление – состояние объекта, в котором он находится в момент (день) наблюдений. Для растений к сезонным явлениям относят различные фенофазы: начало цветения, конец листопада и т. д. Сезонными явлениями для птиц, характеризующими их миграционное состояние, будут, например, начало, разгар и окончание весеннего пролета. Беря в качестве объекта наблюдений температуру воздуха, мы примем за сезонные, явления переходы температур через 0°С или другой определенный рубеж. Река предстанет перед нами серией явлений ледостава и вскрытия.
Во всех случаях сезонное явление, понимается как зафиксированный момент сезонного состояния объекта и отмечается только одной календарной датой.
Объект наблюдений – конкректные виды растений и животных, а также компоненты неживой природы, претерпевающие в течение года циклические изменения. К ним относятся элементы климата (температура воздуха, осадки), водные объекты (реки, озёра, грунтовые воды). Объектами фенологических наблюдений считаются также растительные сообщества и ландшафты, меняющие в течение года свой облик. Применительно к видам растений и животных объектами наблюдений, как правило, считаются не отдельные экземпляры, а совокупности особей, образующие местные (в пределах участка наблюдений) микропопуляции данного вида.
Фенологическая дата (фенодата)- конкретная календарная дата наступления отмеченного сезонного явления, что является основным информационным элементом изучения природы.
Фенологическая фаза (фенофаза)-сезонное состояние объекта, в котором он находится в определенный этап, стадию или период развития объекта.
Если сезонное явление мы фиксируем только одной датой, то для характеристики фенофазы требуются две даты, дающие представление о ее продолжительности : дата вступления объекта в данную фенофазу и дата окончания пребывания в ней.Понятие «фенофазы» обычно применяется при изучении объектов живой природы - микропопуляции растений и животных.
Фенологический интервал (феноинтервал)-промежуток времени (в днях) между датами наступления любых двух сезонных явлений, независимо от того, относятся они к одному или к разным объектам. Обычно применяется при сопоставлении сезонных явлений, относящихся к разным объектам.
Фенологический индикатор (феноиндикатор) - сезонное явление, наступление которого используется в качестве указателя вероятного срока наступления другого или других сезонных явлений. В целом каждое сезонное явление может быть индикационным, но обычно для индикационных целей отбираются явления, которые легко поддаются наблюдению и срок наступления которых определяется с высокой точностью.
Феноиндикаторы могут выполнять сигнальную и прогнозную функции. Сигнальная функция основана на том, что в природе большие группы сезонных явлений наступают одновременно (синхронно). Установив дату наступления одного из явлений синхронной группы, можно считать, что другие явления данной группы наступили или наступят в очень близкое время. Индикаторы такого рода часто используются в качестве сигналов к началу проведения различных сезонных работ в сельском, лесном и других отраслях хозяйства. Прогнозная функция феноиндикаторов основана на относительной устойчивости фенологических интервалов. Зная продолжительность феноинтервала между двумя разделенными временем сезонными явлениями, можно по дате наступления первого явления (индикационного) предсказать вероятную дату наступления другого явления (прогнозируемого).
Центральной и в известном отношении самостоятельной частью фенологической характеристики территории является ее фенологический календарь (календарь природы).
Календарь природы – хронологическая таблица сезонных явлений, которая отмечает особенности естественной периодизации года, подразделяя его на фенологические сезоны и подсезоны, каждому из которых свойственно специфическое состояние объектов живой и неживой природы. Фенологическую периодизацию еще называют естественной, чем подчеркивается ее принципиальное отличие от универсального для всех территорий гражданского календаря. Это отличие выражается в том, что для каждой конкретной территории даются не условные, а реальные сроки перехода природы из одного состояния в другое. Естественная фенологическая периодизация исходит из того, что каждому времени года (сезону, подсезону) присущ строго определенный специфический набор сезонных явлений. Эта определенность позволяет использовать сезонные явления в качестве индикаторов времен года и строить на этой основе естественный календарь природы конкретных территорий.
Фенологический год (рис.1) не совпадает с календарным годом: отмечены фенологические годы продолжительностью от 328(1990-1991г. г.) до 402 дней (1995-1996г.г.)
Продолжительность фенологических сезонов и подсезонов зависит напрямую от географического положения местности и от ландшафта. Все фенологические фазы взаимосвязаны и наступают через определенные временные промежутки. Так, например, весеннее сокодвижение начинается раньше всего у остролистного клена, а береза отстает от него на две недели.
Огромное значение в сезонном развитии природных явлений имеет средняя суточная температура воздуха. Пока она не составит 5 градусов тепла, растения пребывают в вынужденном покое. И наоборот, как только повсеместно зацветет мать-и-мачеха и запылит серая ольха, становится очевидно, что температура приблизилась к этой отметке.
Одним из самых важных природных «индикаторов» весной становится зеленение березы. По времени наступления этого явления фенологи судят об общем количестве тепла в периоде роста и развития растений. В этом присутствует четкая взаимосвязь - чем раньше зазеленеет береза, тем длиннее будет теплая часть года.
Наконец, все вокруг украшается золотистыми россыпями одуванчиков. Это означает, что средняя суточная температура переходит отметку 10 градусов. Для агрономов это очень важная дата, по наступлению которой они судят, каким сложится предстоящий сельскохозяйственный сезон.
Рис.1. Фенологический год