А. А. Егоров, А. Н. Афонин

Хорошо ли американке в Евразии?

Ель сизая родом из Северной Америки. Фото с сайта gobotany.newenglandwild.org/species/picea/glauca

Сделан эколого-географический анализ факторов, ограничивающих распространение ели сизой (Picea glauca) в ее природном ареале – Северной Америке. На основе установленных лимитирующих факторов и экологических условий, в числе которых теплообеспеченность, увлажненность и конкуренция с широколиственными породами деревьев на южных границах ареала, построена модель потенциала распространения ели сизой. Сравнение эколого-географической модели распространения ели сизой с ареалами елей Евразии показало почти полное совпадение ареалов в европейской и западносибирской частях, тогда как в восточной Сибири и на Дальнем Востоке гипотетический ареал ели сизой выходит за границы обобщенных фактических ареалов местных видов. Авторы предполагают наличие некоторых факторов, не учтенных моделью, которые имеют место быть на новых для ели сизой территориях (например, вечная мерзлота, антропогенные факторы).

Распространение живых организмов по земной поверхности неслучайно и в первую очередь зависит от климатических условий территории. Из климатических факторов на распространение растений преимущественное влияние оказывают такие факторы как температура и влажность. В начале 20 века немецкий лесовод Генрих Майр разработал теорию климатических аналогов, по которой растение из мест своего произрастания может быть перенесено за пределы своего ареала (ареал - область распространения по земной поверхности живых организмов) на территории со сходным климатом.

Если наложить карту ареала вида на карты климатических факторов среды, то можно количественно определить экологические амплитуды вида - диапазоны значений климатических факторов, в пределах которых может обитать этот вид. Определив экологические лимиты вида в пределах одной территории (континента), можно по экологическим картам выявить весь потенциальный экологический ареал вида (то есть область, в которой вид в принципе мог бы встречаться), проанализировать отличия потенциального ареала от фактической области его распространения, и на основании этого сделать важные научные и практические выводы. Подобные задачи успешно могут решаться с помощью современных геоинформационных технологий.

В нашей работе мы рассмотрели методические аспекты выявления экологических особенностей и потенциального распространения ели сизой, произрастающей на севере Северной Америки, и, при использовании модифицированного метода климатических аналогов, определить ее потенциальный экологический ареал в Северной Евразии. Ель сизая Picea glauca (Moench) Voss, которую еще называют елью белой (англ. White spruce), или канадской, имеет достаточно длительную историю интродукции в Северной Европе, и в настоящее время здесь широко культивируется, в т.ч. в виде разнообразных культиваров (культурных сортов) и форм. Однако сведений о ее распространении и успешном культивировании восточнее Урала недостаточно.

Рис. 1. Эколого-географическая модель распространения Picea glauca (серая заливка), составленная по сумме накопленных активных температур выше 0°С (1250-2800) и ГТК (>1.2) в сравнении с картой ареала (черная штриховка) (карта ареала приведена по: Литтлу (Little, 1971) - с сайта http://esp.cr.usgs.gov/data/little/). Иллюстрация из обсуждаемой статьи

В результате исследования были выявлены факторы, которые лимитируют распространение ели сизой (Picea glauca) в Северной Америке, определены экологические амплитуды вида по отношению к этим факторам и на их основе построена эколого-географическая модель распространения вида (рис. 1). Было выявлено, что распространение ели сизой на север Северной Америки лимитируется недостаточной теплообеспеченностью, которая выражена через суммы активных температур около 1200°С. Ареал вида на юго-западной границе (от центральной части до Скалистых гор) определяется недостатком увлажнения, а на юго-восточном участке предположительно конкурентными отношениями с лиственными эдификаторами. Ель сизая на южной границе своего ареала становится неконкурентной с листопадными породами примерно с суммы активных температур около 3000°С. Пределом распространения вида в засушливой зоне служит показатель, выраженный через гидротермический коэффициент, менее 1.2. Проверка модели распространения ели сизой показала, что расхождение фактического и модельного ареала варьирует в пределах ±50-100 км. При этом в зоне различия между установленным ареалом и потенциальным могут находиться еще не выявленные популяции ели, как это подтвердили новые сведения о ее нахождении в Национальном парке Ноатак.

Рис. 2. Интродукционный потенциал Picea glauca (серая заливка) для Евразии, определенный по показателю сумм активных температур выше 0°С от 1250 до 2800°С, по ГТК выше 1.2 в сравнении с картами ареала P. abies и P. obovata (по: Соколов и др., 1977; Hulten, Fries, 1986; Farjon, 1990) и ареалами других видов (по: Farjon, 1990) (черная обводка); пунктиром приведена изотерма многолетнемерзлых пород ниже —7 °С. Иллюстрация из обсуждаемой статьи

Для уточнения построенной модели P. glauca проведен сравнительный анализ по распространению видов рода ель на территории Евразии (рис. 2). Оказалось, что модель, построенная для P. glauca с достаточно высокой точностью, описывает также и распространение евроазиатских видов елей. Это свидетельствует о том, что североамериканские и евроазиатские ели пока не сильно экологически отличаются. Расхождение модельного ареала ели сизой и фактического распространения евроазиатских елей наблюдалось в некоторых районах мерзлоты и некоторых других районах (см. рис. 2).

Смотрите популярные резюме к статьям в Журнале общей биологии по теме моделирования ареалов:
Моделирование распространения видов по данным рельефа и дистанционного зондирования на примере сосудистых растений нижнего горного пояса хр. Тукурингра (Зейский заповедник, Амурская область).
Арктические гуси (Anser) и казарки (Branta) Евразии: анализ факторов динамики численности и ареалов.
Ареалы млекопитающих можно оценить по спутниковым данным.
Биогеография : гео и био добавить по вкусу.


0
Написать комментарий

    Элементы

    © 2005-2017 «Элементы»