ВНУТРИГОДОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЧВЫ НА ОСТРОВЕ ЛЕСА «АРЫ-МАС»

Рудинский М. Г.

ВНУТРИГОДОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

ПОЧВЫ НА ОСТРОВЕ ЛЕСА «АРЫ-МАС»

(ВОСТОЧНЫЙ ТАЙМЫР, 72°30´С.Ш.)

В нашей работе представлены результаты экспериментальной оценки внутригодового и межгодового распределения температуры почвы на самом северном в мире острове леса «Ары-Мас» в сравнении с температурой воздуха на ближайшей полярной станции Хатанга.

Регулярные исследования на «Ары-Масе» проводятся с 1969 года [1, 2, и др.], но инструментальное изучение температуры почвы выполнено автором впервые.

Материалом для эксперимента послужили данные о температуре почвы, зафиксированные электронными датчиками (термографы Dallas Semiconductor Corp., http://www.elin.ru), установленными в почве на глубине 10 см в шести различных точках. Эксплуатационный срок датчиков в условиях Таймыра составляет 4 года. Термографы запрограммированы на снятие температуры в почвах каждые 4 часа на протяжении всего года. Термодатчики были заложены в ходе совместной экспедиции Таймырского заповедника и географического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова в рамках исследований проекта Международного полярного года (PPS Arctic) по изучению динамики северной границы лесной растительности в Российской (Рудинский, 2010).

Координаты мест закладки:

Датчик 1: N 72° 27' 24,5'', E 101° 51' 19,7''

Датчик 2: N 72° 27' 24,4'', E 101° 51' 23,8''

Датчик 3: N 72° 27' 24,7'', E 101° 51' 27,1''

Датчик 4: N 72° 27' 24,7'', E 101° 51' 27,3''

Датчик 5: N 72° 27' 41,1'', E 101° 51' 31,6''

Датчик 6: N 72° 27' 41,6'', E 101° 51' 32,9'' (к 2013 году вышел из строя).

Данные по температуре воздуха взяты из архива полярной метеостанции «Хатанга». Станция расположена в 65 км южнее Ары-Мас и её данные являются репрезентативными для района исследований.

Полученные данные были объединены и приведены к среднемесячным значениям. Обработка данных проводилась с помощью программы Microsoft Excel из пакета Microsoft Office 2013.

Рис. 1. Средние месячные температуры воздуха (сплошная линия)

и почвы на глубине 10 см (пунктир).

Таблица. Максимальные и минимальные температуры в тёплую

и холодную части года в Хатанге и на «Ары-Масе» 2010 – 2013 гг.

Внутригодовое и межгодовое распределение температуры воздуха в Хатанге и почвы на «Ары-Масе» в разные годы хорошо просматривается на графике (рис. 1), а их максимальные и минимальные показатели для тёплой и холодной частей года приведены таблице. В июле максимальные температуры наблюдались во все годы, а минимальные не всегда приходились на январь месяц. Характерной особенностью для изменения температуры в почве, которой предстояло преодолеть сезонное оттаивание грунтов. Существенное значение на скорость оттаивания грунтов оказывает мощность снежного покрова. Можно предположить, что в 2013 году снежный покров был максимальным в сравнении с 2011 и 2012 годами.

Ряды среднемесячных температур воздуха и почвы хорошо согласуются, коэффициент корреляции между ними равен 0,91 (коэффициент корреляции между рядами среднесуточных значений равен 0,87).

Рис. 2. График связи между температурой почвы (ТП) итемпературой воздуха (ТВ).

Для выявления зависимости ряды среднемесячных температур воздуха и почвы были разделены на три части: положительные температуры (IV-IX), отрицательные температуры (I-II, X-XII) и весенние температуры (III-V). Далее для линейного тренда каждой группы температур было составлено уравнение (рис. 2), где х и у – температура воздуха и почвы соответственно.

Для тренда положительных температур уравнение имеет вид:

у=0,4906x – 0,835 (величина достоверности аппроксимации R2=0,7379).

Для тренда весенних температур уравнение имеет вид:

у=0,551х – 5,8698 (величина аппроксимации R2=0,9295).

Для тренда отрицательных температур уравнение имеет вид:

у=0,8033х + 7,9351 (величина аппроксимации R2=0,8489)

Таким образом, есть возможность рассчитать среднемесячную температуру почвы на глубине 10 см для территории «Ары-Маса» в разные сезоны года, имея аналогичные значения температур воздуха полярной метеостанции «Хатанга».

Литература:

1. Ары-Мас. Природные условия, флора и растительность самого северного в мире лесного массива. Коллективная монография – Л.: «Наука», 1978. – 192 с.

2. Ловелиус Н.В. Изменчивость прироста деревьев. Дендроиндикация природных процессов и антропогенных воздействий. Л.: «Наука».1979. – 232 с.

3. Таймырский государственный заповедник. Итоги научных исследований за 25 лет (1979-2004 гг.) Красноярск: Сибирский международный институт леса. 2004. -76 с.

4. Колосков П. И. Отношение температуры почвы к температуре воздуха в области вечной мерзлоты как показатель сельскохозяйственных и климатических потенциальных возможностей / П. И. Колосков // Труды по изучению вечной мерзлоты. – Л.: Изд-во АН СССР, 1934. – Том 1. – С. 77-87.

5. Рудинский М. Г. Экологический профиль в самом северном в мире лесном острове Ары-Мас // Заповедники Российской Арктики: проблемы и пути решения. Материалы научно-практической конференции, посвященной 25-летию Государственного природного заповедника «Усть-Ленский» (п. Тикси Республики Саха (Якутия), декабрь 2010 г.). – М.: Принтком. – 2010. – С. 112-116.

Автор благодарит за консультации при подготовке и проведении эксперимента докторов биологических наук: Воронина В. И. (СИФИБР СО РАН) и Ловелиуса Н. В. (РГПУ им. А. И. Герцена)