Оценка воздействия климатических изменений на природные системы криолитозоны России Сочи 2011 Е.Л.Жильцова, О.А.Анисимов, С.А.Ренёва, Ю.Г.Стрельченко Государственный гидрологический институт, С.-Петербург Е.Л.Жильцова, О.А.Анисимов, С.А.Ренёва, Ю.Г.Стрельченко Государственный гидрологический институт, С.-Петербург

Отношение тренда среднегодовой температуры верхнего слоя грунта криолитозоны к тренду температуры воздуха (Павлов, Малкова, 2008) Мощность СТС (м) А - расчет для современных условий (норма за ); Б - расчет по климатической проекции A1B на период гг. (JULES) тренды среднегодовой температуры воздуха за период гг., C/10 лет (1-5): 1) 0.6; 6 - изолинии коэффициента К и его значения А Б

Северная тундра Кочкарная тундра Полярная пустыня Кустарниковая тундра За последние 50 лет увеличилась высота и биомасса кустарников в тундре (R. Van Bogaert et al., 2007, Arctic Report Card 2007) Наблюдения в канадской Арктике указывают на однозначные изменения растительности в течение последних 15 лет - увеличение биомассы, увеличение высоты растительного покрова, сокращение площади полярных пустынь (Hudson and Henry, 2009) На отдельных участках (Toolik Lake, Аляска) доля сосудистых растений увеличилась на 16% в (Gould and Mercado-Diaz, 2008) мхи лишайники разнотравье злаковые кустарнички кустарники

(Walker et al., Arctic Report Card 2009) Изменения максимального NDVI за гг., % (Bhatt et al., 2010) Информацию о наблюдаемых изменениях растительности и NDVI можно посмотреть в Arctic Report Card Изменения за гг. теплообеспеченности (SWI) и биопродуктивности (NDVI)

Эмпирико-статистическая модель растительной зональности

Карта природных зон России 1. Бесплодные земли 2. Граминоидная тундра 3. Кустарничковая тундра 4. Кустарниковая тундра 5. Лесотундра 8. Южная тайга 6. Северная тайга 7. Средняя тайга 9. Смешанный лес 10. Широколиственный лес 11. Степи 12. Полупустыни 13. Альпийская тундра 14. Субгольцы 15. Горная тайга Stolbovoi, V. and I. McCallum. CD-ROM Land Resources of Russia. 2002, International Circumpolar Arctic Vegetation Map. (1:7,500,000 scale). 2003, CAVM Team

Биоклиматические индексы SumT>5 – сумма температур выше 5°С (характеризует температурный режим вегетационного периода); SumT<0 – сумма температур ниже 0°С (характеризует суровость зим – важный лимитирующий фактор для растительности в условиях континентального климата); D = SumT>5 / SumR – индекс сухости.

Ординация растительных зон в пространстве биоклиматических индексов (по данным наблюдений на станциях) Ординация растительных зон в пространстве биоклиматических индексов (по данным наблюдений на станциях) D = SumT>5 / SumR SumT>5 SumT<0 SumT>5

Границы растительных зон по индексам Растительная зона SumT>5 SumT<0 D Бесплодные земли Граминоидная тундра Кустарничковая тундра Кустарниковая тундра Лесотундра Альпийская тундра Степи Средняя тайга Горная тайга Северная тайга Южная тайга Субгольцы Смешанный лес

1. Бесплодные земли 2. Граминоидная тундра 3. Кустарничковая тундра 4. Кустарниковая тундра 5. Лесотундра 8. Южная тайга 6. Северная тайга 7. Средняя тайга 9. Смешанный лес 10. Широколиственный лес 11. Степи 12. Полупустыни 13. Альпийская тундра 14. Субгольцы 15. Горная тайга Интервалы индексов для растительных зон по секторам I Европейская часть России II Западная Сибирь III Восточная Сибирь IV Дальний Восток

Валидация модели растительной зональности Актуальная карта растительности Актуальная карта растительности Расчет по модели 1. Бесплодные земли 2. Граминоидная тундра 3. Кустарничковая тундра 4. Кустарниковая тундра 5. Лесотундра 8. Южная тайга 6. Северная тайга 7. Средняя тайга 9. Смешанный лес 10. Широколиственный лес 11. Степи 12. Полупустыни 13. Альпийская тундра 14. Субгольцы 15. Горная тайга

Прогноз растительных зон Области критического воздействия Прогноз изменений растительной зональности на территории России

Период ЕТРЗап.Сибирь Вост.СибирьД.ВостокРФ %64%55%48%56% %74%70%57%67% Доля площади территории России и ее регионов, подверженная критическому воздействию Период ЕТРЗап.Сибирь Вост.СибирьД.ВостокРФ %70%55%48%56% %84%70%57%69% Доля площади криолитозоны России и ее регионов, подверженная критическому воздействию

Критическим можно считать уровень потепления, приводящий к существенным необратимым изменениям природной среды. Под существенными и необратимыми в данном случае следует понимать изменения гистерезисного типа, при которых система не возвращается в прежнее состояние только лишь при устранении внешнего воздействия. К ритическим следует признать уровень воздействия, при котором на рассматриваемой территории полностью исчезает какая-то из присутствовавших ранее природных зон, например, тундра из-за достижения границей леса Арктического побережья, или же зона сплошного распространения многолетнемерзлых пород из-за повсеместного развития таликов. Заключение

Целесообразно использовать показатель степени охвата рассматриваемой территории критическими изменениями. Если критические изменения охватывают значительную долю территории, можно говорить о критическом уровне воздействия для рассматриваемого пространства. Можно поставить предложенную модель и полученные с ее помощью результаты в контекст проблемы адаптации к климатическим изменениям. Основной целью адаптации является сохранение био-геосистемной и социально- экономической устойчивости, а конкретные меры зависят от уязвимости природных систем, регионов и секторов экономики и от уровня климатического воздействия на них. Оценки соответствующих критических уровней целесообразно положить в основу разрабатываемой стратегии адаптации. Заключение