МНОГОЛЕТНЯЯ ПЕРИОДИЧНОСТЬ ФЛУКТУАЦИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ И СТАТИСТИКА СМЕРТНОСТИ РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ ШИРОТ
Кашулин П. А., Ролдугин В. К., Жиров В. К., Катаев Г. Д.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт Кольского научного центра РАН, 184230 Апатиты; *Полярно-геофизический институт Кольского научного центра РАН Лапландский биосферный заповедник, 184280 Мончегорск
На феноменологическом
уровне установлены многочисленные географические особенности ряда
биологических явлений на уровне наземных экосистем в приполярных
и авроральных областях, указывающие на региональную специфику
протекания некоторых фундаментальных биологических процессов в
высоких широтах. В рамках этой проблемы рассмотрена многолетняя
динамика биологической продуктивности ряда индикаторных видов
мышевидных грызунов и эдификаторов лесотундровой зоны растительных
травянистых видов семейства вересковых. Показано наличие регулярных
флуктуаций численности красно-рыжей полевки, повторяющиеся каждые
4-5 лет. Изменения не коррелировали с динамикой урожайности растительных
видов семейства вересковых (Vaccimum vitis-idaea и Vaccinium
myrtillus), служащих кормовой базой полевки, в локальных экспериментальных
точках, но изменялись согласованно с величинами, полученными в
результате пространственного усреднения этих данных по удаленным
в пределах 400-600 км точкам наблюдения. Анализ указывает на присутствие
глобального фактора, модулирующего наблюдаемые процессы, реализуемые
на больших географических расстояниях. Мало исследованной областью
широтной зависимости являются вопросы, связанные с биологией продолжительности
жизни и со старением растительных объектов. Показано, что у растений
различных видов, переселенных на Север, замедляются процессы старения,
а многолетняя динамика смертности образцов характеризуется сильными
флуктуациями в некоторые сезоны. Статистическое обобщение динамики
этого процесса для 68-летнего временного ряда для 4000 травянистых,
кустарниковых и древесных форм показало его регулярность и наличие
в нем около 11-летних циклов. Сравнение с некоторыми локальными
и планетарными гелиогеофизическими индексами выявило наличие достоверной
корреляционной связи с некоторыми из них и отсутствие положительной
связи с экстремальным понижением температуры окружающей среды.
В частности, была обнаружена кросс-корреляция между максимумами
солнечной активности, оцениваемыми по числам Вольфа, с пиками
смертности для травянистых с двухлетним отставанием, а для кустарников
и и древесных - с трёхлетним временным сдвигом, что подтверждает
циклический характер флуктуаций числа гибнущих видов. Результаты
указывают на восприимчивость механизмов, ответственных за временное
регулирование в растениях на уровне организма, к некоторым циклическим
гелиогеофизическим процессам, а также на существование высокоширотных
особенностей статистики смертности. Показаны неравноценность условий
различных сезонов для осуществления интродукционных экспериментов
по переселению новых видов в субарктическую зону и сильно флуктуирующий
характер условий окружающей среды для выживания растительных видов
в условиях Субарктики.