Ландшафтная фенология
Ландша́фтная феноло́гия, научное направление в рамках ландшафтоведения, изучающее сезонную динамику ландшафтов; система знаний о сезонных явлениях природных компонентов ландшафта, о сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. Объектом исследования ландшафтной фенологии являются пространственные закономерности сезонного развития растительного и животного мира, явлений неорганической природы в их взаимосвязи и взаимодействии. Направление тесно связано с геоботаникой и зоогеографией. Географические процессы в ландшафте характеризуются ритмичностью, которая охватывает все компоненты. Наибольшего разнообразия сезонные изменения достигают в биосфере, поскольку жизнедеятельность организмов определяется приспособлениями к сезонной динамике всех компонентов географической оболочки Земли. Сезонный ритм – один из главных показателей ландшафтов умеренного пояса. Основная задача ландшафтной фенологии – изучение сезонной динамики ландшафта как важного аспекта его пространственно-временно́й организованности и как интегрального процесса, охватывающего все подчинённые локальные геосистемы. С. В. Калесник, А. Г. Исаченко, В. Б. Сочава, Ф. Н. Мильков считали, что характеристика ландшафта будет не комплексной без выявления его сезонных биоклиматических особенностей.
В 1735 г. Р.-А. де Реомюр установил зависимость сезонного развития растений от различных метеорологических факторов, что явилось предпосылкой для возникновения фенологии. Термин «фенология» был предложен бельгийским учёным Ш. Морраном в 1853 г. (Morren. 1853. P.160–186). Фенология изначально развивалась как пограничная дисциплина между биологией и географией. В настоящее время она тяготеет к анализу взаимоотношений и взаимосвязей между частными абиотическими и биотическими сезонными процессами как элементами структуры геосистем разных рангов. Теоретические исследования фенологии охватывают все направления фенологического прогнозирования, феноиндикационной фенологии и вопросы методологии.
Результаты фенологических наблюдений оформляются в виде карт, календарей природы, агрометеорологических справочников, графиков, диаграмм и схем. Исследования в ландшафтной фенологии можно разделить по масштабам: планетарный, континентальный, региональный и топологический (локальный). Планетарный уровень предполагает изучение сезонной ритмики всей географической оболочки планеты и биосферы. В континентальном масштабе происходит изучение фенологии континентов, крупных государств (например, Россия, или её Европейская и Азиатская части, США) и географических поясов. На региональном уровне изучается территория краёв, областей, штатов, физико-географических провинций и областей. Топологический уровень исследований предполагает изучение фенологических особенностей отдельных ландшафтов и их частей – урочищ и фаций, результатом служат фенологические разделы их характеристик, календари природы отдельных географических пунктов, заповедников, научных стационаров, ботанических садов, парков и т. п.
Изучение сезонной динамики ландшафтов производятся фенологическими методами. Чаще всего оно опирается на анализ сезонных изменений растительности, поскольку фитокомпонент физиономично реагирует на изменения комплекса климатических и микроклиматических условий. В ландшафтной фенологии применяются количественные фенологические методы, предложенные российским фенологом В. А. Батмановым (Батманов, 1967), – регистраторов срока, описательный интегральный, индикаторов урожайности, экометрический. Метод комплексных фенологических характеристик (один из новых) учитывает сезонное развитие каждого вида ландшафта на определённую дату путём расчёта процента видов растений, находящихся в определённой фенофазе. Количественные фенологические методы обеспечивают математически обоснованные результаты и позволяют достоверно сравнивать состояние растительного компонента разных ландшафтов.
При характеристике сезонной динамики используются широко распространённые, легко и точно наблюдаемые сезонные явления, не требующие для регистрации специальной аппаратуры. К ним относятся фенологические фазы (фенофазы) – определённые этапы, стадии или периоды в развитии объекта, например бутонизация, начало цветения. Основными временными показателями в фенологии являются фенодаты – календарные даты наступления сезонного явления в данном географическом пункте. Сезонное явление, наступление которого используется в качестве указателя вероятного срока наступления другого или других сезонных явлений, называется фенологическим индикатором (феноиндикатором). Феноиндикаторы могут выполнять сигнальную и прогнозную функции. Сигнальная функция основана на том, что в природе большие группы сезонных явлений наступают синхронно. Установив дату наступления одного из явлений синхронной группы, можно считать, что другие явления данной группы наступили или наступят в очень близкое время. Например, в Подмосковье лучший срок посадки огурцов совпадает с зацветанием сирени. На Среднем Урале наступление условий, необходимых для посадки картофеля и посева кукурузы в связи с устойчивым прогреванием почвы на значительную глубину, совпадает с цветением черёмухи. Прогнозная функция феноиндикаторов основана на относительной устойчивости фенологических интервалов.
К перспективным направлениям развития ландшафтной фенологии относятся:
1) разработка теории и методики ландшафтно-фенологических исследований;
2) фенологическое картографирование явлений с применением ГИС‐технологий;
3) применение комплексных фенологических показателей для изучения особенностей фенологии природных комплексов различного ранга;
4) изучение трендов изменения сроков наступления феноявлений в связи с изменениями климата;
5) сравнение сезонной динамики городов со слабоизменёнными природными комплексами и исследование феноаномальных отклонений в урбанизированных системах;
6) моделирование и прогнозирование сроков наступления явлений.
Изучение сезонной динамики ландшафтов позволяет моделировать их пространственные и временны́е изменения, учитывать эти процессы при решении различных научных и практических задач.