Фенологические исследования что это
Фенология
Содержание
Феноиндикаторы
Для использования более формальных и универсальных показателей рассматривают величины среднесуточной температуры воздуха (существенно определяющие природные явления). Так, устойчивый переход к среднесуточной температуре выше нуля по Цельсию считают климатическим наступлением весны, выше 15 градусов — наступлением лета.
Рассматривая более узкие переходы показателей температуры, через 5 градусов Цельсия, в каждом сезоне выделяют более короткие периоды — фенологические фазы. Они имеют свой набор природных феноменов (явлений), позволяющих отличить одну фазу от другой.
Фазы по наиболее характерным явлениям имеют названия, закрепленные в народных календарях.
Сезоны и фазы (подсезоны)
Сезоны в фенологии соответствуют временам года с той разницей, что начало и окончание сезона определяется из наблюдений за природой, а не календарём. В каждом сезоне выделяют более короткие периоды — фенологические фазы. Они имеют свой набор природных феноменов (явлений), позволяющих отличить одну фазу от другой.
Для использования более формальных и универсальных показателей рассматривают величины среднесуточной температуры воздуха (существенно определяющие природные явления). Так, устойчивый переход к среднесуточной температуре выше нуля по Цельсию считают климатическим наступлением весны, выше 15 градусов — наступлением лета.
Фазы по наиболее характерным явлениям имеют названия, закрепленные в народных календарях.
Весна
Весенний сезон состоит из четырёх подсезонов, каждый из который характеризуется собственными феноиндикаторами.
В этот же период заканчивается рыбалка по последнему льду и начинается ловля рыб по открытой воде. В течение этого подсезона некоторые виды рыб (щука, язь, елец, подуст, жерех, ёрш) готовятся и кое-где приступают к нересту. В некоторых местах уже неплохо ловятся плотва, язь и лещ.
2-й подсезон (оживление весны) — начинается с зацветания серой ольхи. Хороший индикатор начала этого подсезона для городских жителей — желтеющая на глинистых пустырях мать-и-мачеха. В Центральном районе, как правило, начало этих явлений приходится на 15—20 апреля.
Происходит окончательное освобождение водоёмов ото льда, подсыхает сверху почва, многие просёлочные дороги становятся проходимыми и доступными для транспорта, открывается путь рыболовам в самые малодоступные и глухие места.
В этом подсезоне прилетают журавли и вальдшнепы, вылетают шмели (комары-толкунцы, мухи и первые бабочки появляются раньше), уже порою раздаются «песни» лягушек. Оживляются дождевые черви. Заканчивают нерест щука и язь, продолжают ёрш и жерех и начинают окунь и лещ (старшие возрастные группы, самые крупные, так называемые «берёзовики»). Заканчивается период с облиствением берёзы и «пылением» вяза.
На лугах, в лесах, в поле всё буйно зеленеет и цветёт: одуванчик, крыжовник, земляника, красная смородина, черника, купальница, ландыш, красный клевер… В прибрежных зарослях поют соловьи, а в лугах и поле можно уже услышать коростеля-дергача и перепела.
Это всё приметы: начинается жор щуки, ловятся лещ, частично успевший отнереститься, и голавль. В некоторых местах язи ещё заканчивают нерест, а продолжают его плотва и подуст. Кое-где начинает уже хорошо, но ещё периодически, нерегулярно, брать карась.
Завершается период зацветанием рябины и лиловой сирени, и эти же явления позволяют начать отсчёт времени последнего подсезона весны, длящегося, как и предыдущий, тоже около двух декад.
4-й подсезон (предлетье, «весна зелёной травы») — во время него обычно заканчивается цветение фруктовых садов, выколашиваются озимая рожь и луговые злаки, в сырых местах зацветает незабудка, а на суходолах — нивяник-поповник (называемый в просторечии ромашкой, «любит-не-любит»). Все эти явления совпадают по времени с вылетом стрекоз.
Летний сезон делится на три подсезона.
1-й подсезон (начало лета) начинается с зацветания шиповника. Этому сопутствуют и другие явления: цветение калины и чубушника в садах, цветение ржи, василька и льнянки в поле, на воде — кувшинки белой. Воздух прогревается и становится всё теплее, стоят самые длинные в году дни. К этому времени прогревается вода в больших водоёмах — озёрах и водохранилищах.
2-й подсезон (полное лето) — основной летний подсезон начинается с зацветания липы мелколистной (в Центральной России обычно между 5 и 15 июля, но в больших городах это происходит раньше, что обязательно следует учитывать). Попутными указателями могут служить созревание красной и чёрной смородины, садовой земляники (лесная опережает её, начиная краснеть вскоре после расцвета шиповника), а в лесу — черники. Стихают соловьи, умолкают кукушки (по народным приметам их слышно до Петрова дня), на выгонах и городских газонах голубеет цикорий и желтеет уже кое-где пижма. Появляется масса кузнечиков.
3-й подсезон (спад лета). В этом подсезоне в лесу начинает попадаться спелая брусника. Уже заметно удлинились ночи, на заре выпадают холодные росы. Постепенно начинает охлаждаться вода. В этот же период успевает подрасти отава (трава, срезанная во время сенокоса).
Осень
Осень на европейской территории страны длится чуть больше трех месяцев, распадаясь условно на три подсезона.
1-й подсезон (начало осени) — начинается с появления первых жёлтых прядей в кронах берёз, лип и вязов, а заканчивается он тогда, когда число расцвеченных и зелёных листьев становится примерно равным, что чаще бывает в последней декаде сентября (но иногда, в тёплые и влажные осени, и в начале октября). В лесах появляются опенки, а в воздухе — летающая паутина, тенетник. Продолжает охлаждаться вода, но в больших водоёмах это происходит неравномерно, начиная с верхнего слоя.
2-й подсезон (золотая осень). В течение него листва на деревьях всё сильнее желтеет и начинается интенсивное опадение листвы. Постепенно оголяются леса, в южные области улетают стаи перелётных птиц, даже грачи и скворцы, кочующие по окрайкам полей и обочинам дорог, готовятся к отлёту.
С окончанием листопада у берёзы, осины и вяза начинается и длится глубокая осень. Она продолжается до первого снега (не летящего в воздухе, а того, что хотя бы на день или ночь покроет землю). Становится всё холоднее, пролетают к югу последние стаи гусей, лебедей и уток. Быстро охлаждаются приземный воздух и вода, обитатели которых проявляют всё меньше активности.
3-й подсезон (предзимье). Последний осенний подсезон, являющийся одновременно переходом к зиме, за что и получил своё название. Этот подсезон начинается от первого снега и заканчивается с установлением санного пути и ледостава на водоёмах.
Этот сезон фенологи условно делят на три подсезона — первозимье, коренную зиму и перелом зимы. В это время растения находятся в глубоком покое, из всего многообразия пернатых остаются у нас лишь немногие, хорошо приспособленные к зимним тяготам и лишениям. Только не впадающие в спячку звери оживляют безмолвие зимнего леса. В целом сезон обычно длится с конца ноября до второй половины марта.
1-й подсезон (первозимье). В начале подсезона на водоёмах наконец-то устанавливается прочный ледовый покров «счастье рыбаков», открывающий начало подлёдной рыбалки. Заканчивается период в двадцатых числах декабря, в дни зимнего солнцестояния. Вначале интенсивный, перволедный клев становится все более капризным, и это не удивительно — толще ледовый панцирь на водоёмах, короче дни и все меньше в воде растворенного кислорода.
2-й подсезон (коренная зима). Этот подсезон длится до февраля, когда начинает «петь» песни большая синица.
3-й подсезон (перелом зимы). Он начинается с увеличением продолжительности светового дня. Настает «весна света», звенит капель, растут сосульки, днём солнце уже заметно греет.
Взаимосвязь природных явлений
Продолжительность фенологических сезонов и подсезонов зависит напрямую от географического положения местности и от ландшафта. Все фенологические фазы взаимосвязаны и наступают через определенные временны́е промежутки. Так, например, весеннее сокодвижение начинается раньше всего у остролистного клёна, а берёза (начало сокодвижения в ней, характеризующееся набуханием почек, является приметой для рыболовов, сигнализируя об активизации язя) отстает от него на две недели (средний срок — 8 апреля).
Огромное значение в сезонном развитии природных явлений имеет средняя суточная температура воздуха. Пока она не составит 5 градусов тепла, растения пребывают в вынужденном покое. И наоборот, как только повсеместно зацветет мать-и-мачеха и запылит серая ольха, становится очевидно, что температура приблизилась к этой отметке. Фенологи считают, что чем раньше зацветёт серая ольха (скажем, до 10 апреля при среднем сроке 16 апреля), тем более ранняя установится весна. Также следует учитывать, что большинство ранних вёсен бывают затяжными, с возвратом холодов. Кстати, хорошая весенняя примета — прилёт трясогузок. «Трясогузка прилетела — скоро лёд пойдёт», — это подмечено давно и весьма точно. Следом прилетают и чайки.
Одним из самых важных природных «индикаторов» весной становится озеленение берёз. По времени наступления этого явления фенологи судят об общем количестве тепла в периоде роста и развития растений. В этом присутствует чёткая взаимосвязь — чем раньше зазеленеет берёза, тем длиннее будет тёплая часть года.
Фазы развития различных растений наступают поочередно, через определенные сроки. Так, например, верно зафиксировав дату зацветания орешника (которое почти совпадает с появлением мать-и-мачехи и зацветанием серой ольхи), можно узнать, когда приблизительно наступят остальные фенофазы. Берёза, к примеру, распускает листья на восемнадцатый день после цветения орешника и за пять дней до начала цветения одуванчика (то есть перехода средней суточной температуры через отметку 10 градусов).
Следующая знаменательная фенофаза — цветение черемухи. Она тоже наступит в положенное время, а именно — на двадцать восьмой день после начала цветения орешника, или через 10 дней после того, как зазеленела берёза.
Существует и ещё одна зависимость: чем раньше цветёт черёмуха, тем теплее оказывается июль-сентябрь (вторая половина лета и начало осени). Примерно к 20 мая к цветущим вишням присоединяются яблони, а уже через два дня после них зацветает лиловая (обычная) сирень. В это же время в лесах зацветает дуб и появляется ландыш, а на лугах — красный клевер. Начинает плодоносить рябина.
Июнь начинает лето в календаре, а в живой природе лето начинают зацветающие шиповник и калина. Как только температура воздуха за сутки приблизится к 15 градусам, почти одновременно зацветут ромашки-нивяники, фиалки, луговые герани, василёк полевой, колокольчики. К этому времени в цветниках пышно распускаются розы.
Фенология
система знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. Термин «Ф.» предложил бельгийский ботаник Ш. Морран (1853). Ф. регистрирует и изучает сезонные явления мира растений и животных (биофенология), а также даты установления и схода снежного покрова, первых и последних заморозков, ледостава и размерзания водоёмов и т.п. У растений (фитофенология) регистрируются сезонные фазы развития: набухание и раскрывание почек, облиствение, цветение (начало и конец), созревание плодов и семян, осеннее расцвечивание листвы, листопад; у животных (зоофенология): у млекопитающих – пробуждение от спячки, начало спаривания (гона), появление молоди, сезонные линьки и миграции; у птиц – гнездование, откладка яиц, вылупливание и вылет птенцов, а у перелётных – также весенний и осенний перелёты; у членистоногих – пробуждение зимовавших особей, вылупление личинок, появление взрослых насекомых из куколок, яйцекладки, развитие личинок, куколок, появление новых поколений, диапаузы и т.п.
Биофенологические наблюдения и исследования ведутся на уровне отдельных организмов, популяций, биоценозов (культурных и диких) и биосферы в целом. Географо-фенологические наблюдения и исследования имеют целью изучение сезонной динамики целых природных комплексов, включая их биотические и абиотические компоненты. Эти исследования ведутся в масштабе отдельных урочищ, ландшафтов, провинций, стран и природных зон. Годичный круг природы геокомплексов и Биоценозов подразделяется на естественные, или фенологические, сезоны и субсезоны.
Историческая справка. Начало наблюдений над сезонными явлениями в связи с собирательством, охотой и примитивным сельское хозяйством восходит к глубокой древности. Становление современной научной Ф. относится к 18 в. Петр I, заботясь о выборе мест для паркового строительства в окрестностях Петербурга, в 1721 писал А. Д. Меншикову: «Когда деревья станут раскидываться, тогда велите присылать нам листочки оных понедельно наклеивши на бумагу, с надписанием чисел, дабы узнать, где ранее началась весна» (цит. по кн.: Бейдеман И. Н., Методика фенологических наблюдений при геоботанических исследованиях, 1954, с. 6). В 1734 франц. учёный Р. Реомюр приступил к изучению зависимости сезонного развития хлебов и насекомых от уровня температуры. В 1748 К. Линней начал вести фенологические наблюдения в Упсальском ботаническом саду и в 1750 организовал первую сеть наблюдательных пунктов. К середине 19 в. фенологическими наблюдениями были охвачены все крупные страны Зап. Европы и Россия. Большую роль в развитии Ф. в России сыграли А. И. Воейков и Д. Н. Кайгородов. В 20 в. фенологические наблюдения и исследования распространились на все страны Центральной Европы и США, а в дальнейшем и на др. страны (Индия и др.).
Методы и задачи фенологии. Традиционный метод фенологической информации – визуальные наблюдения, т. е. регистрация сроков наступления сезонных явлений. С целью достижения сопоставимости фенологических наблюдений, проводимых разными лицами, издаются программы фенологических наблюдений, методические указания к ним, атласы фенофаз растений и сезонных явлений мира животных.
Обработка наблюдений фенологических сетей даёт возможность устанавливать географо-фенологические закономерности, отражаемые на фенологических картах (См. Фенологические карты). Средняя многолетняя скорость продвижения сезонных явлений природы в широтном, долготном и вертикальном (в горах) направлениях различна в разных географических зонах, в разные сезоны и для разных групп явлений. В центральных районах Европейской части СССР весенне-летние сезонные явления мира растений движутся с Ю. на С. со средней скоростью около 40–50 км в сут, птицы летят со скоростью около 50–60 км. в сут. В долготном направлении скорость продвижения сезонных явлений определяется главным образом положением по отношению к Атлантическому океану; в зап. районах весна наступает раньше, чем на тех же широтах в глубине континента. (Но переход от зимы к лету в глубине континента совершается быстрее, чем на берегах океанов и, несмотря на позднюю весну, хлеба в долине Волги созревают раньше, чем во Франции.) В горах весенне-летние сезонные явления запаздывают с подъёмом на каждые 100 м в среднем на 3 сут. В некоторые годы сезонные природные явления могут протекать со значительными отклонениями от средних многолетних сроков, что осложняет ведение сельского хозяйства и др. сезонных отраслей народного хозяйства.
Факторы и закономерности, определяющие сроки наступления сезонных явлений, изучает экологическая Ф. Эти факторы делятся на эндогенные и экзогенные. Первые обусловливаются наследственностью организмов. Так, подснежники цветут в начале весны, а астры и хризантемы – на спаде лета, грачи прилетают рано весной, а коростели – в начале лета. Экзогенные факторы определяются внешней средой. В каждой географической зоне решающее значение приобретают один-два фактора; в тропиках – режим влажности: в зонах умеренного пояса – тепловой режим, в Арктике – радиационный и тепловой режимы. Зависимость от факторов среды сезонных явлений разных групп неодинакова. Сроки весеннего пробуждения растений в основном определяются тепловым режимом, а осенний листопад – в равной степени тепловым и радиационным (длина светового дня) режимами. Одним из методов обработки ботанических фенологических наблюдений служат фенологические спектры (См. Фенологический спектр). Сроки сезонных явлений у животных часто связаны с условиями их питания. Так, насекомоядные птицы прилетают тогда, когда весной появляется достаточное количество насекомых. Экологическая Ф. проводит моделирование фенологических процессов, т. е. находит выражения связи между сроками наступления сезонных явлений и комплексом эндо- и экзогенных факторов. Это моделирование составляет основу фенологического прогнозирования.
Организация фенологических наблюдений. Фенологические наблюдения для научных целей служат, во-первых, методом изучения биологических и географических объектов, во-вторых, методом установления фенологических закономерностей, использование которых призвано повышать эффективность прикладных фенологических служб.
Для выявления фенолого-географических закономерностей в большинстве стран созданы сети фенологических наблюдений. В СССР с 1924 работала такая сеть в системе краеведческих организаций; в 1939 передана Географическому обществу СССР. В 1965–75 она насчитывала около 3500 добровольных корреспондентов. Руководит сетью фенологический сектор Географического общества с помощью местных фенологических организаций (Москва, Вильнюс, Рига, Красноярск, Иркутск и др.). Итог многолетних фенологических наблюдений в одной точке подводится в Календаре природы, т. е. в справочной таблице или графике (см. рис.) со средними многолетними сроками наступления сезонных явлений местной природы. Календарь природы служит ориентиром в сроках наступления большого числа сезонных явлений. Фенологические наблюдения для научных целей организуют ботанические, зоологические и географические научные учреждения, в том числе институты АН СССР. Географические научные учреждения ведут комплексные наблюдения с целью познания структуры геокомплексов или экосистем. Комплексные фенологические наблюдения ведут также государственные заповедники в форме «летописей природы».
Значение фенологии для народного хозяйства. Фенологические закономерности лежат в основе составления региональных календарей сезонных работ и мероприятий по отраслям народного хозяйства (сельское, лесное, охотничье хозяйства и т.д.). Такие календари используются при организации мероприятий охраны природы, борьбы с вредителями и болезнями полезных растений, паразитами и трансмиссивными заболеваниями человека, домашнего скота, в пчеловодстве и шелководстве. Авиация нуждается в сведениях о сроках массового пролёта перелётных птиц, а дистанционное (с вертолётов, самолётов и орбитальных ракет) изучение поверхности Земли – в данных об оптимальных сезонах для проведения этого изучения. Результаты фенологических наблюдений используют при планировании размещения санаториев, домов отдыха, туристских маршрутов и походов. Фенологические карты, особенно крупномасштабные, необходимы для планирования сезонных производств. Фенологические наблюдения помогают выявить местные природные сигналы, или индикаторы, с помощью которых определяют сезонное состояние природы, а также прогнозируют характер текущего вегетационного периода. Они особенно важны при интродукции новых видов растений и животных, а также при освоении новых территорий.
Лит.: Календарь русской природы, кн. 1, М., 1948; Календарь природы СССР, кн. 2, М., 1949: Шиголев А. А., Шиманюк А. ГГ., Сезонное развитие природы Европейской части СССР, М., 1949; их же, Изучение сезонных явлений, М., 1962; Калесник С. В., Фенология и география, в кн.: Труды фенологического совещания, Л., 1960; Шнелле Ф., фенология растений, пер. с нем., Л., 1961; Иваненко Б. И., Фенология древесных и кустарниковых пород, М., 1962; Календари природы Северо-Запада СССР. 1939 – 1960, Л., 1965; Серебряков И. Г., Соотношение внутренних и внешних факторов в годичном ритме развития растений, «Ботанический журнал», 1966, т, 51, № 7; Щербиневский Н. С., Сезонные явления в природе, [4 изд., М., 1966]; Методы фенологических наблюдений при ботанических исследованиях, М. – Л., 1966; Батманов В. А., Заметки по теории фенологического наблюдения, в сборнике: Ритмы природы Сибири и Дальнего Востока, сб. 1, [Иркутск], 1967; Добровольский Б. В., Фенология насекомых, М., 1969; Борисова И. В., Сезонная динамика растительного сообщества, в кн.: Полевая геоботаника, т. 4, Л., 1972; Шульц Г. Э., Фенология, в кн.: Географическое общество за 125 лет, Л., 1970; его же, Индикационная фенология на современном этапе, «Изв. Всес. географического общества», 1972, т. 104, в. 2; Подольский А. С., Фенологический прогноз, 2 изд., М., 1974; Календари природы Сибири, Л., 1974; Кирильцева А. А., Фитофенологическое картографирование с применением биометрических методов, Аш., 1975; Hopkins A. D., Bioclimatics, Wash., 1938; Phenology and seasonality modeling, N. Y., 1974; Suzuki S., Nogyo kishogaku. [Agricultural meteorology], Tokyo, 1951; Fenologia i jej praktyczne wykorzystanie. Warsz., 1971.
Средние многолетние сроки наступления различных сезонных явлений на территории Ростовской области.
О фенологии
Феноло́гия – наука о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. Появление листьев и окончание листопада, зацветание деревьев и кустарников, прилет птиц и появление грибов, первый снег и последний заморозок – вся череда множества сезонных явлений в природе – это и есть фенологические фазы, за которыми ведутся наблюдения. По сути, все мы является фенологами, поскольку вольно или невольно на протяжении года отмечаем эти события в природе около дома, школы или в лесу.
Сезонные изменения в природе определяют уклад жизни многих народов. Наблюдения за ними (фенологические) – самый массовый, многолетний и достоверный источник информации о состоянии природы. Их проведение во многом способствовало развитию логического мышления у людей, становлению экологической культуры населения.
Люди с давних пор вели наблюдения за сезонными изменениями в природе. Это было не просто проявление любопытства, а суровая необходимость: от умения делать выводы на основе наблюдений, прогнозировать развитие ситуации, зависела напрямую жизнь наших предков. Да и сейчас мы пытаемся по характеру прилета птиц, цветения растений и другим явлениям предугадать раннюю весну, жаркое лето или затяжную, снежную зиму. Причем велись эти наблюдения большим количеством людей, а не одиночными жрецами или монахами (как это происходило, например, в случае с астрономическими наблюдениями). В быте, эпосе, традициях, приметах, поговорках, костюмах разных народов можно видеть тесную зависимость и связь уклада жизни наших предков с сезонными изменениями в природе. Особенно она характерна для истории народов нашей северной страны, где четко проявляется смена четырех сезонов года, каждый из которых требовал от людей соответствующих действий, навыков, приспособлений. И только успешное «прохождение» каждого сезона («готовь сани летом!») обеспечивало продолжение жизни людей по итогам года.
Фенология стоит на стыке биологии и географии. В биологическом плане она изучает особенности сезонного развития организмов (деревьев, птиц, насекомых и т.д.). В географическом – закономерности сезонного развития природы в связи с положением объектов наблюдений в пространстве и на местности. Это очень интересная и важная для людей система знаний и сведений о жизни окружающей нас природы.
О фенологической сети
Систематические фенологические наблюдения в России ведутся уже более 200 лет. Первую программу для наблюдений в Восточной Европе в 1848 году для натуралистов-любителей создает Русское Географическое общество (отдел статистики, П.И.Кеппен, В.С.Порошин). 12 000 таких программ было распространено на территории России. В 1938 г была опубликована единая методика и расширенная усовершенствованная программа для наблюдений, которая и послужила первым руководством для добровольных корреспондентов фенологической сети.
В дореволюционной России фенологическими наблюдениями занимались крестьяне и учителя, врачи и гимназисты, энтузиасты и чиновники. Традиция добровольных наблюдений была продолжена в советское время, когда они велись на сотнях пунктов. Количество пунктов наблюдений достигало нескольких тысяч. Почтовые отправления с пометкой «фенологическое» пересылались бесплатно. Тысячи школьников были увлечены наблюдениями за природой родного края. Составлялись и издавались календари природы, сборники статей, на ежегодных конференциях добровольные наблюдатели и специалисты обменивались опытом.
Однако в годы перестройки и реформ это истинно народное движение стало уделом немногих энтузиастов. Отменили бесплатную почтовую пересылку, мизерные доходы не позволяли людям из деревень даже послать письма с материалами наблюдений. Фенологическая сеть стала стремительно редеть. Но и сейчас энтузиасты занимаются организацией фенологических наблюдений. Присылают в центр (Санкт-Петербург и Москва) сообщения примерно из 100 пунктов. Наблюдения продолжают вести в региональных отделениях РГО.