Вплив часткового знеліснення на режим зволоження: кількості опадів та загального вмісту вологи в ґрунті за даними чисельного експерименту LUMIP для території України
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v44i4.264844Ключові слова:
LUMIP, знеліснення, сума опадів, частка опадів, затриманих рослинним покривом, загальний вміст вологи в ґрунтіАнотація
У статті проаналізовано вплив часткового зменшення лісистості на суму опадів, частку опадів, затриманих рослинністю, загального вмісту вологи в ґрунті за умови мінімального антропогенного впливу для території України. Використано дані експерименту Land Use Model Intercomparison Project (LUMIP), який реалізовано за допомогою глобальних кліматичних моделей (ГКМ). Метою експерименту LUMIP було виявлення закономірностей зміни кліматичних характеристик унаслідок глобального поступового зменшення лісового покриву приблизно на 1 % щорічно та його заміною на пасовища або траву у період з 1850 по 1899 р., що визначено як умовно доіндустріальний період, а також встановлення відсутності суттєвих змін у лісовому покриві для наступного проміжку 1900—1929 рр. Вплив часткового зменшення лісового покриву визначено за методикою знаходження аномалій порівняно з першим двадцятиріччям (1850—1869) і використанням 5-річних ковзних середніх для згладження міжрічної мінливості. Знайдено лінійну залежність між ковзними аномалій визначеного показника та відсотка лісового покриву.
Чіткого зв’язку між глобальним зменшенням лісистості та місячною сумою опадів для помірних широт на території України не встановлено. Проте виявлено, що поступове знеліснення зменшує частку опадів, затриманих рослинністю як у холодний, так і в теплий сезон з трендом до –2,6....–1,5 %/10 років у середньому по широтних зонах у тих вузлах сітки ГКМ, де зменшився лісовий покрив. При цьому зниження частки затриманих опадів становило до –14,5 % у вузлі сітки як різниця між 50-річним періодом часткового знеліснення і наступним 30-річним періодом сталого лісового покриву. Зменшення затримки рослинністю опадів унаслідок часткового знеліснення призводить до потрапляння більшої частки опадів на підстильну поверхню, що спричиняє зростання вологовмісту ґрунту з трендом 0,1—4,9 %/10 років залежно від місяця року і ГКМ з найбільшими змінами протягом літнього та осіннього сезонів.
Отже, виявлено і кількісно оцінено зменшення частки затриманих рослинністю опадів через часткове зменшення лісового покриву, яке за більшістю оцінок моделей сприяло зростанню загального вмісту вологи у ґрунті, що, вочевидь, впливатиме на вологісний режим території, може зумовлювати зміни гідрологічного режиму й сприяти зростанню повторюваності паводків та інших пов’язаних між собою небезпечних і стихійних гідрометеорологічних явищ в Україні.
Посилання
Balabukh, V., Malytska, L., & Lavrynenko, O. (2018). Dynamics of average annual indicators of air temperature and precipitation in certain soil-climatic zones of Ukraine. In Adaptation of agricultural technologies to climate change: soil and agrochemical aspects (pp. 14—44). Kharkiv: Stylna typohrafiia (in Ukrainian).
Gorbachova, L.O. (2014). Spatial links distribution between water balance elements of the Ukraine river catchments. Ukrainian Geographical Journal, (2), 17—21. https://doi.org/10.15407/ugz2014.02.017 (in Ukrainian).
Grebin, V.V. (2010). Modern streamflow regime of rivers in Ukraine (landscape-hydrology analysis) Kyiv: Nika-Centre, 316 p. (in Ukrainian).
Dmytrenko, V.P., Odnolyetok, L.P., Kryvoshein, О.O., Krukivska, A.V. (2017). Development of the methodology of estimating of agricultural crop yield potential with consideration of climate and agrophytotechnology impact. Ukrainian Hydrometeorological Journal, (20), 52—60 (in Ukrainian).
Zatula, V.I., & Zatula, N.I. (2020). Aridization of the climate and its impact on agriculture. Materials of the 3rd International Scientific and Practical Conference «The impact of climate change on spatial development of Earth’s territories: implications and solutions», Kherson, 11—12 July 2020 (pp. 121—123) (in Ukrainian).
Karamushka, V., & Boychenko, S. (2019) Klimatychni vyklyky i stratehichne planuvannia rozvytku terytorii i hromad v Ukraini. Materials of International scientific-practical conference «Laudato Si: Environmental contribution to sustainable development of society», Kyiv, 10—11 December 2019 (pp. 11—29) (in Ukrainian).
Stepanenko, S.M. & Polevoy, A.M. (Eds.). (2018). Climatic risks of functioning of branches of the economy of Ukraine in the conditions of climate change: monograph. Odessa: TES, 548 p. (in Ukrainian).
Lipinskyy, V., Dyachuk, V., & Babichenko, V. (Eds.). (2003). Climate of Ukraine. Kyiv: Rayevskyy Publishing, 343 p. (in Ukrainian).
Krakovska, S.V., Palamarchuk, L.V., Gnatiuk, N.V., Shpyta, Т.M. & Shedemenko, I.P. (2017). Changes in precipi-tation distribution in Ukraine for the 21st century based on data of regional climate model ensemble. Geoinformatika, (4), 62—74 (in Ukrainian).
Krukivska, A.V. (2014). The features of spatial distribution and seasonal dynamics of productive soil mois-ture on the territory of Ukraine. Physical Geography and Geomorphology, (3), 132—142 (in Ukrainian).
Kulyk, M.M., & Kyrylenko, O.V. (2019). The state and prospects of hydroenergy of Ukraine. Tekhnichna Elektrodynamika, (4), 56—64. https://doi.org/10.15407/techned2019.04.056 (in Uk¬rainian).
Oliinyk, V.S., Rak, Yu.A. (2018). Water regulating role of the forest cover of the Gorgany watersheds. Proceed-ings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine, (16), 17—23. https://doi.org/10.15421/411802 (in Ukrainian).
Olijnyk, V.S., & Tkachuk, O.M. (2014). The Water-Regulating Role of the «Plantation-Soil» System in the Pre-Carpathian Forests. Scientific Bulletin of UNFU, (24), 9—14 (in Ukrainian).
Palamarchuk, L.V., Shpyg, V.M., Huda, K.V. (2014) Conditions of formation of strong cold season precipitation in the plains territory of Ukraine. Physical geography and geomorphology, (2), 110—120 (in Ukrainian).
Pysarenko, L.A., & Krakovska, S.V. (2020). Main directions in modern research of interaction between climate and land use/land cover changes. Ukrainian Hydrometeorological Journal, (25), 38—52. https://doi.org/10.31481/uhmj.25.2020.04 (in Ukrainian).
Pysarenko, L.A., & Krakovska, S.V. (2021a). Impact of deforestation on radiative and thermal regimes of the territory of Ukraine on the base of global climate models data. Geofizicheskiy Zhurnal, 43(3), 135—160. https://doi.org/10. 24028/gzh.v43i3.236385 (in Ukrainian).
Pysarenko, L.A., & Krakovska, S.V. (2021b). Impact of deforestation on moisture evaporation from soil and canopy for the territory of Ukraine based on data of numerical experiment LUMIP. Geofizicheskiy Zhurnal, 43(6), 221—247. https://doi.org/10.24028/gzh.v43i6.251564 (in Ukrainian).
Announcement about a draft of the Strategic Plan for State Forest Management of Ukraine until 2035. Re-trieved from https://mepr.gov.ua/news/36108.html (in Ukrainian).
Pol’ovyi, А.M. (2012). Agricultural Meteorology. Odessa: TES, 623 p. (in Ukrainian).
Pol’ovyy, A.M., & Bozhko, L.Yu. (2015). Influence of climatic changes on mode of moistening of vegetation pe-riod in Ukraine. Ukrainian Hydrometeorological Journal, (16), 128—140. https://doi.org/10.31481/uhmj.16.2015.17 (in Ukrainian).
Rakhmanov, V.V. (1984). Hydroclimatic role of forests. Moscow: Lesnaya promyshlennost, 240 p. (in Russian).
The Strategy for Adaptation to Climate Change in Agriculture, Forestry, Fisheries and Hunting of Ukraine un-til 2030. (2019). Retrieved from https://www.uahhg.org.ua/wp-content/uploads/2019/08/Стратегія-адаптації-до-зміни-клімату-сільського-лісового-та-рибного-господарств-України-до-2030-року_29.05.19.pdf (in Ukrainian).
Khilchevskyi, V.K. (2020). Global water resources: challenges of the 21st century. Visnyk Kyivskogo nacional-nogo universytetu imeni Tarasa Shevchenka, Geografiya, (1/2), 6—16. https://doi.org/10.17721/1728-2721.2020.76-77.1 (in Ukrainian).
Khokhlov, V.M., & Yermolenko, N.S. (2015). Future climate change and it`s impact on precipitation and tem-perature in Ukraine. Ukrainian Hydrometeorological Journal, (16), 76—82. https://doi.org/10.31481/uhmj.16.2015.10 (in Ukrainian).
Shvidenko, A.Z., Buksha, I.F., & Krakovska, S.V. (2018). Vulnerability of Ukraine’s forests to climate change. Kyiv: Nika-Centre, 184 p. (in Ukrainian).
Shevchenko, O.G., Snizhko, S.I., & Oliynyk, R.V. (2018) Climate change impact on the economy. Hydrology, hy-drochemistry and hydroecology, (4), 102—111 (in Ukrainian).
Brovkin, V., Boysen, L., Pongratz, J., Vuichard, N., Peylin, P., & Lawrence, D. (2020). Model intercomparison of idealized global deforestation experiments. EGU General Assembly, Online, 4—8 May 2020. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu2020-10295.
Bonan, G.B. (2008). Forests and Climate Change: Forcings, Feedbacks, and the Climate Benefits of Forests. Science, 320, 1444—1449. https://doi.org/10.1126/science.1155121.
Bonan, G.B., Pollard, D., & Thompson, S.L. (1992). Effects of boreal forest vegetation on global climate. Nature, 359, 716—718. https://doi.org/10.1038/359716a0https://doi.org/10.1038/ 359716a0.
Boysen, L., Brovkin, V., & Pongratz, J. (2018). Climatic effects of idealized deforestation experiments in Earth System Models. Geophysical Research Abstracts, 20. Retrieved from https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2018/EGU2018-12079.pdf.
Boysen, L., Brovkin, V., Pongratz, J., Lawrence, D., Lawrence, P., Vuichard, N., Peylin, Ph., Liddicoat, S., Haji-ma, T., Zhang, Y., Rocher, M., Delire, Ch., Séférian, R., Arora, V.K., Nieradzik, L., Anthoni, P., Thiery, W., Laguë, M., Lawrence, D., & Lo, M.-H. (2020). Global climate response to idealized deforestation in CMIP6 models. Biogeosciences, 17, 5615—5638. https://doi.org/10.5194/bg-17-5615-2020.
CMIP Phase 6 (CMIP6). (2022). Retrieved from https://www.wcrp-climate.org/wgcm-cmip/wgcm-cmip6.
Lawrence, D.M., Hurtt, G.C., Arneth, A., Brov¬kin, V., Calvin, K.V., Jones, A.D., Jones, C.D., Lawrence, P.J., de Noblet-Ducoudré, N., Pongratz, J., Seneviratne, S.I., & Shevliakova, E. (2016). The Land Use Model Intercomparison Project (LUMIP) contribution to CMIP6: rationale and experimental design. Geoscientific Model Develop-ment, 9, 2973—2998. https://doi.org/10.5194/gmd-9-2973-2016.
ESGF: WCRP Coupled Model Intercomparison Project. (2022). Retrieved from https://esgf-node.llnl.gov/search/cmip6/.
IPCC: Special Report on Climate Change, Desertification, Land Degradation, Sustainable Land Management, Food Security, and Greenhouse gas fluxes in Terrestrial Ecosystems. (2019). Retrieved from https://www.ipcc.ch/srccl/.
Groisman, P.Ya., & Ivanov, S.V. (2009). Regional aspects of climate-terrestrial-hydrologic interactions in non-boreal Eastern Europe. Springer, 376 p.
Huang, B., Hu, X., Fuglstad, G.-A., Zhou, X., Zhao, W., & Cherubini, F. (2020). Predominant regional biophysical cooling from recent land cover changes in Europe. Nature Communications, 11. https://doi.org/10.1038/s41467-020-14890-0.
Osypov, V., Speka, O., Chyhareva, A., Osadcha, N., Krakovska, S., & Osadchyi, V. (2021). Water resources of the Desna river basin under future climate. Journal of Water and Climate Change, 12(7), 3355—3372. https://doi.org/10.2166/wcc.2021.034.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
