Фенология

Фенология - система знаний о сезонных явлениях природы, о сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. В зависимости от объекта исследования различают фенологию неживой природы (метеорологические и гидрологические сезонные явления), фенологию растений (фитофенологию) и фенологию животных (зоофенологию). Раздел фенологии, изучающий общие фенолого-географические закономерности природы, получил название общей фенологии.

Фактическую основу фенологических знаний образуют фенологические наблюдения, дающие сведения о сроках (календарных датах) наступления конкретных сезонных явлений.
 
История развития фенологии как науки
 
Истоки фенологических знаний уходят к заре человеческой культуры. Как только человек обрел способность отмечать явления окружающей его природы, он стал собирателем фенологических наблюдений.
 
Памятью многих поколений фиксировались объективно существующие связи между сроками наступления сезонных явлений, и именно в этих связях можно было находить ответы на вопросы о лучших сроках полевых работ.
 
Многократно замечая, что хорошие урожаи достигаются в случаях, когда основные полевые работы (пахота, сев и др.) проводятся в сроки, совпадающие с наступлением определенных сезонных явлений, можно было использовать эти явления в качестве указателей наступления лучших сроков полевых работ. И такими указателями широко пользовались, прочно включая их в неписаный кодекс земледельца. Например, начало сева яровой пшеницы совпадает с началом зеленения трав, озимой – с началом пожелтения листьев: «Пока у березы лист мал - яровые сей смело, а коли в полную величину вырастет - немедля остановись»; «Сей озимую рожь, когда едва пожелтеют листья на деревьях». Начало цветения осины - лучший срок посадки ранних сортов свеклы и моркови, цветение акации - срок посадки огурцов. «Когда яблоня в полном цвету - начинай сажать картофель».
 
До нас дошло множество подобных указаний, советов, примет, раскрывающих фенологическую основу исторического опыта земледельца, охотника, рыбака, животновода.
 
Позднее с интенсификацией природопользования стала очевидной необходимость в накоплении строго фиксированных наблюдений, подкрепленных фенологическими фактами. От стихийных наблюдений предков, от запоминания требовался переход к фенологическим наблюдениям по определенной системе с обязательными записями их результатов. Переход этот произошел довольно давно, еще в середине XVII века. Он и явился началом развития фенологии как системы знаний о закономерностях сезонного развития природы.
 
Первые научные фенологические наблюдения начались во Франции, Швеции, а затем и многих других странах Европы. Однако наблюдения велись еще разрозненно, с большими перерывами, по разным программам, и поэтому не имели большой научной ценности.
 
В России впервые фенологические наблюдения начали проводиться в начале XVIII в. В 1721 г. Пётр I приказал Меньшикову высылать в Москву из мест, где был заложен Петербург, развернувшиеся листья деревьев и кустарников, «дабы узнать, где раньше начала весна». В 1730 г. в Петербурге вел фенологические наблюдения Крафт, в 1760 г. - Фальк. В конце прошлого и начале текущего столетия стараниями отдельных ученых (А.И.Воейкова, И.А.Здановскогo, В.А.Поггенполя и особенно Д.Н.Кайгородова) была создана небольшая сеть систематически работающих пунктов фенологических наблюдений.
 
Д.Н.Кайгородов вел наблюдения под Петербургом более 50 лет и опубликовал ряд работ по фенологии с обобщением многочисленных данных.
 
Особенно широкое распространение фенологические наблюдения получили в советский период, когда органы краеведения объединили тысячи пунктов наблюдений. Была организована сельскохозяйственная фенологическая служба, ныне объединяемая Гидрометцентром.
 
Задачи фенологии
 
Задачи фенологии теснейшим образом связаны с проблемами рационального использования природных ресурсов и повышения эффективности производств, базирующихся на использовании биологических и климатических ресурсов. В комплексе с другими науками фенология участвует в разработке вопросов природно-экономического районирования, размещения и специализации отраслей хозяйства. Для решения этих вопросов необходимо глубокое знание географической среды, требуется многосторонняя характеристика территории. Последняя, как это, очевидно, не будет полной без сведений о ходе сезонного развития компонентов живой и неживой природы, составляющих географическую среду и характеризующих сезонную динамику ландшафтов. Таким образом, первая из главных задач фенологии - фенологическое освещение территорий, разработка их фенологических характеристик.
 
В отличие от других, хорошо известных характеристик - климатических, геоморфологических, почвенных, геоботанических, зоогеографических и др., описывающих особенности отдельных слагаемых природных комплексов - фенологическая характеристика дает картину сопряженного развития всего этого комплекса в годичном цикле. Ее назначение - дать ответ на множество практических вопросов, касающихся сроков. Это большой комплекс вопросов, связанных с освоением новых земель, с размещением отраслей сельского хозяйства и отдельных сельскохозяйственных культур: вопросы культурно-бытового строительства, санитарно-гигиенического обеспечения, туризма, отдыха трудящихся; вопросы военно-оперативной оценки местности. В бесконечном множестве случаев необходимо знать, как вписывается годовой цикл развития интересующих нас объектов природы в рамки астрономического календаря, и в каких пределах могут меняться сроки их сезонного развития.
 
Центральной и в известном отношении самостоятельной частью фенологической характеристики территории является ее фенологический календарь. Это - фенологическая периодизация - разделение года на качественно различающиеся фенологические периоды - сезоны и подсезоны, каждому из которых свойственно специфическое состояние объектов живой и неживой природы и особое их взаимодействие. Фенологическую периодизацию еще называют естественной, чем подчеркивается ее принципиальное отличие от универсального для всех территорий гражданского календаря. Это отличие выражается в том, что для каждой конкретной территории даются не условные, а реальные сроки перехода природы из одного сезонного состояния в другое.
 
Естественная фенологическая периодизация исходит из того, что каждому времени года (сезону, подсезону) присущ строго определенный специфический набор сезонных явлений. Эта определенность позволяет использовать сезонные явления в качестве индикаторов времен года и строить на этой основе естественный календарь природы конкретных территорий. При этом по срокам наступления феноиндикаторов времен года очень четко и соизмеримо выявляются различия между отдельными природными районами.
 
Система фенологической периодизации как часть комплексной фенологической характеристики территории имеет важное значение в связи с другой важной задачей фенологии, заключающейся в определении и прогнозировании лучших (оптимальных) сроков проведения сезонных работ.
Как известно, все отрасли хозяйства с сезонной цикличностью производства (сельскохозяйственный комплекс, лесное хозяйство, все виды промыслов - рыбный, охотничий и др.) нуждаются в надежных методах оперативного определения лучших сроков сезонных работ. В оптимальном планировании сроков проведения лечебно-профилактических мероприятий нуждается здравоохранение. Поскольку сроки сезонного развития природы изменчивы, оптимальное планирование производственных календарей ставится в зависимость от возможностей своевременного определения и прогнозирования хода сезонного развития природы. Эти возможности заложены в индикационной фенологии - учении о временной сопряженности сезонных явлений. Принципы индикационной фенологии довольно просты. Если путем наблюдений мы устанавливаем, что какая-либо группа сезонных явлений ежегодно наступает практически одновременно - синхронно, мы можем говорить об общности условий, определяющих срок наступления явлений этой группы, а в ряде случаев и о причинно-следственных связях между отдельными явлениями. В данном случае важен не характер связей, а сам факт синхронности. Если он установлен, то, очевидно, что срок наступления одного из явлений синхронной группы может служить индикатором, сигнализирующим о наступлении прочих явлений этой группы. Естественная фенологическая периодизация, о которой говорилось выше, представляет широкие возможности для практического применения этого принципа фенологической сигнализации.
 
Известно, что в отраслях хозяйства с сезонной цикличностью производства каждый вид работ приурочен к строго определенному времени года, точнее - к определенному фенологическому периоду. Поэтому сезонные явления, служащие индикаторами естественных фенологических периодов, вместе с тем приобретают значение сигнализаторов наступления времени проведения связанных с тем или иным периодом сезонных работ. Уже известно много сезонных явлений, используемых в качестве указателей лучших сроков проведения работ и мероприятий в сельском хозяйстве, в области защиты растений, в лесном хозяйстве. Однако возможности фенологической индикации на основе синхронности явлений еще далеко не исчерпаны, и поэтому дальнейшие поиски надежных систем фенологической сигнализации остаются одной из важнейших задач фенологии.
 
Место фенологии в системе естественных наук
 
С самого начала своего развития фенология утверждалась как пограничная дисциплина на стыке биологии и географии. В биологическом плане ее интересовали закономерности сезонного развития живых организмов и их сообществ, в географическом - те же закономерности в их связи с физико-географическими условиями, определяемыми широтой, долготой и высотой местности.
 
Какое же место занимает фенология в системе биолого-географических наук?
 
В наиболее общем понимании фенология изучает процессы развития и в этом смысле стоит в одном ряду с другими науками биологического и географического направлений, исследующих проблему развития. Каждая из этих наук изучает отдельные стороны развития, соответственно своим целям и методическим возможностям. Поясним это на примере изучения, скажем, пшеницы. Ее происхождение (развитие в процессе эволюции) и ее место в естественной системе растительного мира изучают филогенетика и систематика. Ее распространение, или процессы формирования (развития) ее ареала, изучает геоботаника. Широкий комплекс наук изучает индивидуальное развитие пшеницы: процессы закладки зародыша и прорастания - эмбриология, процессы обмена веществ, обеспечивающие рост и развитие растения, - физиология, процессы синтеза и накопления органических веществ - биохимия, внутренние механизмы управления индивидуальным развитием - генетика, зависимость индивидуального развития от условий внешней среды - экология.
 
Перечень наук, занимающихся проблемой развития, можно продолжить.
 
В фенологии мера времени становится предметом специального изучения.
 
Для характеристики, например, фазы цветения сирени мало сказать, что эта фаза длится в среднем 14 дней. В фенологическом измерении требуется указать, что эта фаза в определенном пункте развивается в период с 1 по 15 июня. Фенологию интересует время, требуемое для развития того или иного природного объекта, в его точной привязке к календарным датам.
 
Во всех случаях фенология имеет дело с годичными циклами развития.
 
Если это касается растений, то, например, для однолетних берется весь период их формирования - от всходов до отмирания, для многолетних - ежегодно повторяющийся цикл от весеннего пробуждения до перехода в состояние зимнего покоя. В равной мере это относится к животным, среди которых также имеются "однолетние" и долгоживущие. Относится это и к целым природным комплексам - ландшафтам, которые в своем годичном цикле также претерпевают изменения.
 
В фенологии процесс развития описывается датами наступления определенных стадий или фаз, установленных по внешнему их проявлению. На фенологическом языке развитие пшеницы будет описываться датами проявления всходов, начала колошения, цветения и созревания, а зимующей во взрослом состоянии бабочки - датами весеннего пробуждения, начала откладывания яиц, появления гусениц, окукливания и вылета взрослых бабочек. Главное в фенологическом освещении развития природных объектов - точная привязка как развития в целом, так и каждого из его этапов к календарному времени.
 
Сведения о поэтапном календаре развития растений и животных составляют очень важную часть их общей характеристики. Каждый биологический вид отличается присущей ему привязкой развития к календарному времени, закрепленной аппаратом наследственности как исторически выработанное приспособление к чередованиям времен года. Фенология, занимаясь календарем развития биологических видов, исследует, таким образом, одну из присущих всему живому форм их приспособления (адаптации) к среде обитания.
 
Как и всякий наследственно закрепленный признак, календарь развития не только определяется внутренними - генетическими факторами, но и находится в большой зависимости от условий среды, которые, как известно, не являются постоянными. В зависимости от изменений условий существования календарь развития биологических видов может существенно меняться. При этом очень часто влияние среды оказывается доминирующим: внешне оно проявляется в том, что одно и то же сезонное явление наступает по годам в несовпадающие сроки. Распространяется это практически на все сезонные явления.
 
Изменчивость сроков наступления сезонных явлений, ее закономерности составляют главный предмет изучения фенологии. Каждое из интересующих нас сезонных явлений может считаться изученным в фенологическом плане, если известно, в каких пределах варьируют сроки его наступления по годам и чем обусловливается изменчивость этих сроков. Для получения таких сведений требуется, как это понятно, проведение многолетних наблюдений. Поэтому многолетняя повторяемость наблюдений и составляет основу метода фенологии.
 
Сроки наступления сезонных явлений изменчивы не только во времени (по годам в одном пункте), но и в пространстве. Объясняется это различиями в физико-географических условиях, определяемыми географическим местоположением. Чтобы получить ясную картину сезонного развития природы в широком географическом плане или развития какого-либо объекта на всем пространстве его распространения, требуется, как это очевидно, проведение многолетних параллельных наблюдений в большом числе пунктов.
 
Из сказанного следует, что в системе естествознания фенология занимает место науки, изучающей временные параметры сезонного развития природы.
 
Это область знаний (наука) о календарных сроках развития природы в ее годичном цикле и о закономерностях изменчивости этих сроков. Из биологических наук фенология ближе всего примыкает к экологии и в известном смысле может рассматриваться как раздел этой синтезирующей науки. Из наук физико-географического комплекса она теснее всего связана с климатологией и метеорологией.
 
Фенологические наблюдения, обычно специального назначения, ведутся в ряде государственных ведомств и служб. Ими занимаются сеть агрометстанций, сортоиспытательные, опытные и лесные станции, ботанические сады, заповедники, учреждения службы защиты растений, санитарно-эпидемиологические станции и некоторые другие организации. В целом набирается немало учреждений и специалистов, занимающихся накоплением фенологической информации - агрономы, зоотехники, ветврачи, работники лесного хозяйства, зеленого строительства, рыбного и охотничьего промыслов, санитарной службы, а также учителя географии и биологии. Кроме того, общие фенологические наблюдения по определенной программе и методике ведут отдельные любители-фенологи, кружки юннатов на биостанциях и в школах.
 
Работу добровольной фенологической сети объединяют фенологический сектор Всероссийского Географического общества и фенологические комиссии при его филиалах и отделениях.

Печать   Электронная почта