Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 1999 номер 2

Предлагаемый номер "Сибирского экологического журнала" посвящен развитию дендрохронологических исследований в Сибири, их роли в решении экологических проблем, перспективам использования в ряде разделов фундаментальной и прикладной экологии. В основном это работы сотрудников двух специализированных лабораторий дендрохронологии (Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН и Институт экологии растений и животных УрО РАН) и трех групп из других институтов Сибирского отделения, активно работающих в данной области.
Работы, естественно, не представляют весь спектр дендрохронологических методов, но дают представление о потенциале дендрохронологии в лесной экологии для осуществления исторического мониторинга среды, выясняют факторы, определяющие изменчивость роста деревьев в разных географических зонах и экологических условиях, пространственно-временных реконструкциях климата, гидрологического режима территории, влияния катастрофических факторов на состояние и динамику лесных экосистем. Особо отметим усилия сибирских дендро-хронологов в создании сверхдлительных древесно-кольцевых хронологий (на несколько тысячелетий), которые позволяют с высоким временным разрешением проводить реконструкцию климатических условий и сопоставлять эти изменения с другими косвенными источниками изменений климата. Для территории Сибири, где нет длительных наблюдений за динамикой среды и параметрами экологических систем, получение такой информации представляет первоочередный интерес.
Необходимо отметить и такой важный аспект дендрохронологических исследований в Сибири, как вклад в изучение глобальных изменений на планете. Широкое распространение древесной растительности, возможность получить длительные ряды изменений скорости роста деревьев, чувствительность деревьев бореальной зоны к изменению климата и среды обитания обеспечивают дендрохронологии в Сибири большие перспективы в анализе глобальных и региональных изменений климата и среды.
Редколлегия надеется, что предлагаемый номер журнала будет интересен не только специалистам в области лесной экологии, но и географам, климатологам, специалистам в области экологического мониторинга и др.

Рассмотрена роль дендрохронологической информации в разработке глобальных и региональных экологических проблем. Особое внимание уделено реконструкции климатических и гидрологических факторов в прошлом, изучению повторяемости и интенсивности катастрофических климатических явлений, построению длительных древесно-кольцевых хронологий. Обсуждаются перспективы дендрохронологических исследований в мультидисциплинарном проекте Северо-Азиатского трансекта PEP-II Международной геосферно-биосферной программы и создания геоинформационной системы (ГИС) дендроклиматической информации.

Развивается новое направление в дендрохронологии – репрохронология, включающая изучение циклических колебаний репродуктивной активности деревьев и ее взаимосвязь с ростом. Описывается ретроспективный метод поиска следов от опавших шишек (и их отличие от следов вегетативных органов) на коре и поперечных спилах оснований мутовок плодоносящих ветвей Pinus sibirica Du Tour и Pinus koraiensis Sieb. et Zucc. Метод пригоден для изучения динамики семеношения, в первую очередь у орехоплодных сосен, и связи ее с ростом побегов и деревьев, определения величины закладки и потерь урожаев за длительные промежутки времени (до 100 лет и более). Развитие предлагаемого направления перспективно как для изучения динамики урожаев, так и для оценки их влияния на размеры и структуру годичных колец.

На основе ретроспективных методов реконструкции половой репродукции и роста побегов и деревьев кедра сибирского проведено сравнение их динамики. Показано, что репродуктивные хронологии, особенно у ветвей второго порядка, более чувствительны к воздействию внешних факторов, чем ростовые. Различаются они также по коэффициенту детерминации и автокорреляционной функции первого порядка. Найдены различия в структуре цикличности и тренда хронологических изменений ростовых и репродуктивных процессов.

Рассмотрены данные по динамике радиального прироста лиственницы сибирской и сосны обыкновенной, произрастающих в горно-лесном поясе хребтов Северной Монголии. Показана связь радиального прироста деревьев со средними показателями температуры воздуха и количеством осадков за отдельные месяцы (с сентября предыдущего по август текущего года). Приведен долгосрочный прогноз динамики радиального прироста сосны обыкновенной и дана его климатическая интерпретация. Статья рассчитана на экологов, ботаников, климатологов, лесоведов, географов.

Исследовано влияние различных элементов гидрологического режима и температуры воздуха на радиальный прирост некоторых видов деревьев пойменных и вне пойменных местообитаний нижней Оби в двух природных пойменных районах. Рассмотрены связи между температурой воздуха, воды и водностью Оби, обусловливающие мезоклимат. Показан характер связей прироста деревьев с гидрологическими и температурными факторами на различных местообитаниях и различия этих связей между районами исследования. Полученные древесно-кольцевые хронологии хорошо отражают динамику гидрологического режима Оби.

Для пяти участков, расположенных в верхнем поясе горных лесов Горного Алтая (выше 2000 м над ур. м.), получены длительные (до 437 лет) древесно-кольцевые хронологии по лиственнице сибирской. Анализ статистических характеристик обобщенных и генерализированных хронологий показал, что изменчивость прироста содержит сильный климатический сигнал. В стандартных хронологиях после фильтрации возрастных изменений сохраняется региональная компонента длительных колебаний условий роста, "остаточные" хронологии содержат значительную короткопериодическую составляющую климатических изменений. Для усиления региональной составляющей необходимо заложить в верхнем поясе гор Горного Алтая более густую сеть дендро-климатических станций.

На основе наблюдений за динамикой формирования и роста годичного кольца в осях побегов кедра сибирского с сохранившимися и естественно декапитированными макростробилами и созревающими шишками проведен сравнительный анализ динамики формирования и роста годичного кольца и его отдельных составляющих (заболонь, ранняя и поздняя древесина). Отмечена неоднозначность изменений в величине и активности деятельности камбия, а также хода ксилогенеза под влиянием разных репродуктивных структур: развитие стробилов увеличивает размер заболони и первичной древесины в оси побега за счет активизации деления и дифференциации в ксилемные камбиальных клеток. Формирование семени тормозит рост ксилемы в основном из-за снижения дифференциальной активности клеток камбия.

В нескольких важных районах циркумполярной области Северного полушария ведущие дендрохронологические лаборатории мира начали работы по созданию сверх-длительных (несколько тысячелетий) древесно-кольцевых хронологий для реконструкции динамики температуры в период голоцена. Восток Таймыра (бассейны рек Котуй, Хета, Новая, Маймеча) является одним из таких ключевых районов. Растущие ныне старо-возрастные деревья, хорошо сохранившиеся остатки древесины на поверхности земли и в аллювиальных отложениях малых северных рек дают обильный дендрохронологический материал для построения длительных шкал. Приведена методика построения почти 2-тысячелетней древесно-кольцевой хронологии, основанной на сборах древесины лиственницы. Оценены основные статистические характеристики изменчивости роста на разных возрастных и календарных этапах, выделены периоды усиления и депрессии роста, связанные с изменением условий среды. Рассмотрены методические особенности стандартизации индивидуальных серий ширины годичных колец, позволяющих выявлять вековые и внутривековые циклы, проведен анализ циклических составляющих изменчивости прироста с использованием методов преобразования Фурье. Рассмотрено, как выделенные по Таймырской хронологии длительные периоды потеплений и похолоданий соотносятся с данными по другим районам Субарктики Северного полушария.

В Эвенкии (зона северной тайги Средней Сибири) высокие летние температуры увеличивают горимость лиственничных лесов. Получена региональная древесно-кольцевая хронология, изменчивость индексов ширины годичных колец которой зависит от колебаний летней (преимущественно июньской) температуры. Выявлена значимая положительная связь между изменениями летней температуры, изменчивостью прироста деревьев и числом пожаров, что позволяет использовать древесно-кольцевую хронологию для ретроспективной оценки горимости лесов. По хронологии дат пожарных поранений найдено, что средний меж-пожарный интервал в лиственничниках района р. Нижней Тунгуски составляет 82 года. Оценены территория, ежегодно повреждаемая лесными пожарами, и возможные пределы ее варьирования в годы с различной температурой июня и июля.

Возможность количественной погодичной реконструкции термических условий летних месяцев на севере Западной Сибири от Полярного Урала (64 – 68° с. ш., 64 – 68° в. д.) до р. Енисей (66 – 70° с. ш., 86 – 89° в. д.) обусловлена тесной и достаточно стабильной связью между динамикой радиального прироста хвойных древесных растений, в частности лиственницы сибирской и ели сибирской, и соответствующими климатическими факторами. Процент изменчивости в динамике годичного прироста в этом экстремальном для роста деревьев районе, который обусловлен динамикой средних месячных температур воздуха июня и июля, достигает 50 %. Осуществлена пространственная погодичная реконструкция летних температур воздуха (июнь – июль) на основе соответствующих реконструкций по 11 метеостанциям. Анализ реконструированных температур воздуха показал значительные их изменения за последние 300 лет. Наиболее сильное похолодание наблюдалось в XIX в., а потепление – в XVIII и XX вв.

Наличие большого количества полуископаемой древесины в голоценовых аллювиальных отложениях на юге п-ова Ямал позволило построить самую длинную древесно-кольцевую хронологию для субарктических районов. На основе этой хронологии проведена реконструкция летних температур за последние 3248 лет. При ее анализе выявлены распределение во времени кратковременных и длительных температурных аномалий, динамика изменчивости летних температур, частота экстремально холодных летних сезонов. Предложен подход для оценки длительных трендов летних температур. Сравнение климатических характеристик последних десятилетий с их предыдущими значениями показало относительно высокую амплитуду повышения температуры начиная с 1820-х гг., снижение изменчивости летних температур и сокращение лет с экстремально холодными летними сезонами.

Изложены основы денситометрии годичных колец древесных растений. Представлена последовательность работы с древесными образцами с целью получения данных по плотности годичных колец деревьев. Для лиственницы Гмелина (Larix gmelinii (Rapr), Rapr), произрастающей на севере Красноярского края (70° 16' c. ш., 103° 31' в. д.) получены 7 хронологий различных характеристик профиля плотности годичных колец для периода с 1890 по 1990 г. Проанализирована связь этих хронологий между собой и с климатическими условиями роста деревьев. Показано, что, несмотря на тесную связь параметров годичного кольца друг с другом, характеристики плотности несут дополнительную к содержащейся в изменчивости ширины годичных колец информацию об условиях внешней среды. Использование климатических переменных, наиболее полно характеризующих сезон роста (например, суммарной температуры июня – июля), позволяет получить более высокую связь параметров годичного кольца с климатическими условиями сезона роста деревьев.