Колебания роста лиственницы в редколесье северной тайги и в самом северном лесном острове «Ары-Мас»

Автор: Ловелиус Николай Владимирович, Ретеюм Алексей Юрьевич

Журнал: Общество. Среда. Развитие (Terra Humana) @terra-humana

Статья в выпуске: 1 (18), 2011 года.

Бесплатный доступ

Выполнен анализ прироста лиственницы на самом северном в мире острове леса на Восточном Таймыре, раскрыта особенность внутривековых колебаний ее прироста в 11-летнем цикле солнечной активности. Показана высокая зависимость изменений прироста лиственницы в эпохи максимального и минимального удаления Солнца от барицентра.

Внутривековые колебания, дендрограмма, лиственница, наложенные эпохи, прирост годичных колец, репер, солнечная активность

Короткий адрес: https://sciup.org/14042574

IDR: 14042574

Текст научной статьи Колебания роста лиственницы в редколесье северной тайги и в самом северном лесном острове «Ары-Мас»

Рост деревьев относится к числу сложных биологических процессов, регулируемых многочисленными факторами окружающей среды локального, регионального и глобального масштаба. Их выявлению в различных природных зонах посвящена обширная литература, но накопленных сведений еще недостаточно для получения признанных всеми результатов. Древесные растения наиболее чутко реагируют на изменения условий среды на пределах распространения и других пессимальных условиях произрастания. Такое положение дает основание провести исследование на деревьях лиственницы, произрастающей

в самом северном в мире острове лиственницы на Восточном Таймыре, в бассейне р. Новой (72° 30′ с.ш.), и в редколесье северной тайги в районе с. Хатанги. Этому острову леса и сопредельным территориям посвящена обширная литература [1–15], в т.ч. и по дендро-экологическим исследованиям.

Для получения сведений по приросту лиственницы были использованы керны из модельных деревьев, произрастающих в редколесье на 2-й террасе. Керны брали буравом Пресстлера над корневой шейкой стола, чтобы получить серии годичных колец возможно большей продолжительности* (см. табл. 1 и рис. 1).

Серия годичных колец лиственницы Гмелина на «Ары-Масе» (мм), пр. пл. 1 – 2009 г. (1766–2008 гг.)

Годы	1760	1770	1780	1790	1800	1810	1820	1830	1840	1850	1860	1870	1880
0		0,185	0,253	0,363	0,400	0,575	0,341	0,216	0,176	0,213	0,431	0,546	0,453
1		0,220	0,190	0,323	0,437	0,600	0,320	0,184	0,213	0,256	0,448	0,583	0,547
2		0,235	0,230	0,445	0,447	0,482	0,379	0,179	0,229	0,262	0,609	0,462	0,573
3		0,130	0,458	0,457	0,485	0,498	0,250	0,149	0,134	0,195	0,573	0,398	0,569
4		0,237	0,467	0,532	0,423	0,457	0,250	0,146	0,193	0,221	0,578	0,493	0,512
5		0,267	0,455	0,470	0,362	0,298	0,350	0,133	0,180	0,298	0,650	0,370	0,493
6	0,140	0,210	0,388	0,453	0,480	0,327	0,369	0,133	0,276	0,370	0,616	0,359	0,428
7	0,100	0,147	0,390	0,405	0,437	0,397	0,243	0,163	0,261	0,332	0,628	0,393	0,492
8	0,150	0,160	0,265	0,388	0,503	0,330	0,234	0,184	0,211	0,437	0,633	0,440	0,415
9	0,105	0,253	0,382	0,400	0,512	0,345	0,217	0,150	0,201	0,359	0,500	0,474	0,424

Годы	1890	1900	1910	1920	1930	1940	1950	1960	1970	1980	1990	2000
0	0,411	0,439	0,406	0,494	0,673	0,565	0,610	0,443	0,350	0,264	0,210	0,157
1	0,361	0,455	0,328	0,465	0,566	0,553	0,558	0,433	0,331	0,252	0,250	0,183
2	0,401	0,466	0,335	0,529	0,520	0,628	0,567	0,432	0,286	0,238	0,281	0,249
3	0,370	0,387	0,248	0,505	0,508	0,644	0,507	0,393	0,261	0,224	0,250	0,245
4	0,452	0,422	0,232	0,525	0,515	0,650	0,512	0,350	0,252	0,287	0,260	0,244
5	0,403	0,419	0,239	0,598	0,461	0,640	0,470	0,373	0,234	0,284	0,245	0,250
6	0,483	0,398	0,346	0,590	0,457	0,636	0,459	0,358	0,213	0,309	0,239	0,194
7	0,368	0,347	0,345	0,591	0,523	0,668	0,492	0,376	0,244	0,299	0,223	0,151
8	0,476	0,263	0,433	0,570	0,497	0,580	0,474	0,373	0,230	0,290	0,201	0,122
9	0,489	0,296	0,436	0,562	0,518	0,639	0,470	0,386	0,259	0,274	0,154

Рис. 1. Дендрограмма прироста годичных колец лиственницы Гмелина на пр. пл. 1 – 2008 г.

Cреда обитания

Terra Humana

Рис. 2. Десятилетние суммы прироста годичных колец лиственницы на плакорном участке «Ары-Маса» (пр. пл. 1 – 2008 г.) 1766–2008 гг.

Рис.3. Дендрограммы прироста лиственницы (мм) в редколесьях в районе с. Хатанга (Х) и на Ары-Масе (А) Коэф. корреляции 0,657.

Рис. 4. Прирост лиственницы на «Ары-Масе» (пр,пл, 1- 2008) в эпохи четных (ч,м) и нечетных (н,ч) минимумов солнечной активности в 11-летнемцикле, Коэфф. корреляции –0,82.

Cреда обитания

Диапазон колебаний прироста годичных колец от года к году исключительно велик (от 0,1 до 0,67 мм), а по средним для десятилетий 1830-х – 1940-х гг. они составляют 0,16 и 0,62 соответственно. На рис. 1 по максимальным значениям прироста отчетливо прослеживаются парные ритмы 1794–1811, 1865–1882, 1930–1947 гг., которые при средних по десятилетиям нивелируются (рис. 2).

Такая генерализация позволяет выделить периоды наиболее значительных многолетних колебаний прироста деревьев, обусловленных региональными и глобальными изменениями факторов природной среды. В этом можно убедиться при сравнении прироста лиственницы в редколесьях Ары-Маса и северной тайги из района села Хатанга (рис. 3). Нами было установлено ранее, что самым суровым на Таймыре и в горах Путорана за последние 300 лет был период в первой половине XIX в. [10]. В это время произошла гибель леса на верхней границе леса на плато Путорана. Синхронное улучшение в росте деревьев после 1910-х гг. продолжалось до 1940-х гг., по времени оно совпадает с периодом «потепления Арктики», который окон- чился, как показывают деревья в первой половине XX в.

На фоне 60–80 летних ритмов происходят колебания меньшей продолжительности и есть основание предположить, что они могут иметь причинную обусловленность глобального масштаба. Для проверки этой гипотезы в качестве реперов были использованы даты максимумов и минимумов 11-летних циклов солнечной активности. Анализ прироста лиственницы методом наложенных эпох относительно минимумов и максимумов солнечной активности показал, что оптимальными являются результаты, когда они представлены для четных и нечетных минимумов и максимумов (рис. 4, 5). Как следует из рис. 4, в эпохи четных минимумов наблюдается увеличение прироста лиственницы с максимумом его в 1-й год после прохождения минимума, а минимальный прирост имеет зеркальный ход, но с минимумом во второй год.

Следует отметить исключительно высокий коэффициент корреляции в ходе двух противоположных направлений прироста. На рис. 5 также прослеживается противофаза в распределении прироста лиственницы в годы противоположных

Terra Humana

Рис. 5. Прирост лиственницы на «Ары-Масе» (пр, пл, 1 – 2008) в эпохи четных (ч,м) и нечетных (н,ч) максимумов солнечной активности в 11-летнем цикле. Коэф, корреляции –0,63.

аномалий максимумов солнечной активности. Лучшим образом прослеживается снижение прироста в эпохи нечетных максимумов с минимальным приростом за год до четного максимума, а максимальный прирост приходится на 3-й год до четного максимума. Разнонаправленность процесса наилучшим образом подчеркивается линейными трендами. Следовательно, мы имеем возможность показать, что смена знака магнитного поля на Солнце приводит к формированию условий для проявления двойного 11-летнего или 22-летнего цикла (цикла Хойла) в приросте лиственницы на «Ары-Масе».

Этот результат подтверждает наличие двойного солнечного цикла (Хойла) в приросте лиственницы на самом северном в мире пределе ее распространения. Результат обработки данных по приросту лиственницы методом наложенных эпох не исключает колебания, обусловленные ритмами меньшей продолжительности.

Авторы благодарны кандидатам наук С.Б. Пальчикову и Д.Е. Румянцеву за предоставление возможности провести измерения в их Лаборатории дендрохронологии ООО «Здоровый лес» и за консультации при использовании новой измерительной техники.

Список литературы Колебания роста лиственницы в редколесье северной тайги и в самом северном лесном острове «Ары-Мас»

Кнорре А.В., Игнатенко И.В., Ловелиус Н,В, Норин Б.Н. Запасы фитомассы в типичных растительных сообществах лесного массива Ары-Мас//Экология. -Свердловск, 1973, № 3. -С. 36-43.
Ловелиус Н.В. Дендроиндикация изменений природных условий в Субарктике и горах Сибири/Палеогеография Средней Сибири. -Красноярск, 1987. -С. 71-92.
Ловелиус Н.В. Колебания прироста годичных колец хвойных на верхней границе леса в горных районах СССР/Дис.... канд. географ. наук. -Л., 1970. -124 с.
Ловелиус Н.В. Колебания прироста древесных растений в 11-летнем цикле солнечной активности//Ботан. журн. Т. 57. -1972, № 1. -С. 64-68.
Ловелиус Н.В. Направление ветра и прирост деревьев//Изв. ВГО. Т. 105. -1973, вып. 4. -С. 365-367.
Ловелиус Н.В. Норин Б.Н., Кнорре А.В. Ритмические колебания прироста стволовой древесины лиственницы на полярном пределе (Ары-Мас, Таймыр)/Ритмичность природных явлений. -Л., 1971. -С. 87-89.
Ловелиус Н.В. О дендрохронологических исследованиях в горах Путорана/Доклады высокогорн. комис. ВГО. -Л., 1970, вып. 16. -С.52-57.
Ловелиус Н.В. О теплообеспеченности гор Путорана по дендрохронологическим данным/XXI Герценовские чтения. География и геология. Краткое содержание докладов. -Л., 1969. -С. 50-52.
Ловелиус Н.В. Оценка динамики сезонного прироста лиственницы даурской в лесном массиве Ары-Мас (Таймыр, 72 30' с.с.)//Ботан. журн. Т. 60. -1975, № 10. -С. 1476-1479.
Ловелиус Н.В. Проявление экстремумов 11-и 22-летнего циклов активности Солнца в приросте древесных растений и природных процессах/Современные проблемы солнечной цикличности. Конф., посвященная памяти М.Н. Гневышева и А.И. Оля. Главная астрономическая обсерватория. 26-30 мая 1997. Тезисы докладов. -СПб., 1997. -С. 55-56.
Ловелиус Н,В, Снежный покров и мерзлота/Ары-Мас: Природные условия, флора и растительность самого северного в мире лесного массива. -Л., 1978. -С. 21-30.
Ловелиус Н.В. Теплообеспеченность гор Путорана и ледовитость Балтики//Изв. ВГО. Т. 102. -1970, вып. 1. -С. 63-65.
Тюлина Л.Н. Древесная растительность Хатангского района у ее Северного предела//Тр. Арктического института. -1937, т. 46.
Jacoby G.C., Lovelius N.V., Shumilov O.I., Raspopov O.M., Karbainov J.M., Frank D.C. Long-Term Temperature Trends and Tree Growth in the Taymir Region of Northern Siberia//Quaternary Research. -2000, 53. -P. 312-318. -Интернет-ресурс. Режим доступа: http://www.idealibrary.com
Lovelius N.V. Dendroindication of natural processes and antropogenic influences. -St.-Petersburg: «World and Family», 1997. -320 p.
Ловелиус Н,В, Снежный покров и мерзлота/Ары-Мас: Природные условия, флора и растительность самого северного в мире лесного массива. -Л., 1978. -С. 21-30.
Ловелиус Н.В. Теплообеспеченность гор Путорана и ледовитость Балтики//Изв. ВГО. Т. 102. -1970, вып. 1. -С. 63-65.
Тюлина Л.Н. Древесная растительность Хатангского района у ее Северного предела//Тр. Арктического института. -1937, т. 46.
Jacoby G.C., Lovelius N.V., Shumilov O.I., Raspopov O.M., Karbainov J.M., Frank D.C. Long-Term Temperature Trends and Tree Growth in the Taymir Region of Northern Siberia//Quaternary Research. -2000, 53. -P. 312-318. -Интернет-ресурс. Режим доступа: http://www.idealibrary.com
Lovelius N.V. Dendroindication of natural processes and antropogenic influences. -St.-Petersburg: «World and Family», 1997. -320 p.

Еще

Статья научная