В Институте географии выясняли, от каких факторов зависит прирост древесины на территории Европейской России

У деревьев, растущих в условиях, близких к экстремальным, радиальный прирост древесины зависит от колебаний климата: в высоких широтах ширина годичных колец, как правило, коррелирует с летней температурой, в засушливых районах – с количеством осадков. В рамках проекта РНФ 14-1700645 мы выясняли, от каких факторов зависит прирост древесины на территории Европейской России и можно ли использовать ширину и плотность колец для палеоклиматических реконструкций.

Анализ показал, что прирост деревьев в центральной и южной части ЕТР в значительной степени зависит от сочетания тепла и увлажнения, которое характеризуется индексами засушливости (например, PDSI, SPI, SPEI). Чувствительность ширины годичных колец к этому параметру усиливается в направлении на юг и юго-восток, по мере роста засушливости и континентальности климата. Наиболее чувствительные к засушливости деревья (сосны) были обнаружены в Воронежской области и в Поволжье.

При помощи нелинейных методов статистического анализа мы объединили локальные древесно-кольцевые хронологии в три региональные кривые и проанализировали их связи с метеорологическими данными для периода 1901-2012 гг. Оказалось, что прирост хвойных в центральной части ЕТР (нечерноземная зона) наиболее устойчиво зависит от увлажненности в мае и июне. Для Центрально-Черноземного района и Поволжья уменьшение прироста колец, как правило, связано сочетанием длительной летней засухи с сильной засухой в мае.

 

Большинство деревьев, растущих сейчас в наших широтах, едва достигают возраста 100-150 лет. Из созданных нами 60 древесно-кольцевых хронологий только 7 имеют возраст около 250 лет, поэтому для продления этих рядов в прошлое мы использовали древесину из старых строений и археологических раскопок. Метод перекрестного датирования позволяет соединить хронологии, построенные по живым деревьям, возраст которых точно известен, и измерения ширины колец образцов неизвестного возраста. Таким образом удается продлить ряды ширины колец далеко в прошлое. Именно так мы построили хронологии хвойных пород для Смоленской (353 года), Костромской (449 лет), Архангельской (827 лет) и Вологодской (925 лет) областей.

Рис. 1. Пространственное распределение площадок отбора дендрохронологического материала (показаны кругами) в исследуемом регионе Восточно-Европейской равнины (очерчен пунктирной линией) на фоне обобщённой ландшафтной карты СССР (Ландшафтная карта СССР, 1988).

 

 

 

 

 

Мы установили, что не все годы с угнетенным приростом сопряжены с засушливыми условиями. Так, у дуба в Тульской области это может быть также связано с поздневесенними заморозками и вспышками численности листогрызущих насекомых. У ели засухи вызывают последующие вспышки численности стволовых вредителей, а, следовательно, существует угроза ошибочного преувеличения масштаба продолжительности засух, если основываться только на локальных древесно-кольцевых хронологиях одного вида.

Влияние одних неблагоприятных факторов среды на прирост деревьев может, в какой-то степени, нивелироваться другими, благоприятными. Кроме того, принципиальную роль играет время наступления засухи. Особенно критичны весенние и раннелетние засухи, когда активно формируется годичное кольцо. Засухи в конце лета могут почти не отразиться на приросте того же года, но часто приводят к формированию узкого кольца на следующий год. Именно так сказалась на приросте хвойных аномальная летняя жара в Московском регионе в 2010 г.: она проявилась в годичных кольцах сосны как относительно небольшое уменьшение прироста в 2010 и 2011 г., хотя, судя по метеорологическим данным, это было аномальное событие в масштабе последних 120 лет (Мещерская и др., 2011; Черенкова, 2012; Золотокрылин, Титкова, 2012).

Наш анализ показал, что реакция максимальной плотности годичных колец сосны в центральной части ЕТР на колебания климата существенно отлична от реакции ширины колец и отражает главным образом изменчивость температуры воздуха мая-сентября, а не параметры засушливости. Этот вывод принципиально меняет отношение к возможностям палеоклиматических реконструкций летней температуры в районах умеренного климата, где часто наблюдается слабая и неоднозначная зависимость ширины колец от гидрометеорологических условий. Согласно нашей реконструкции температур мая-сентября, в Калужской области относительно тёплые условия преобладали в 1830-1890, 1900-1970, 1990-2013 гг. и холодные – в 1890-1895, 1970-1990 гг. Амплитуда изменчивости для несглаженных реконструированных значений температур с 1830 г. по 2013 гг. составляет 5 С (Dolgova, 2016).

Рис. 2. Сравнение реконструированных по BI хронологии сосны и инструментальных значений средней температуры мая-сентября в районе Калуги.

 

 

 

 

 

 

В целом, анализ хронологий ширины колец свидетельствует о наличии положительной связи приростов сосны во всех трех рассматриваемых районах – центральном, черноземном и в Поволжье – с комплексными показателями засушливости, о чем, в частности, свидетельствует рис. 1. Это дает основание надеяться на возможность создания пространственно-временных реконструкций интенсивности засух на территории Европейской России, по крайней мере, для последних трех столетий.

Рис. 3. Корреляция поля среднего за год PDSI с его реконструкцией на основе древесно-кольцевых данных методом поточечной регрессии. Коэффициент корреляции показан заливкой.

18/12/2016 - 19:45