CC BY
90
УДК 630.5 ББК 43.4
Н.В. Ловелиус, А.Ю. Ретеюм
КОЛЕБАНИЯ РОСТА ЛИСТВЕННИЦЫ В РЕДКОЛЕСЬЕ СЕВЕРНОЙ ТАЙГИ И В САМОМ СЕВЕРНОМ ЛЕСНОМ ОСТРОВЕ «АРЫ1-МАС»
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.
Ключевые слова:
внутривековые колебания, дендрограмма, лиственница, наложенные эпохи, прирост годичных колец, репер, солнечная активность.
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).
Рис. 1. Дендрограмма прироста годичных колец лиственницы Гмелина на пр. пл. 1 - 2008 г.
* Измерения выполнены на полуавтоматической аппаратуре немецкого производства LINTAB 5 в Лаборатории фирмы «Здоровый лес».
Среда обитания
Terra Humana
240 Таблица 1
Серия годичных колец лиственницы Гмелина на «Ары-Масе» (мм), пр. пл. 1 - 2009 г. (1766-2008 гг.)
Годы 1760 1770 1780 1790 1SGG 1S1G 1S2G 1830 1840 1850 1S6G 1870 1SSG
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
б 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 1S9G 19GG 191G 192G 1930 1940 1950 196G 1970 19SG 199G 2GGG
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
б 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. 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.
Среда обитания
Terra Humana
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
максимум
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:
[1] 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.
[2] Ловелиус Н.В. Дендроиндикация изменений природных условий в Субарктике и горах Сибири / Палеогеография Средней Сибири. - Красноярск, 1987. - С. 71-92.
[3] Ловелиус Н.В. Колебания прироста годичных колец хвойных на верхней границе леса в горных районах СССР / Дис. ... канд. географ. наук. - Л., 1970. - 124 с.
[4] Ловелиус Н.В. Колебания прироста древесных растений в 11- летнем цикле солнечной активности
// Ботан. журн. Т. 57. - 1972, № 1. - С. 64-68.
[5] Ловелиус Н.В. Направление ветра и прирост деревьев // Изв. ВГО. Т. 105. - 1973, вып. 4. - С. 365-
367.
[6] 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.
[7] Ловелиус Н.В. О дендрохронологических исследованиях в горах Путорана / Доклады высокогорн. комис. ВГО. - Л., 1970, вып. 16. - С.52-57.
[8] Ловелиус Н.В. О теплообеспеченности гор Путорана по дендрохронологическим данным / XXI Гер-ценовские чтения. География и геология. Краткое содержание докладов. - Л., 1969. - С. 50-52.
[9] 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.
[10] 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.
[11] 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.
[12] Ловелиус Н.В. Теплообеспеченность гор Путорана и ледовитость Балтики // Изв. ВГО. Т. 102. - 1970, вып. 1. - С. 63-65.
[13] Тюлина Л.Н. Древесная растительность Хатангского района у ее Северного предела // Тр. Арктического института. - 1937, т. 46.
[14] 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
[15] Lovelius N.V. Dendroindication of natural processes and antropogenic influences. - St.-Petersburg: «World and Family», 1997. - 320 p.
Среда обитания
