CC BY
62
УДК 630 161:630 561.2
ОСОБЕННОСТИ ИНДЕКСИРОВАНИЯ ДРЕВЕСНО-КОЛЬЦЕВЫХ ХРОНОЛОГИЙ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД FEATURES INDEXING TREE-RING CHRONOLOGIES TREE SPECIES
Марченко С.И. (БГИТА, г. Брянск, РФ) Marchenko S.I. (Bryansk State Technological Academy of Engineering, Russia)
Оценивается результативность использования скользящих средних с различными периодами сглаживания для расчетов индексов радиального прироста на примере вековой хронологии дуба.
Evaluate the impact of the use of moving averages with different smoothing period for calculating the index of radial growth as an example a century oak chronology.
Ключевые слова: дендрохронология, дуб, радиальный прирост древесины
Keywords: dendrochronology, oak, radial growth of wood
Дендрохронологические исследования позволяют получать надежную ретроспективную информацию об особенностях роста различных древесных пород в конкретных лесорастительных условиях. Достаточно подробно описанные методологические приемы расчета индексов радиальных приростов с использованием односторонних скользящих средних с разными периодами сглаживания [2, с. 55] могут давать неоднозначные результаты.
Мы попытались на примере 104-летней хронологии дуба черешчатого (рисунок 1), кв. 59 в. 1 Опытного отдела УОЛ БГИТА, критически оценить
Рисунок 1 - Уникальные сохранившиеся на территории УОЛ БГИТА экземпляры дуба черешчатого
У внешне здорового экземпляра дуба черешчатого диаметром 74 см 1 декабря 2013 г. при помощи возрастного бурава отобран керн древесины на высоте 1,3 м от поверхности почвы. Датирование годичных слоев осуществлялось под микроскопом при 12-кратном увеличении. Измерения ширины годичных колец выполнялись по специально разработанной методике [1]. Ин-
дексы радиального прироста рассчитывались с использованием односторонней скользящей средней с различными периодами сглаживания - от 3 лет до 31 года. С целью получения сопоставимых результатов для последующей статистической обработки и сравнительного анализа использовались индексы, характеризующие период времени с 1940 по 2013 гг. Исследования проведены с точностью 2,2-3,7%.
Индекс радиального прироста - величина безразмерная, поэтому наибольшей информативностью, по нашему мнению, являются те из них, которые характеризуются наибольшей изменчивостью. Это можно сравнить с разверткой изображения на экране осциллографа - чем крупнее масштаб, тем удобнее интерпретировать незначительные изменения, которые становятся более наглядными. Оказалось, что величина изменчивости индексов радиального прироста (рисунок 2) наименьшая при малых периодах сглаживания (А); несколько замедляется темп увеличения коэффициентов изменчивости при периодах сглаживания 8 - 17 лет (В-С). Максимальная изменчивость характерна для индексов, полученных с использованием скользящей средней с периодом 18 лет (С). При дальнейшем увеличении периода сглаживания вариация признака постепенно снижается.
Рисунок 2 - Динамика коэффициентов изменчивости индексов радиального прироста при различных периодах сглаживания (А - 3 года; В - 8 лет; С - 18 лет)
Полученные индексы радиального прироста (рисунок 3) в некоторых случаях действительно обладают неоднозначностью. Например, для 1972 г. периоды сглаживания скользящей средней от 3 до 14 лет позволяют рассчитать значение индекса радиального прироста больше единицы (стимуляция роста), в то время как использование в расчетах периодов сглаживания от 15 лет до 31 года дает величину индексов меньше единицы (ингибирование роста). Налицо явное противоречие. Таких неоднозначных значений в анализируемой хронологии оказалось почти четверть (24%).
0.4 ..........................................................................
ш(вз)св(вз)<в®(в(вфсв(в(в;в(в(вя|а|фа00аа
Рисунок 3 - Модели динамики индексов радиального прироста, полученные с использованием различных скользящих средних
Несмотря на то, что полученные результаты несколько отличаются друг от друга («рыхлые» графики), просматривается довольно слаженная синхронность изменения во времени абсолютных значений индексов радиального прироста, независимо от значений периодов сглаживания, используемых в расчетах скользящих средних. Величина корреляции между индексами при окнах сглаживания (3-8 лет) г=0,78±0,07; (3-18 лет) г=0,66±0,09; (8-18 лет) г=0,93±0,04. Все полученные результаты значимы на самом высоком доверительном уровне р<0,01.
Для надежного выявления благоприятных и неблагоприятных периодов времени роста древесных пород, по нашему мнению, более целесообразно использовать абсолютные изменения величины индексов радиального прироста (разницу между значениями индексов текущего и предыдущего годов). Этот показатель оказался более стабильным (рисунок 4) и значительно реже дает неоднозначные результаты (до 15%). На графиках видно, что линии располагаются довольно компактно, результаты становится легче и удобнее анализировать. Например, отчетливо просматривается падение прироста по диаметру у дуба черешчатого из-за аномальных погодных условий, сложившихся на Брянщине в 2010 г.
2.0
1,8 ■
- 3 года
- 8 лет
Годы
-1.0
Рисунок 4 - Модели динамики абсолютных изменений индексов радиального прироста, полученные с использованием различных скользящих средних
Полученные данные позволяют заключить, что с целью нивелирования результатов, связанных с особенностями индексирования радиальных приростов древесных пород с использованием различных методологических подходов (скользящие средние с различными периодами сглаживания) целесообразно проведение дополнительных оценок по абсолютным показателям изменения величины полученных индексов, в большей степени отражающих краткосрочные тенденции изменения роста деревьев в толщину.
Список использованных источников
1. Марченко, С.И. Техника выполнения измерительных работ с использованием компьютера: учеб. пособие [Текст] / С.И. Марченко.- Брянск: БГИТА, 2008.- 20 с.
2. Румянцев, Д.Е. История и методология лесоводственной дендрохронологии: монография [Текст] / Д.Е. Румянцев.- М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2010.- 109 с.
