CC BY
51
УДК 630*181:551.34 DOI: 10.25587/SVFU.2017.62.8445
А. Н. Николаев
Влияние влажности почвы на радиальный прирост лиственницы и сосны на территории Центральной Якутии
СВФУ им. М.К. Аммосова, г. Якутск, Россия
Аннотация. В статье рассмотрена связь радиального прироста лиственницы Каяндера (Larix cajanderi Mayr.) и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) с содержанием почвенной влаги на территории Центральной Якутии. В области распространения сплошной мерзлоты на рост деревьев большое влияние оказывают не только такие основные климатические факторы, как температура воздуха и осадки, но и гидротермические условия почвогрунтов. В районе исследований лиственница предпочитает среднеплодородные и среднеувлажненные суглинистые почвы, хуже растет в сухих и сырых местопроизрастаниях. В отличие от нее сосна произрастает на сухих песчаных и супесчаных хорошо аэрируемых почвах. Вследствие этого содержание почвенной влаги на разных глубинах по-разному влияет на рост лиственницы и сосны. В настоящей статье дается оценка влияния климатических факторов на радиальный прирост основных лесообразую-щих пород деревьев для двух районов Центральной Якутии, где распространены различные типы мерзлотных ландшафтов. Район исследований известен как один из самых засушливых районов Сибири, где произрастают хвойные породы деревьев. В среднем здесь за год выпадает примерно 250 мм осадков в год. Вследствие этого леса района исследований испытывают недостаток воды в вегетационный период. Только наличие многолетней мерзлоты обеспечивает здесь нормальное произрастание лесной растительности. Анализ климатических данных по метеостанциям Центральной Якутии и влажности почвогрунтов для разных глубин позволил более детально исследовать степень влияния этих факторов на радиальный прирост деревьев района исследования.
Ключевые слова: Центральная Якутия, древесно-кольцевые хронологии, многолетняя мерзлота, почвенная влага, радиальный прирост, климат, лесообразующие породы, хвойные деревья, лиственница Каяндера, сосна обыкновенная.
Благодарности
Статья подготовлена по результатам проекта «Оценка, основные тенденции изменения природного и социально-экономического состояния, человеческого потенциала Центральной экономической зоны Республики Саха (якутия)» Программы комплексных научных исследований в Республике Саха (якутия), направленных на развитие ее производительных сил и социальной сферы на 2016-2020 годы, а также в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности Министерства образования и науки РФ по заданию 5.2711.2017/ПЧ. «Биогеографические закономерности биоты озер арктической зоны Северо-Востока Российской Федерации».
A. N. Nikolaev
The Influence of Soil Moisture on the radial Increment of Larch and Pine in Central Yakutia
M.K. Ammosov North-Eastern Federal University, Yakutsk, Russia
Abstract. The study considers the link between radial growth of Larix cajanderi Mayr. and Pinus sylvestris L. and soil moisture content in the territory of Central Yakutia. In the regions of continuous permafrost the growth of trees is greatly influenced not only by the main climatic factors such as air temperature and precipitation, but also by hydrothermal conditions of soils. In the examined area larch
НИКОЛАЕВ Анатолий Николаевич - д. б. н., директор ИЕН СВФУ им. М.К. Аммосова.
E-mail: [email protected]
NIKOLAEV Anatoly Nikolaievich - Doctor of Biology, Director of the Institute of Natural Sciences, M.K. Ammosov North-Eastern Federal University.
prefers medium-fertile and medium-moisture loamy soils, and grows slowlier in dry and damp places. In contrast, the pine grows on dry sandy and sandy loam well aerated soils. As a result, the content of soil moisture at different depths affects the growth of larch and pine in different ways.
In this article, we present an assessment of the influence of climatic factors on the radial growth of the main forest-forming tree species in two regions of Central Yakutia, where different types of permafrost landscapes are common. The research area is known as one of the most arid regions of Siberia, where coniferous tree species grow. On average, there are about 250 mm of precipitation in year. Due to this factor the forests in the research area lack water during vegetation period. Permafrost is the only element that provides normal growth of forest vegetation. Analysis of climatic data from meteorological stations in Central Yakutia and soil moisture content for different depths made it possible to study in more detail the extent to which these factors influence the radial growth of trees in the study area.
Keywords: Central Yakutia, tree-ring chronologies, permafrost, soil moisture, radial growth, climate, tree species, coniferous trees, larch Cajanderi, scots pine.
Acknowledgements: The article presents some results of «Assessment and main tendencies of changes in natural and social-economic zone of the Republic Sakha (Yakutia)» project as part of the Republic Sakha (Yakutia) Integrated Research Program focused on the advance of productive forces and social sphere for the period of 2016-2020. This research was also performed within the project part of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation State assignment on Scientific activity in accordance with Task 5.2711.2017/PCH «Biogeographic regularities of lake biota in Arctic zone of the North-East of the Russian Federation».
Введение
Примерно 1/5 часть России занимает Республика Саха (Якутия). Вся ее территория (более 3,1 млн. кв. км) находится в зоне распространения многолетних мерзлых пород. Территория Центральной Якутии (Восточная Сибирь, Россия) находится в области сплошного распространения многолетнемерзлых грунтов, где леса в основном представлены светлохвойными лесами, состоящими из лиственницы Каяндера (Larix Cajanderi Mayr) и сосны обыкновенной (Pinus Sylvestris L.).
Одной из особенностей района исследований является малое количество выпадающих осадков. По количеству осадков Центральную Якутию можно сравнить со степными и полупустынными районами России. Годовое количество осадков в Центральной Якутии составляет примерно 240-260 мм, причем в теплый период года (май-сентябрь) выпадает всего 160-180 мм или же около 70 % годовой суммы осадков. При незначительном количестве осадков наличие многолетней мерзлоты является положительным фактором, обеспечивающим существование лесной растительности в Центральной Якутии.
Важнейшим условием, определяющим нормальный рост растений в области распространения многолетнемерзлых пород, является режим увлажнения почвогрунтов. Гидротермический режим почв Центральной Якутии, подстилаемых многолетне-мерзлыми породами, имеет ряд региональных особенностей. Наиболее существенное воздействие мерзлых грунтов на рост деревьев оказывается в результате сильного выхолаживания корнеобитаемого слоя в холодное время года и сезонного протаивания почвогрунтов в летний период.
В период начала промерзания почвогрунтов (конец сентября и октябрь) происходит процесс миграции почвенной влаги в сторону промерзания вверх к дневной поверхности и вниз к верхней границе многолетнемерзлых пород. Данный процесс хорошо изучен мерзлотоведами [1-3]. В результате этого в верхних и нижних частях почвенно-грунтового разреза идет аккумуляция влаги и наблюдается интенсивный рост потенциала влаги |д |. Причем наибольшую величину потенциала влаги имеют участки с более низкой отрицательной температурой. Формирование потенциалов влаги приводит к развитию градиента д в талой зоне и миграции ее от меньших к большим потенциалам, т. е. из талой в мерзлую зону. Вследствие этого в верхней (до 50 см) и нижней (от 80-100 см)
частях разреза деятельного слоя содержание влаги становится выше, чем в средней части (от 60-80 см). Почвенная влага, которая длительное время года пребывает в твердой фазе, постепенно по мере оттаивания почвогрунтов в летний период переходит в жидкое состояние, становится доступной для растений.
Два рассмотренных динамичных параметра многолетнемерзлых грунтов -температурный режим почвогрунтов и связанное с ним состояние почвенной влаги -являются важнейшими факторами внешней среды, определяющими рост и развитие растений. При этом наиболее интенсивный влагообмен почвы происходит в верхних слоях, находящихся на глубине до 50 см [4]. У лиственницы, произрастающей в условиях криолитозоны, почти 2/3 от общего количества корней расположены в слое до 50-60 см. В свою очередь лишь небольшая часть корневой системы достигает подошвы сезонно-талого слоя [5].
С появлением дендрохронологических методов исследований стало возможно изучение роста и развития лесов в области распространения многолетнемерзлых пород более детально. Большинство работ по дендрохронологическим исследованиям для исследуемого региона посвящено изучению влияния температуры воздуха и количества выпадающих осадков на радиальный прирост деревьев [6-9]. В настоящее время наблюдения за температурой и влажностью почвогрунтов в центральных районах Якутии дали возможность оценить степень влияния гидротермического режима почв на рост и развитие древесных пород при помощи дендрохронологических методов [9-12].
Материалы и методы
Исследование радиального прироста лиственницы Каяндера и сосны обыкновенной проводилось на Лено-Вилюйском и Лено-Амгинском междуречьях Центральной Якутии. Всего был изучен радиальный прирост деревьев лиственницы на 27 участках и сосны обыкновенной - на 19 участках. При датировке и построении древесно-кольцевых хронологий были применены общепринятые дендрохронологические методы с использованием специализированных программ [6, 13-17].
Для проведения пространственного анализа влияния климатических переменных участки лиственницы и сосны были разделены на 8 отдельных групп по территориальной принадлежности для каждой из пород деревьев (рис. 1 и 2).
Рис. 1. Расположение групп древесно-кольцевых хронологий по лиственнице в Центральной Якутии: 1 - северные хронологии; 2 - центральные левобережные хронологии; 3 - центральные правобережные хронологии; 4 - центральные восточные хронологии; 5 - южные хронологии; 6 - западные хронологии; 7 - юго-восточные хронологии; 8 - восточные хронологии
Рис. 2. Расположение групп древесно-кольцевых хронологий по сосне в Центральной Якутии: 1 - северные хронологии; 2 - центральные левобережные хронологии; 3 - центральные правобережные хронологии; 4 - южные хронологии; 5 - юго-западные хронологии; 6 - западные хронологии; 7 - юго-восточные хронологии; 8 - восточные хронологии
Участки по 8 группам лиственницы и сосны были объединены в генерализованные древесно-кольцевые хронологии для выявления влияния климатических факторов на радиальный прирост деревьев, произрастающих на различных районах Центральной Якутии. Расчет и анализ влияния климата на ширину древесных колец был выполнен в программном пакете STATISTICA 7.0. Процедура оценки расчета корреляций между индексами радиального прироста деревьев и ежемесячными значениями температуры воздуха и осадков была проведена за период с января по август текущего года и с сентября по декабрь предыдущего года роста дерева (всего 24 переменных). Такой подход используется для оценки изменчивости древесно-кольцевой хронологии, обусловленной климатом, а также для оценки влияния отдельно взятых климатических переменных на радиальный прирост текущего года.
Для выявления особенностей влияния влагообеспеченности почв на радиальный прирост деревьев использованы данные научных стационаров ИМЗ СО РАН «Нелегер» и ИБПК СО РАН «Спасская Падь» и «Тюнгюлю» [18, 19]. Для определения влажности почвы почвенным буром отбирались образцы со всей глубины протаивания почв с момента начала сезонной оттайки грунта. Для определения содержания влаги в образцах применяется объемно-весовой метод [20]. Данные влажности почв составлили период с 1988 г. по стационару «Тюнгюлю» и с 1996 г. по стационарам «Нелегер» и «Спасская Падь».
Анализ результатов
Между построенными генерализованными древесно-кольцевыми хронологиями по лиственнице и климатическими данными ближайших метеорологических станций был проведен корреляционный анализ, который показал, что в Центральной Якутии значимая связь имеется в основном с раннелетними температурами воздуха (рис. 3). Почти все древесно-кольцевые хронологии показывают значимую корреляцию с температурой воздуха мая, только на некоторых западных участках по лиственнице значимая положительная корреляционная связь - с температурой воздуха июня.
Для восточных и центральных участков левобережья наблюдается положительная
Рис. 3. Зависимость радиального прироста лиственниц Центральной Якутии от температуры воздуха и количества осадков. На гистограммах пунктирной линией указан значимый предел достоверности (р < 0,05). 1 - северные; 2 - центральные левобережье; 3 - центральные правобережье; 4 - центральные восточные; 5 - южные; 6 - западные; 7 - юго-восточные; 8 - восточные
связь с мартовскими температурами воздуха, связанная, очевидно, со временем начала вегетационного сезона. Чем теплее в марте, тем раньше происходит сход снежного покрова в апреле, и следовательно тем самым прогревается деятельный слой. В дальнейшем летние температуры воздуха не лимитируют радиальный прирост лиственницы.
Для восточных и центрально-восточных участков характерна отрицательная корреляционная связь с июльской температурой воздуха. Этот район считается самым засушливым в Центральной Якутии. Высокие температуры июля, вызывая иссушающий эффект, негативно отражаются на радиальном приросте лиственниц.
Интересная положительная связь наблюдается с температурой воздуха ноября месяца. Этот период совпадает со временем интенсивного промерзания деятельного слоя почвы. Предполагаем, что ход ноябрьских температур напрямую влияет на этот процесс. Именно в это время происходят процессы миграции почвенной влаги в верхний и нижний горизонты деятельного слоя, который имеет важное значение в росте деревьев в течение следующего вегетационного сезона.
В основном осадки не очень значимы для радиального прироста лиственницы. Почти у всех групп наблюдается положительная корреляционная связь с осадками июля.
В Центральной Якутии в июле среднесуточные температуры воздуха в этом месяце, по данным метеостанций, могут достигать 35-40 °С. В этот период большое количество
Рис. 4. Зависимость радиального прироста сосны Центральной Якутии от температуры воздуха и количества осадков. Пунктирной линией указан значимый предел достоверности (р < 0,05): 1 - северные; 2 - центральные левобережье; 3 - центральные правобережье;
4 - южные; 5 - юго-западные; 6 - западные; 7 - юго-восточные; 8 - восточные
осадков наиболее необходимо для роста лиственницы, включая более увлажненные западные участки. На восточных и южных участках осадки показывают положительную корреляционную связь с радиальным приростом лиственницы в течение всего вегетационного сезона.
Интересно, что для участков, расположенных в восточной части Центральной Якутии, характерна положительная связь с количеством осадков, выпавших в октябре-ноябре предыдущего года в период промерзания почвы.
Был проведен корреляционный анализ между построенными генерализованными древесно-кольцевыми хронологиями по сосне и климатическими данными ближайших метеорологических станций (рис. 4).
Корреляционный анализ показал, что на некоторых участках центральных и западных групп в Центральной Якутии сосна показывает положительную связь радиального прироста деревьев с температурой воздуха в апреле. Интересно, что только на восточных участках произрастания сосны отмечена значимая связь радиального прироста с температурой воздуха с марта по май. Эти участки находятся на северо-восточном
пределе произрастания сосны обыкновенной в Евразии. Восточнее этих мест сосна обыкновенная не произрастает. Вероятно, высокие весенние температуры способствуют более раннему сходу снежного покрова и более ранним срокам начала вегетации. Чем теплее в марте, тем раньше происходит сход снежного покрова в апреле и тем самым прогревание деятельного слоя. Такая зависимость радиального прироста деревьев от времени схода снежного покрова была выявлена для севера средней Сибири и в Якутии [21-23].
В летние месяцы температура воздуха не лимитирует радиальный прирост деревьев, а в июне почти на всех участках показана отрицательная корреляционная связь с радиальным приростом деревьев сосны. Для сосны уже к июню сумма положительных температур воздуха достаточна для ее нормального роста. Однако излишне высокие температуры воздуха, вызывая иссушающий эффект в местах произрастания сосны, негативно сказываются на радиальном приросте деревьев.
Для участков сосны в Центральной Якутии важна роль осадков, особенно в летние месяцы. Для северных участков значимую положительную корреляционную связь с радиальным приростом сосны показывают осадки июня и июля, а для центральных, восточных и южных участков - с июня по август. Для юго-восточных участков значимая положительная корреляционная связь годичного прироста сосны с количеством осадков показана в мае и июне. Для западных участков осадки первой половины лета не значимы. Наибольшее значение осадки имеют для роста сосен в восточной части Центральной Якутии. Как уже говорилось ранее, здесь леса испытывают наибольший дефицит увлажнения.
Почти для всех участков сосны значимое влияние имеют осенние осадки предыдущего года. Очевидно, накапливаясь в деятельном слое в виде осенней почвенной влаги, они используются деревьями в течение следующего вегетационного периода. Данная связь была обнаружена нами и на участках лиственницы. Исключения составили участки сосны, находящиеся в юго-восточной части района исследований. Данный район характерен как самый увлаженный из всех рассматриваемых по сосне участков.
Анализ влияния влажности грунтов на радиальный прирост лиственницы
Одним из основных факторов различия гидротермических условий многолетне-мерзлых грунтов этих двух районов Центральной Якутии является содержание почвенной влаги. Для сравнительного анализа нами были изучены лиственничники на вышеуказанных территориях.
Анализ данных по влажности почвогрунтов (с 1988 г. стационар Тюнгюлю и с 1996 г. стационары «Нелегер» и «Спасская падь») для разных глубин позволил более детально исследовать степень влияния этих факторов на радиальный прирост деревьев в Центральной Якутии. Нами был проведен корреляционный анализ древесно-кольцевых хронологий по лиственнице (SPL и TYNG) с динамикой влажности почвогрунтов (рис. 5).
Результаты показывают, что хорошая корреляционная связь с влажностью верхних слоев почвогрунтов наблюдается в течение всего вегетационного периода. Однако следует отметить, что наиболее высокие значения коэффициента корреляции приходятся на осенний период предыдущего сезона (г=0,80 и выше, при р<0,05). Это связано с тем, что лиственница в начале вегетационного периода использует накопленный в предыдущем году запас почвенной влаги.
Наиболее высокую корреляционную связь с радиальным приростом лиственницы дают значения влажности в верхних слоях почвогрунтов (до 50 см на участке TYNG и до 80 см на участке SPL), где влага аккумулирована в период сезонного их промерзания в сентябре и в октябре предыдущего года. Также хорошую корреляционную связь с ежегодным приростом деревьев показывают значения влажности почвогрунтов в сентябре и октябре на глубине 80-100 см (TYNG, где г = 0,86, при р<0,05) и 100 см и ниже (SPL, где
Рис. 5. Зависимость древесно-кольцевых хронологий лиственницы от почвенной влажности на глубине от 10 до 100 см на участках TYNG (Тюнгюлю) (а) и SPL (Спасская Падь) (б). Линией отмечен доверительный интервал при р<0,05
г = 0,76, при р<0,05). В середине вегетационного периода корневая система лиственницы начинает использовать влагу более нижних горизонтов почвы. Поскольку в летнее время оттаивание почвогрунтов происходит постепенно, то к середине вегетационного периода года влага, накопленная на нижних границах сезонно-талого слоя, начинает использоваться корнями лиственницы.
Вышеуказанные данные хорошо согласуются с данными по осенней влажности на стационарах ИБПК СО РАН «Спасская Падь» и «Тюнгюлю» (рис. 6). Для двух лиственничников Лено-Вилюйского и Лено-Амгинского междуречий показано различное содержание почвенной влаги.
В условиях недостатка почвенной влаги в Лено-Амгинском междуречье Центральной Якутии дополнительное питание корневой системы деревьев за счет влаги, аккумулированной в сезонно-талом слое, становится определяющим фактором для нормального роста лиственницы. В работе [24] упоминается значимость накопленной в мерзлотной почве влаги прошлых лет в росте деревьев в засушливый вегетационный период на стационаре «Спасская Падь». На это указывают значимые корреляции радиального прироста деревьев с содержанием влаги на глубинах 80-90 см на участке TYNG (г=0,63, при р<0,01). На участке SPL в условиях достаточной увлажненности такого значимого эффекта не наблюдалось, хотя также показана положительная корреляционная зависимость.
На участке TYNG наблюдается низкая корреляционная связь роста деревьев с содержанием влаги в период сезонного промерзания почвогрунтов на глубине 60-80 см в сентябре и 60-70 см в октябре. По всей вероятности, это связано с иссушением почво-
Влажность грунтов, мм
Рис. 6. Осенняя влажность (октябрь) сезонно-талого слоя почвы на лиственничнике стационаров «Спасская Падь» (а) и «Тюнгюлю» (б)
грунтов этого слоя в результате миграции влаги в сторону верхней и нижней границы промерзания. Для участка SPL снижение корреляционной связи наблюдается на более низких горизонтах (90-100 см). Видимо, сказываются различие состава почвы и условий увлажненности участков.
В июне значимая положительная корреляционная связь радиального прироста лиственниц выявлена с влажностью почвы верхних слоев до 30 см на участке SPL и до 40 см на участке TYNG. В июле и августе увеличивается корреляционная связь ширины годичных колец с влажностью почвы более нижних слоев деятельного слоя (80-100 см и более на участке SPL и до 80-90 см на участке TYNG). При этом на участке SPL значимое влияние в этот период оказывает влажность верхнего слоя почвы до 30 см. В свою очередь, видимо из-за иссушения верхней части почвы, на участке TYNG снижается корреляционная связь с количеством почвенной влаги на глубине 10-20 см. Интересно, что корреляционная связь радиального прироста лиственницы с влажностью почвы в средней части деятельного слоя (50-80 см) значительно уменьшается. Очевидно, в этот период деревья используют дождевую воду, проникшую в верхние слои почвы. Кроме этого, деревья начинают впитывать почвенную воду из более нижних слоев деятельного слоя, ставшую доступной для всасывания корней после оттаивания почвогрунта.
Анализ влияния влажности грунтов на радиальный прирост сосны
На стационаре ИБПК СО РАН «Спасская Падь» был сделан сравнительный анализ радиального прироста сосны с количеством почвенной влаги на разных глубинах. Исследования влажностного режима грунтов на разных глубинах сезонно-талого слоя на сосняках стационара выполнялись сотрудниками лаборатории криогенных ландшафтов ИМЗ СО РАН с 1996 г. Данные, полученные в результате проведения этих работ, позволили провести анализ влияния количества почвенной влаги на радиальный прирост деревьев (рис. 7).
Результаты анализа показывают, что сосна своеобразно реагирует на содержание влаги в деятельном слое почвы. В отличие от проведенных исследований в лиственничниках, где проанализированы данные до глубины 100 см, нами сделан анализ данных до глубины 200 см. Содержание почвенной влаги в сентябре не показывает высокую корреляционную связь. Следует отметить, что наиболее высокие значения коэффициента корреляции приходятся на осенний период предыдущего сезона (г=0,60 и выше, при р<0,05).
Рис. 7. Зависимость древесно-кольцевых хронологий сосны от количества почвенной влаги на глубине от 10 до 200 см на участках TYNG (а) и SPL(б).
Линией отмечен доверительный интервал при p<0,05
В сентябре наблюдается хорошая корреляционная связь радиального прироста сосны с влажностью почвогрунтов во всех изученных слоях.
В октябре в отличие от лиственничника, где в результате промерзания почвы иссушается тонкий слой на глубине 50-60 см, на сосняках мы видим иную картину. Иссушаемый слой намного больше и находится на глубине 50-100 см. При этом наибольшую корреляционную связь показывают глубины ниже 100 см. Это связано с хорошими инфильтрационными свойствами песчаных грунтов. В результате этого большой процент осенних осадков достигает нижних горизонтов сезонно талого слоя.
Данные результаты хорошо сопоставимы с количеством почвенной влаги в осенний период (рис. 8). В момент промерзания деятельного слоя почвы в октябре на сосняке стационара «Спасская Падь» между глубинами 50-100 см образуется слой с низким количеством влаги. Более увлажненные слои находятся на глубине до 50 см и ниже 1 м.
Интересные результаты показала корреляционная связь древесно-кольцевых хронологий с содержанием почвенной влаги на разных глубинах с июня по август. В начале летнего периода в июне наибольшую корреляционную связь радиальный прирост сосны показал на глубине до 120 см. В этот период в сосняках грунты успевают оттаять до этой глубины. В дальнейшем в июле за счет усиления испарения с поверхности верхние слои
О 10 20 30 40 50 | 60 „ 70
о 80 и 90
се 100 5 ПО
ю 120
Ч 130 ^ 140 150 160 170 180 190
200 0 5 10 15 20 25
Влажность грунта, мм
Рис. 8. Осенняя влажность (октябрь) сезонно-талого слоя почвы на сосняке стационара «Спасская Падь»
песчаных почв значительно иссушаются до глубины 40 см. Вследствие этого корреляционная связь значительно снижается. Радиальный прирост деревьев чутко реагирует на такие изменения условий почвогрунтов. При этом усиливается влияние содержания влаги на глубине ниже 60 см до 130 см. В августе до глубины 100 м положительной корреляции радиального прироста сосны с содержанием влаги не наблюдается. В это время усиливается связь с влажностью почвы более нижних слоев почвогрунта.
Заключение
Одним из важных полученных нами результатов является то, что для радиального прироста лиственницы и сосны в Центральной Якутии большое значение имеет величина содержания почвенной влаги предыдущей осени. Накопленная влага верхних слоев почвы, по-видимому, важна для деревьев в начале вегетационного периода во время активации ростовых процессов. В условиях засушливого климата, характерного для района исследований, почвенная влага, находящаяся на нижних горизонтах сезонно-талого слоя, в ходе сезонного протаивания грунтов к середине лета становится доступной для корней деревьев. Это условие является одним из главных для нормального роста лиственничных лесов на территории Центральной Якутии.
Влажность почвогрунтов является одним из основных факторов, определяющих нормальное произрастание лесной растительности в условиях недостаточного количества осадков. Именно наличие многолетней мерзлоты как фактора сохранения и водоупора грунтовых надмерзлотных вод определяет достаточное влагообеспечение древесной растительности в условиях сухого климата Центральной Якутии.
Исследования показали большое значение осенних влагозапасов верхних и нижних слоев деятельного слоя мерзлотных почв для радиального прироста древесных пород Центральной Якутии. В начале вегетационного сезона на ширину годичных колец деревьев значимое воздействие оказывает содержание почвенной влаги на глубине до 30-40 см (для лиственницы) и до 100-120 см (для сосны). По мере сезонного оттаивания сезонно-талого слоя почвы для радиального прироста лиственницы в июле и августе увеличивается значимость почвенной влаги более нижних горизонтов до глубины 80-100 см, для радиального прироста сосны в июле увеличивается значимость почвенной влаги на глубине 60-120 см, в августе - 110-200 см.
Л и т е р а т у р а
1. Ершов Э. Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсионных породах. - М.: Изд-во МГУ, 1979. - 214 с.
2. Фельдман Г. М. Передвижение влаги в талых и промерзающих грунтах. - Новосибирск: Наука, 1988. - 258 с.
3. Гаврильев П. П., Угаров И. С., Ефремов П. В. Мерзлотно-экологические особенности таежных агроландшафтов Центральной Якутии. - Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2001. - 196 с.
4. Саввинов Д. Д. Почвы Якутии: Проблемы рационального использования почвенных ресурсов, их мелиорация и охрана. - Якутск: Кн. изд-во, 1989. - 152 с.
5. Дохунаев В. Н. Корневая система растений на мерзлотных почвах Якутии. - Якутск: ЯФ СО СССР, 1988. - 176 с.
6. Ваганов Е. А., Шиятов С. Г., Мазепа В. С. Дендроклиматические исследования в Урало-Сибирской Субарктике. - Новосибирск: Наука, 1996. - 246 с.
7. Николаев А. Н. Влияние температуры почвы на радиальный прирост стволов лиственницы и сосны в Центральной Якутии // Наука и образование. - Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, - 2004. - № 2 (34). - С. 15-19.
8. Kirdyanov A. V., Treydte K. S., Nikolaev A. N., Helle G., Schleser G.H. Climate signals in tree-ring width, density and S13C from larches in Eastern Siberia (Russia) // Chemical geology. - 2008. - Vol. 252. - P. 31-41.
9. Николаев А. Н., Исаев А. П., Федоров П. П. Радиальный прирост лиственницы и сосны в Центральной Якутии в связи с изменением климата за последние 120 лет // Экология. - 2011. - № 4.
- С. 243-250.
10. Николаев А. Н., Федоров П. П. Влияние климатических факторов и термического режима мерзлотных почв Центральной Якутии на радиальный прирост лиственницы и сосны (на примере стационара «Спасская Падь») // Лесоведение. - 2004. - № 6. - С. 51-55.
11. Кирдянов А. В., Кнорре А. А., Прокушкин А. С. Многолетняя мерзлота как фактор, определяющий продуктивность северных лесов // Лесное хозяйство. - 2008. - № 3. - С. 13-14.
12. Nikolaev A., Fedorov P., Desyatkin A. Influence of climate and soil hydrothermal regime on radial growth of Larix cajanderi and Pinus sylvestris in Central Yakutia, Russia // Scandinavian Journal of Forest Research. - 2009. - Vol. 24 Issue: 3. P. 217-226.
13. Шиятов С. Г., Ваганов Е. А., Кирдянов А. В., Круглов В. Б., Мазепа В. С., Наурзбаев М. М., Хантемиров Р. М. Методы дендрохронологии. Ч.1. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации: Учебно-методич. пособие. - Красноярск: КрасГУ, 2000. - 80 с.
14. Holmes R. L. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement // Tree-ring Bulletin. - 1983. - Vol. 44. - Р. 69-75.
15. Holmes R. L. Dendrochronology program library - users manual. Laboratory of Tree-Ring Research, University of Arizona. - Tucson, Arizona USA Updated September 2004. электронная версия.
16. Methods of Dendrochronology: aplications in environmental sciences / Eds. E.R. Cook, L. Kairiukstis.
- Dordrecht-Boston-London: Kluwer Acad. Publ., 1990. - 394 p.
17. Rinn F. TSAP version 3.5. Referense Manual. Computer program for tree ring analysis and presentation. - Frank Rinn , Heidelberg, Germany, 1996. - 264 p.
18. Konstantinov P. Y., Fukuda M. Temperature regime of the upper permafrost in the Yakutsk Area // Proc. of the Second Intern. Workchop on Global Change: Connection to the Arctic, 2001. - Sapporo, Japan, 2001. - P. 103-106.
19. Федоров А. Н., Максимов Т. Х., Гаврильев П. П. и др. «Спасская Падь»: Комплексные исследования мерзлотных ландшафтов. - Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения СО РАН, 2006. - 210 с.
20. Определение влажности грунта методом высушивания до постоянной массы // Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. - М.: Стандартинформ, 2005.
21. Vaganov E. A., Hughes M. K., Kirdyanov A. V., Schweingruber F. H., Silkin P. P. Influence of snowfall and melt timing on tree growth in subarctic Eurasia // Nature. - 1999. - Vol. 400. - P. 149-151.
22. Kirdyanov A., Hughes M., Vaganov E., Schweingruber F., Silkin P. The importance of early summer temperature and date of snow melt for tree growth in the Siberian Subarctic // Trees. - 2003.
- Vol. 17. - P. 61-69.
23. Николаев А. Н., Скачков Ю. Б. Влияние динамики снежного покрова на рост и развитие лесов в Центральной Якутии // Криосфера Земли. - 2011, № 3.
24. Sugimoto A., Yanagisawa N., Naito D., Fujita N., Maximov T. C. Importance of permafrost as a source of water for plants in east Siberian taiga // Ecological Research. - 2002. - Vol. 17. - P. 493-503.
R e f e r e n c e s
1. Ershov E. D. Vlagoperenos i kriogennye tekstury v dispersionnykh porodakh. - M.: Izd-vo MGU, 1979.
- 214 s.
2. Fel'dman G. M. Peredvizhenie vlagi v talykh i promerzaiushchikh gruntakh. - Novosibirsk: Nauka, 1988. - 258 s.
3. Gavril'ev P. P., Ugarov I. S., Efremov P. V. Merzlotno-ekologicheskie osobennosti taezhnykh agrolandshaftov Tsentral'noi Iakutii. - Iakutsk: Izd-vo IMZ SO RAN, 2001. - 196 s.
4. Savvinov D. D. Pochvy Iakutii: Problemy ratsional'nogo ispol'zovaniia pochvennykh resursov, ikh melioratsiia i okhrana. - Iakutsk: Kn. izd-vo, 1989. - 152 s.
5. Dokhunaev V. N. Kornevaia sistema rastenii na merzlotnykh pochvakh Iakutii. - Iakutsk: IaF SO SSSR, 1988. - 176 s.
6. Vaganov E. A., Shiiatov S. G., Mazepa V. S. Dendroklimaticheskie issledovaniia v Uralo-Sibirskoi Subarktike. - Novosibirsk: Nauka, 1996. - 246 s.
7. Nikolaev A. N. Vliianie temperatury pochvy na radial'nyi prirost stvolov listvennitsy i sosny v Tsentral'noi Iakutii // Nauka i obrazovanie. - Iakutsk: IaF Izd-va SO RAN, - 2004. № 2 (34). - S. 15-19.
8. Kirdyanov A. V., Treydte K. S., Nikolaev A. N., Helle G., Schleser G.H. Climate signals in tree-ring width, density and S13C from larches in Eastern Siberia (Russia) // Chemical geology. - 2008. - Vol. 252. - P. 31-41.
9. Nikolaev A. N., Isaev A. P., Fedorov P. P. Radial'nyi prirost listvennitsy i sosny v Tsentral'noi Iakutii v sviazi s izmeneniem klimata za poslednie 120 let // Ekologiia. - 2011. - № 4. - S. 243-250.
10. Nikolaev A. N., Fedorov P. P. Vliianie klimaticheskikh faktorov i termicheskogo rezhima merzlotnykh pochv Tsentral'noi Iakutii na radial'nyi prirost listvennitsy i sosny (na primere statsionara «Spasskaia Pad'») // Lesovedenie. - 2004. - № 6. - S. 51-55.
11. Kirdianov A. V., Knorre A. A., Prokushkin A. S. Mnogoletniaia merzlota kak faktor, opredeliaiushchii produktivnost' severnykh lesov // Lesnoe khoziaistvo. - 2008. - № 3. - S. 13-14.
12. Nikolaev A., Fedorov P., Desyatkin A. Influence of climate and soil hydrothermal regime on radial growth of Larix cajanderi and Pinus sylvestris in Central Yakutia, Russia // Scandinavian Journal of Forest Research. - 2009. - Vol. 24 Issue: 3. P. 217-226.
13. Shiiatov S. G., Vaganov E. A., Kirdianov A. V., Kruglov V. B., Mazepa V. S., Naurzbaev M. M., Khantemirov R. M. Metody dendrokhronologii. Ch.1. Osnovy dendrokhronologii. Sbor i poluchenie drevesno-kol'tsevoi informatsii: Uchebno-metodich. posobie. - Krasnoiarsk: KrasGU, 2000. - 80 s.
14. Holmes R. L. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement // Tree-ring Bulletin. - 1983. - Vol. 44. - R. 69-75.
15. Holmes R. L. Dendrochronology program library - users manual. Laboratory of Tree-Ring Research, University of Arizona. - Tucson, Arizona USA Updated September 2004. elektronnaia versiia.
16. Methods of Dendrochronology: aplications in environmental sciences / Eds. E.R. Cook, L. Kairiukstis.
- Dordrecht-Boston-London: Kluwer Acad. Publ., 1990. - 394 p.
17. Rinn F. TSAP version 3.5. Referense Manual. Computer program for tree ring analysis and presentation. - Frank Rinn , Heidelberg, Germany, 1996. - 264 p.
18. Konstantinov P. Y., Fukuda M. Temperature regime of the upper permafrost in the Yakutsk Area // Proc. of the Second Intern. Workchop on Global Change: Connection to the Arctic, 2001. - Sapporo, Japan, 2001. - P. 103-106.
19. Fedorov A. N., Maksimov T. Kh., Gavril'ev P. P. i dr. «Spasskaia Pad'»: Kompleksnye issledovaniia merzlotnykh landshaftov. - Iakutsk: Izd-vo Instituta merzlotovedeniia SO RAN, 2006. - 210 s.
20. Opredelenie vlazhnosti grunta metodom vysushivaniia do postoiannoi massy // Grunty. Metody laboratornogo opredeleniia fizicheskikh kharakteristik. - M.: Standartinform, 2005.
21. Vaganov E. A., Hughes M. K., Kirdyanov A. V., Schweingruber F. H., Silkin P. P. Influence of snowfall and melt timing on tree growth in subarctic Eurasia // Nature. - 1999. - Vol. 400. - P. 149-151.
22. Kirdyanov A., Hughes M., Vaganov E., Schweingruber F., Silkin P. The importance of early summer temperature and date of snow melt for tree growth in the Siberian Subarctic // Trees. - 2003. - Vol. 17. - P. 61-69.
23. Nikolaev A. N., Skachkov Iu. B. Vliianie dinamiki snezhnogo pokrova na rost i razvitie lesov v Tsentral'noi Iakutii // Kriosfera Zemli. - 2011, № 3.
24. Sugimoto A., Yanagisawa N., Naito D., Fujita N., Maximov T. C. Importance of permafrost as a source of water for plants in east Siberian taiga // Ecological Research. - 2002. - Vol. 17. - P. 493-503.
