ДЕНДРОКЛИМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАДИАЛЬНОГО ПРИРОСТА
ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ НА АЛТАЕ
О.В. Журавлева - г. Горно-Алтайск

Одна из важнейших задач современной науки - исследование динамики климатических параметров и их прогноз. С ростом производства антропогенное воздействие на окружающую среду значительно возрастает и может привести к необратимым последствиям, в том числе и изменению климатических условий. Поэтому возникает необходимость точнее познать закономерности естественных вариаций климата, чтобы на начальных этапах заметить глобальные влияния на этот процесс человеческой деятельности.

Для того чтобы более обоснованно прогнозировать состояние компонентов физико-географической среды необходимо проанализировать колебания климата за прошедшие столетия и тысячелетия. Инструментальные метеорологические наблюдения не могут дать такой информации и поэтому приходится искать в природе "записи" климатических сигналов прошедших эпох. Такими источниками являются слоистые озерные сапропели, прослойки ледников, глины, кораллы, годичные кольца деревьев. Информация, получаемая при анализе изменений ширины годичных колец интересна тем, что датирование можно производить с точностью до одного года. Древесина как ныне живущих, так и ископаемых деревьев интересна не только шириной годичных колец, но и плотностью древесины, ее химическим составом, которые также меняются во времени и несут разнообразную палеоинформацию.

Изучение годичного прироста деревьев может быть тесно увязано с почвенными, болотоведческими исследованиями, гидрологией рек и озер, может стать предметом фитогеографических исследований. Дендрохронологическая информация успешно используется при датировке эрозионных и оползневых процессов, времени извержений вулканов, землетрясений и других катастрофических явлений.

Построение дендрошкал по древесине различных деревьев позволяет предсказать на основании климатологических данных и некоторых кратковременных климатических прогнозов изменчивость прироста древостоев и урожайность сельскохозяйственных культур. Это дает возможность свободного выбора оптимальной стратегии природопользования, и своевременного предвидения и минимизации возможных отрицательных последствий.

Сложность метода состоит в том, что интенсивность прироста стволовой древесины - это процесс, на который воздействует множество факторов. На одни и те же изменения внешних условий деревья могут реагировать по-разному, в зависимости от состава древостоя, орографических особенностей, внутри - и межвидовая конкуренция и др. Проанализировать, какие именно факторы и в какой степени влияют на прирост древесины, пока сложно. Только лишь в экстремальных условиях произрастания основную роль играет тот фактор, экологическая потребность в котором близка к необходимому минимуму. Деревья в этом случае чутко реагируют даже на незначительные изменения этого лимитирующего фактора. Верхняя и северная граница леса относятся к таким критическим местам обитания по температурному режиму, а на во-доразделах можно проследить влияние режима увлажнения. В этих условиях связь между колебаниями условий среды и вариациями показателей годичного прироста прослеживается довольно надежно.

Территория Республики Алтай обладает уникальными горными системами, где лесная растительность на верхней границе распространения пока слабо подвержена антропогенным воздействиям и может служить источником информации о прошлых изменениях климата. Основные лесообразующие породы верхней границы леса на Алтае - кедр и лиственница явились объектом нашего исследования, место исследования - долина реки Тархата. Ближайшая метеостанция расположена в с. Кош-Агач. По климатическим условиям - это бесфеновый район, с отрицательными плювиометрическими градиентами и нарушением нормального распределения ландшафтной поясности (Модина,1997). Это наиболее приподнятая территория Алтая, высота днища Чуйской котловины 1750-2200 м. Средняя годовая сумма осадков составляет 110 мм (Кош-Агач), но на склонах окружающих хребтов сумма осадков с высотой несколько возрастает. Плювиометрический градиент 10 мм на 100 м высоты (Кривоносов, 1975). Долины рек характеризуются зимой устойчивыми сильными морозами. Средняя температура января -25⁰ С. Летом в дневные часы воздух прогревается до 12-24⁰ С, ночная температура 4-5⁰ С. Разность средних ночных температур между склоном и днищем изменяется от 3 до 5⁰ С. Продолжительность безморозного периода варьирует от 50 до 60 суток (Модина, 1997).

Отбор модельных деревьев и образцов древесины осуществлялся по известным методикам (Битвинскас, 1974). Наиболее распространенная методика сбора образцов для дендрохронологических исследований - спилы стволов деревьев, но в районах с ограниченными лесными массивами оптимальным способом является взятие кернов возрастным буравом Преслера, позволяющим брать образцы с живых деревьев. Ширина годичных колец измерялась по кернам с точностью до 0,01 мм. По возможности измерения проводились по двум радиусам. Хронологическая согласованность изменчивости ширины годичных колец различных модельных деревьев (коэффициент корреляции 0,73-0,9), позволила построить сводную дендрограмму.

Для выявления наиболее значимых для прироста деревьев факторов окружающей среды проводился расчет коэффициентов корреляции и коэффициентов синхронности. Определялось влияние на прирост температуры воздуха и количества осадков. Корреляционная связь абсолютной величины радиального прироста с как годовымколичеством осадков, так и с количеством осадков по месяцам не достигает значимых величин. Очень слабые отрицательные корреляционные зависимости обнаруживаются только между абсолютным приростом и осадками июля (-0,23). Однако коэффициент асинхронности между этими же параметрами составляет 77%. При визуальном анализе графиков прослеживается отрицательная связь прироста древесины с количеством осадков июля, но несколько больших по величине и одинаковых по знаку тенденций перевешивают по величине много малых и разных по знаку, что и объясняет невысокий коэффициент корреляции.

Сопоставление ширины колец обобщенного ряда с данными метеостанции Кош-Агач по температуре выявило слабую отрицательную связь с температурой июня (коэффициент корреляции -0,238) и более значимую - с температурой июля (коэффициент корреляции -0,498). Коэффициент асинхронности прироста древесины и температуры июля составил 68%. Такое положение вещей объясняется, по всей видимости, тем, что низкие температуры июля в сочетании со сравнительно большим количеством осадков приводят к подтоку почвенных вод, а при этом у лиственницы замедляются ростовые процессы. Если же большое количество осадков сопровождается повышением температуры, то повышение относительной влажности воздуха приводит к резкому снижению интенсивности транспирации (Поликарпов и др., 1986). Однозначные выводы пока еще делать рано, но раскрытие природы изменений годичного прироста позволит дать ответ на многие еще не решенные вопросы.

В последнее время возрос интерес различных международных научных организаций к изучению климата и условий среды исторического прошлого Земли. Дендрохронологические исследования привлекают все больше внимания из-за достоверности получаемых результатов. Методика проведения подобных исследований довольно доступна и не требует больших финансовых затрат, что в наше время немаловажно.

Литература

1. Битвинскас Т.Т. Дендроклиматические исследования. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 172 с.
2. Кривоносов Б.М. Влияние географических факторов на осадки в Горном Алтае. //Гляциология Алтая, Вып.15, Томск: ТГУ, 1981. С. 88-96.
3. Модина Т.Д. Климаты Республики Алтай. - Новосибирск, 1997. - 178 с.
4. Поликарпов Н.П., Чебакова Н.М., Назимова Д.И. Климат и горные леса Южной Сибири. Новосибирск: Наука, 1986. - 226 с.