ЭКОЛОГИЯ, 2007, № 2, с. 99-103
УДК 551.524:630.561.24
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАДИАЛЬНОГО ПРИРОСТА ЛИСТВЕННИЦЫ НА СЕВЕРЕ СРЕДНЕЙ СИБИРИ ПО ТЫСЯЧЕЛЕТНИМ ДРЕВЕСНО-КОЛЬЦЕВЫМ ХРОНОЛОГИЯМ
© 2007 г. О. В. Сидорова*, Е. А. Ваганов*, М. М. Наурзбаев*, В. В. Шишов*, М. К. Хьшс**
*Институт леса им. ВН. Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок E-mail: ovsidorova@forest.akadem.ru **Аризонский университет, США, 85721 Туксон Поступила в редакцию 07.06.2005 г..
Для района р. Большой Авам (плато Путорана) получена 1138-летняя древесно-кольцевая хронология. Сопоставление данной хронологии с тысячелетними древесно-кольцевыми хронологиями по Таймыру и Мангазеи показало, что они достаточно синхронны между собой как в области высокочастотных (погодичных), так и низкочастотных (длительных) составляющих, хотя имеют свои региональные особенности. Дендроклиматический анализ позволил выявить преобладающее влияние температуры воздуха июля месяца (по сравнению с температурой июня) на радиальный прирост лиственницы из среднего течения р. Б. Авам. Обнаружены устойчивые длительные изменения в приросте (и летней температуре) для значительного сектора Субарктики на протяжении последнего тысячелетия.
Ключевые слова: Большой Авам, радиальный прирост лиственницы, температура воздуха, изменения климата.
Проблема длительных изменений климата, особенно в последнее тысячелетие, активно обсуждается в литературе (Briffa et al., 2001; Esper et al., 2002; Cook et al., 2004). Основным инструментом реконструкции таких изменений с высоким временным разрешением являются древесно-кольцевые хронологии. Для решения вопроса об амплитуде длительных колебаний климата существенны тысячелетние древесно-кольцевые хронологии, построением которых в России занимаются уже продолжительное время (Шиятов, 1986; Ваганов и др., 1996; Наурзбаев, Ваганов, 1999; Hantemirov, Shiyatov, 2002; Naurzbaev et al., 2002; Наурзбаев и др., 2003). Немаловажны попытки получить более плотную сеть тысячелетних хронологий для высоких широт Евразии в целях более точных реконструкций длительных изменений температуры.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
В 2003 г. сотрудниками Института леса им. В.Н. Сукачева и лаборатории годичных колец Аризонского университета были проведены сборы образцов лиственницы Гмелина (Ьапх gmelimii Яирг.) в среднем течении реки Б. Авам на южном и юго-западном склонах вблизи верхней границы леса (центральный Таймыр, северная оконечность плато Путорана, 70°30 с.ш. и 93°01 в.д.) на
участке (рис. 1), расположенном на расстоянии 400 км от ближайшего восточного участка с тысячелетней хронологией (северо-восток Таймыра) и 700 км от ближайшего западного участка с тысячелетней хронологией (Мангазея) (Шиятов, 1986).
Всего собрано 118 образцов живых и отмерших деревьев лиственницы. Самое старое живое дерево достигало возраста 649 лет. Хорошая сохранность отмершего древесного материала объясняется жесткими климатическими условиями, существенно подавляющими процессы разложения. Глубина сезонного оттаивания почвы достигает 60 см. Почвенный горизонт маломощен. Для мезорельефа характерны выходы крупнообломочного материала. Курумники занимают до 30% средней части склонов и до 50% - на верхней границе леса. На террасированных склонах доминируют лиственничные редколесья с подлеском из ольховника, ерника, ивы и можжевельника. Отчетливо выражена вертикальная поясность растительности, верхний предел лесных ассоциаций приурочен к высотам 360-380 м, отдельные особи лиственницы стланиковой жизненной формы встречаются вплоть до высоты 440 м.
Собранный материал в лабораторных условиях был обработан по стандартной дендрохроно-логической методике, включавшей измерения на полуавтоматической установке LINTAB-П, пере-
99
2*
70°
68°
66°
64°
78° 82° 86° 90° 94° 98° 102° 106° 110°
Рис. 1. Карта-схема местоположения древесно-кольцевых хронологий.
крестное датирование, проверку датировки с помощью программы COFECHA, оценку основных характеристик, расчеты корреляций с климатическими факторами (Methods..., 1990; Методы..., 2000). Для стандартизации (подавления возрастных трендов) использовалась отрицательная экспонента.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В результате перекрестного датирования 81 образца была получена древесно-кольцевая хронология с 886 по 2003 г. (рис. 2). Общее число измеренных годичных колец составило 16080, выпавших колец - 1.4%, средний коэффициент корреляции между индивидуальными сериями 0.66, средняя чувствительность древесно-кольцевой хронологии - 0.53. Средняя ширина годичных колец в хронологии по Аваму - 0.33 мм/год, максимальная - 2.67 мм/год, среднеквадратическое отклонение стандартизированной хронологии - 0.23. Полученные характеристики близки к данным для древесно-кольцевой хронологии по востоку Таймыра, где средняя ширина годичных колец равна 0.31 мм/год, а максимальная - 2.51 мм/год (№и-rzbaev et а1., 2002; Сидорова, 2003). Для статистического анализа мы использовали хронологию с
1355 г., так как именно с этого периода число деревьев в хронологии превышает шесть и достаточно для количественных сопоставлений (Ваганов и др., 1996).
Представляло интерес сопоставить хронологии по Аваму с другими тысячелетними древесно-кольцевыми хронологиями, полученными для ближайших субарктических районов Сибири (для однородного климатического и физико-географического района исследования) (см. рис. 1). Для этого были взяты древесно-кольцевые хронологии по северо-востоку Таймыра (71°00' с.ш., 95°30' в.д.) (Naurzbaev et а1., 2002) и Мангазеи (66°36' с.ш. - 82°16' в.д.) (Шиятов, 1984, 1986). Проведенный анализ показал высокие корреляционные связи (Я = 0.68, р < 0.0001 и Я = 0.48, р < < 0.0001 соответственно), причем связь между древесно-кольцевыми хронологиями по Аваму и Мангазеи оказалась несколько ниже, чем с Таймыром, что обусловлено большей удаленностью данной хронологии, так и различием в условиях произрастания (низинные части востока ЗападноСибирской низменности и горный район Путора-на). Тем не менее значимая связь свидетельствует о принадлежности всех хронологий к одному климатическому району, что было показано ранее на
130 120 110 100 90
и
80 2 И
(О
70 ^
и
60 о
п
50 ^ 40 30 20 10
1000
1200
1400 1600
Годы
1800
2000
Рис. 2. Древесно-кольцевая хронология, полученная по среднему течению р. Большой Авам.
сериях меньшей длительности (Ваганов и др., 1996).
Проведенный анализ с климатическими переменными позволил выявить, что для деревьев, произрастающих в среднем течении р. Большой Авам, важнейшее значение в ежегодных изменениях прироста имеют летние (июнь-июльские) температуры, причем определяющей является температура воздуха июля (Я = 0.47, р < 0.01). Связь с температурой июня оказалась несколько ниже (Я = 0.30,р < 0.05). Ранее для древесно-кольцевой хронологии по Мангазеи также было показано (Шиятов, 1984; Ваганов и др., 1996) определяющее значение температуры воздуха июля в изменениях радиального прироста деревьев. Для древесно-кольцевой хронологии по Таймыру выявлено (Наурзбаев, Ваганов, 1999; Сидорова, 2003) преобладающее значение температур июня (Я = 0.45), а корреляционная связь с температурой июля была несколько меньше (Я = 0.41).
Учитывая результаты ранее опубликованных работ, можно полагать, что на протяжении северных отрогов плато Путорана происходит переключение наиболее значимых для роста деревьев на полярном пределе факторов - с температуры июля на температуру июня (Ваганов и др., 1996). Это свидетельствует о том, что в западных районах северной оконечности плато Путорана начало вегетации запаздывает относительно восточных районов, т.е. северные оконечности плато служат некоторым естественным барьером проникновения потоков холодного арктического
воздуха при преобладающей летней его циркуляции (Алисов, 1956). Значимое влияние температуры других летних и зимних месяцев на изменчивость прироста деревьев во всех трех сопоставляемых хронологиях не отмечено.
Рассмотрим корреляционную связь трех сравниваемых хронологий, сглаженных 41-летним низкочастотным фильтром, более четко выделяющим длительные изменения прироста деревьев (рис. 3). В целом длительные изменения прироста (и летней температуры) достаточно синхронны у всех трех хронологий за сопоставляемый период времени. Хорошо выделяется период потепления в середине XVI столетия, отмеченный и в других районах (например, в горах Алтая; Овчинников и др., 2002). Все три хронологии четко фиксируют наиболее сильное похолодание в начале XIX столетия, при этом глубина депрессии прироста деревьев различается в разных районах. Так, наибольшее снижение прироста отмечено для авам-ской хронологии, наименьшее - для мангазей-ской. На основании анализа длительных изменений можно полагать, что в данном секторе Субарктики этот период (начало XIX столетия) был наиболее холодным из всего малого ледникового периода (XIV-XIX столетия) для отдельных периодов исследуемых древесно-кольцевых хронологий. Корреляционный анализ показал (см. таблицу), что как для высокочастотных, так и для низкочастотных составляющих характерны высокозначимые положительные связи. В высокочастотных колебаниях низкое значение коэффициента корреляции с авамской хронологией
Индексы прироста 1.6 г
Q 2_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_
1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
Годы
Рис. 3. Результаты сопоставления древесно-кольцевых хронологий по Аваму (1), Таймыру (2) и Мангазеи (3).
(0.26; р < 0.05) наблюдается только для хронологии по Мангазее с 1200 по 1600 г., что свидетельствует о большей региональной специфике изменений летней температуры в данном районе в этот период. Высокие коэффициенты корреляции обнаружены между древесно-кольцевыми хронологиями по Аваму и Таймыру как для высокочастотных, так и низкочастотных составляющих на протяжении всех исследуемых периодов, что отражает общий характер изменения летней температуры в горных центральных и восточных частях плато Путорана.
Таким образом, сравнение древесно-кольцевой хронологии по Аваму с другими тысячелетними хронологиями этого сектора Субарктики свидетельствует о синхронности радиального прироста, и
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.