<<
>>

РАДИАЛЬНЫЙ ПРИРОСТ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙНА БОЛОТАХ И СУХОДОЛАХ

  С.              В. Васильев, А. М. Перегон

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск

Реакции деревьев на изменения климата легче всего определяются измерением радиального прироста древесных стволов.

В общем случае эти реакции в различных местообитаниях различны. Известно, что реакция деревьев на климат наиболее выражена в неблагоприятных условиях. Там, где условия теплообеспеченности и увлажнения близки к оптимальным, разногодичные вариации температуры воздуха и количества осадков мало сказываются на приросте деревьев. Представлены результаты сравнительного анализа изменчивости прироста сосны обыкновенной, произрастающей на болотах и на сухих песчаных почвах северотаежной подзоны Западной Сибири. Предполагалось, что деревья, произрастающие на хорошо проницаемых для влаги песчаных почвах, в жаркие годы могут страдать от засухи, тогда как на болотных почвах они страдают в большей мере от избытка осадков.

Для анализа радиального прироста собраны поперечные спилы сосны в 60 км к северу от г. Сургут (Сургутское Полесье) и в районе г. Ноябрьск (Сибирские Увалы). Образцы отбирались в лишайниковых и зеленомошных лесах на автоморфных песчаных почвах (24 образца) и в древостоях сосно- во-кустарничково-сфагновых сообществ олиготрофных болот (17 образцов). При построении обобщенных радов первоначально выделялся тренд многократным повторным сглаживанием ряда диаметров простой средней арифметической по трем точкам с фиксированными значениями крайних членов ряда. После 128 итераций сглаживания выделенный тренд вычитался из данных исходного ряда для получения индексов прироста. Независимо был опробован и стандартный метод используемый при дендроклиматологиче- ских исследованиях и доступный, благодаря свободно распространяемым программам типа ARSTAN (International Tree-Ring Data Bank Program Library, 1997). Построено два обобщенных ряда индексов прироста для Сургутского района (SB — 9 моделей с болотных и SF — б моделей с автоморфных местообитаний), два для района г.

Ноябрьск (NB — 8 моделей с болотных и SN — 18 моделей с автоморфных местообитаний) и кроме того два сводных ряда по болотным (АВ) и суходольным (AF) местообитаниям.

Данные по климату были получены в Центре глобальных климатических исследований (National Climatic Data Center, Asheville, NC); данные распространяются свободно. В анализ вошли ежемесячные данные метеостанции Сургута по количеству осадков (1917-1983 гг.) и по максимальной и минимальной температурам (1931-1983 гг.). Помимо этого проанализирован рад чисел Вольфа (среднегодовое число солнечных пятен за период с 1917 по 1983 год), полученный по Интернету в Sunspot Index Data Center, Королев* ской обсерватории Бельгии. Анализ связи приростов с климатом проводился двумя методами: многомерный регрессионный анализ и вейвлет-анализ.

Вейвлет-анализ [1] является вариантом спектрального анализа и основан на разложении исходного временного ряда на непрерывную сумму гармонических составляющих с изменяющейся по времени амплитудой. При стандартном Фурье преобразовании выделяется дискретная сумма гармоник с постоянной по времени амплитудой. Преимуществом вейвлет-анализа является получение локальных спектров на любом отрезке времени.

Для летних осадков выявлены циклы с периодом 25-30 лет, 44 года и более слабые циклы с периодом 18-19 лет. По зимним осадкам выделены циклы с периодом 10, 19-20 лет и 44 года. Колебания максимальной и минимальной температур почти синхронны с периодами 14, 20 лет и 32 года. Ряд чисел Вольфа имеет доминанту с периодом около 10 лет. С 1917 по 1950 годы циклы были чаще (с периодом 9-10 лет), в настоящее время, начиная с 1950-х годов частота уменьшилась и длительность циклов приближается к 11 годам. Вейвлет-анализ позволяет предполагать некоторую связь осадков с солнечной активностью: по сумме выделенных гармоник в диапазоне частот с периодами 6-16 лет, коэффициенты корреляции между числами Вольфа и осадками (летними и зимними) равны +0.46 и +0.76 соответственно.

Колебания приростов сосны на болотах и на суходолах в целом совпадают, но колебания на болотах часто запаздывают по фазе на 2-3 года относительно лесных местообитаний.

Для приростов сосны выделяются две доминирующие гармоники с периодами 7 лет и 10-11 лет. В некоторых случаях они расслоены и отделены друг от друга, как это наблюдается для приростов на суходольных местообитаниях под Сургутом. В других случаях они могут постепенно переходить друг в друга, другими словами, имеется некоторая периодическая компонента, частота которой не остается постоянной с течением времени, а изменяется. При этом до 1950 года доминируют циклы продолжительностью около 7 лет, после 1950 года — циклы длительностью 10-11 лет. Существенных корреляций между климатическими переменными, числами Вольфа и приростами деревьев на этом уровне не выявлено.

Связь между отдельными элементами климата и рядами прироста была выявлена регрессионным анализом и расчетом частных корреляций. Как независимые переменные регрессионной модели использованы ежемесячные данные по сумме осадков, максимальным температурам и по амплитуде температур (разность tmax и tmin за месяц). Данные с октября по декабрь брались за год предшествующий приросту. Значимых корреляций было выявлено немного. По сводным рядам высокие коэффициенты корреляции обнаруживаются для осадков апреля, для максимальных температур июня и для амплитуды температур за июнь и за октябрь предшествующего года; Боль-

me всего достоверных коэффициентов для болот района Сургута (см. табл.).

Наиболее интересным результатом проведенного анализа является то, цто сосновые древостой на болотах и суходолах на изменения климата реагируют сходным образом. Это проявляется в совпадении частотного спектра колебаний индексов радиального прироста и в совпадении регрессионных моделей (по меньшей мере в знаках коэффициентов корреляций). Можно полагать, что лимитирующим фактором роста леса на олиготрофных болотах является не переувлажненность местообитаний, а иные факторы. Наиболее вероятным является недостаток элементов минерального питания. Полученные выводы могут быть интересны при объяснении появления прослоек древесного торфа в олиготрофных торфах суббореального и атлантического периодов голоцена.

Возрастание теплообеспеченности и снижение увлажненности климата непосредственно не способствуют росту древостоев на болотах. Их действие проявляется опосредованно, однако приведенных данных для обсуждения конкретного механизма действия пока недостаточно.

Частные коэффициенты корреляции между рядами индексов прироста и климатиче-

скими переменными (подчеркнуты значимые на 95% уровне достоверности)

Ряды Осадки              Температуры              Амплитуды

/>

Nb

0.305

-0.045

0.306

-0.276

-0.210

-0.021

-0.113

-0.181

0.349

-0.124

Sf

0.556

0.028

0.408

-0.169

-0.331

-0.192

-0.047

-0.157

0.459

-0.296

Sb

0.429

0.619

0.353

-0.555

-0.670

-0.582

-0.550

-0.539

0.686

-0.656

Af

0.574

0.211

0.603

-0.406

-0.549

-0.171

-0.199

-0.455

0.689

-0.540

Ab

0.538

0.535

0.486

-0.613

-0.680

-0.527

-0.540

-0.561

0.731

-0.637

Работа выполнена при частичной поддержке NWO, Netherlands по совместному проекту «Carbon storage and atmospheric exchange within West Siberian peat layers related to global climatic change process», 1998-2000 гг.

[1] Torrence Ch., Compo G.P. A Practical Guide to Wavelet Analysis // Bulletin of the American Meteorological Society. 1998. V. 79. N. 1. P. 61-78.

<< | >>
Источник: С.Э. Вомперский. Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования. Материалы совещания. 1999

Еще по теме РАДИАЛЬНЫЙ ПРИРОСТ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙНА БОЛОТАХ И СУХОДОЛАХ:

  1. СОСТОЯНИЕ И РОСТ КУЛЬТУРЫ СОСНЫ НА ОСУШЕННОМПЕРЕХОДНОМ БОЛОТЕ В ЮЖНОЙ КАРЕЛИИ
  2. ЦИКЛИЧЕСКИЕ СМЕНЫ ДРЕВОСТОЕВ НА ВЕРХОВОМ БОЛОТЕ:АНАЛИЗ ПРИЧИН И ПОСЛЕДСТВИЙ ЧАСТИЧНОЙ ГИБЕЛИ СОСНЫ
  3. 3.4.3.1. Обучение в радиальном лабиринте
  4. К МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО ПРИРОСТА И ПРОДУКЦИИ СФАГНОВЫХ МХОВ НА МЕЗО-ОЛИГОТРОФНЫХБОЛОТАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
  5. ВНУТРИВЕКОВАЯ ДИНАМИКА РАДИАЛЬНОГО ПРИРОСТАДЕРЕВЬЕВ В СВЯЗИ С ЦИКЛАМИ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ
  6. БОЛОТНЫЕ ФОРМЫ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ КАК ИНДИКАТОРЫУСЛОВИЙ ПРОИЗРАСТАНИЯ
  7. Пьявченко Н.И. (ред.). Взаимоотношения леса и болота, 1967
  8. ЛИШАЙНИКИ ЗАПАДНОСИБИРСКИХ БОЛОТ
  9. ТОРФЯНЫЕ БОЛОТА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (ПРОЕКТ РОССИЙСКО-ГОЛЛАНДСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ)
  10. Средообразующие и биосферные функции болот
  11. Развитие болот в южной тайге
  12. Развитие болот в южной тундре
  13. 5.2.1. Развитие болот в северной тайге
  14. ПСИХРОФИЛЬНЫЕ АЦИДОФИЛЬНЫЕ МЕТАНОТРОФЫ ВСФАГНОВЫХ БОЛОТАХ
  15. под редакцией чл.-корр. Л.И. Инишевой. Васюганское болото (природные условия, структура и функционирование), 2003
  16. ВОДООБМЕН БОЛОТ С ПОДСТИЛАЮЩИМИМИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
  17. 5.1.2. Развитие болот в типичной тундре
  18. Развитие болот в лесотундре