Дендрохронология как новое направление в экологии

Е.А. Бабушкина
«Сибирский федеральный университет»
Хакасский технический институт
Филиал ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»,
г. Абакан

Биологические системы являются саморегулирующимися. Они обладают значительной устойчивостью и способны поддерживать динамическое равновесие в очень широком диапазоне условий. Однако в настоящее время техногенное, рекреационное, хозяйственное воздействие человека на окружающую среду привносит опасные изменения как в экологические системы в целом, так и в отдельные ее компоненты.

Одним из наиболее перспективных и быстро развивающихся направлений в экологии является дендрохронология. Вопросы установления степени и характера влияния природных процессов и антропогенных факторов на лес успешно решаются с применением дендроклиматического метода анализа. Дендроклиматология базируется на хорошей «памяти» деревьев, которые в структуре, химическом составе и размерах годичных колец прироста четко фиксируют все изменения, происходящих как внутри экосистемы, так и во внешних условиях, определяющих их развитие. [1]

Для определения негативного воздействия антропогенных факторов на лесные экосистемы применяют методы биологической индикации. Биоиндикация – это обнаружение и определение экологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакции на них живых организмов и их сообществ.[1]

Хвойные деревья являются прекрасными объектами как для дендроклиматических исследований (отчетливые границы между годичными слоями, долговечность, слабое влияние плодоношения на динамику прироста), так и для биоиндикации (обладают высокой чувствительностью и характерной реакцией на загрязнение атмосферы различной интенсивности, на рекреационное воздействие).

Существует два подхода к отбору древостоев и деревьев. Первый из них заключается в том, что используются лишь деревья, произрастающие в пределах пробной площади или однородного участка. В этом случае в древесно-кольцевых хронологиях в максимальной степени содержится информация об изменчивости микроусловий на данном участке. Суть второго подхода состоит в том, что модельные деревья берут на разных, находящихся на некотором удалении друг от друга участках, принадлежащих к одному типу леса. Обязательным условием является то, чтобы эти участки были расположены в пределах однородного по климатическим и ботанико-географическим условиям района. Второй подход целесообразен при проведении дендроклиматических исследований, когда в древесно-кольцевых хронологиях необходимо выявить мезо- и макроклиматический сигналы и свести к минимуму влияние случайных и локальных сигналов.

В настоящее время для взятия образцов древесины, особенно с живых деревьев, используются возрастные буры преимущественно шведского или финского производства, при помощи которых высверливаются радиальные керны древесины диаметром 4-5 мм и длиной 10-50 см.

Возрастной бур с экстрактором (А), высверленный керн древесины (Б), наклеенный на деревянную основу и обвязанный шнуром керн (В), зачищенная торцевая поверхность керна (Г)

Керны берутся по одному или нескольким радиусам, строго ориентированным по отношению к странам света или по случайному направлению.

Транспортировку собранных образцов древесины следует производить в контейнерах и твердой таре, чтобы исключить их поломку.

Буровые образцы для удобства их кодировки, обработки (полировка, зачистка, увеличение контрастности колец), датировки и измерения, а также для предотвращения утери и разлома на мелкие куски наклеивают на деревянную основу, которая представляет собой рейку прямоугольной формы шириной и высотой примерно по 1 см и длиной несколько большей длины образца, у которой на одной из сторон выточен паз шириной немного больше и глубиной немного меньше диаметра керна. Для фиксации кернов можно использовать любой клей, но наиболее часто используется клей ПВА.

Для того чтобы границы колец и клеток были отчетливо видны во время измерений в отраженном свете, необходимо тщательно зачистить торцевую поверхность образца древесины. [2]

Прежде всего производится предварительная датировка и маркировка годичных колец в пределах каждого радиального направления под лупой или микроскопом при 20-40-кратном увеличении. Датировка образцов древесины и измерения ширины годичных колец проводиться в основном с использованием полуавтоматической установки LINTAB-V 3.0 со стандартным для дендрохронологии пакетом программного обеспечения TSAP-V3.5. после компьютерной обработки полученные хронологии, характеризующие динамику реального роста каждого дерева в течение жизни. [3]

После того как для всех образцов будут получены графики изменения радиального прироста, производится визуальная оценка синхронности между всеми ними и окончательная абсолютная или относительная датировка колец у каждой индивидуальной древесно-кольцевой хронологии.

Большую пользу приносит сопоставление рассматриваемых хронологий с хронологиями, полученными ранее для исследуемого района. Если один и тог же климатический фактор является ведущим для изменчивости прироста древесины у разных видов по крайней мере в экстремальные по климатическим условиям годы, то перекрестная датировка между такими хронологиями вполне осуществима. При проведении дендроклиматических исследований необходимо располагать данными метеорологических наблюдений.

Дендрохронология с начала ее развития, как раздела экологической науки имеет дело с измеряемыми величинами - характеристиками годичных колец. Существенный прогресс ее в последние десятилетия связан с использованием при анализе временной изменчивости годичных колец методов математической статистики и с получением статистических моделей связи радиального прироста деревьев и факторов внешней среды. Именно количественный подход обеспечил бурный рост приложений дендрохронологии в климатических и гидрологических исследованиях, экологии катастрофических изменений в лесных экосистемах (например, пожаров или вспышек массового размножения насекомых), в оценке лесохозяйственных мероприятий и индикации антропогенных воздействий на природные экосистемы. [2]

Список литературы

1. Матвеев С.М. Дендроиндикация динамики состояния сосновых насаждений Центральной лесостепи: Монография /С.М. Матвеев; Воронеж. гос. лесотех. акад. – Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2003. – С. 3-5.

2. Шиятов С.Г. Методы дендрохронологии. Часть I. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации: учебно-методич. Пособие / С.Г. Шиятов [и др.]. – Красноярск: КрасГУ, 2000. – 80 с.

Назад к списку