ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2019, № 2, С. 93-104


ДЕНДРОКЛИМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 200-ЛЕТНЕГО ДРЕВОСТОСТОЯ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В ВОРОНЕЖСКОМ БИОСФЕРНОМ ЗАПОВЕДНИКЕ
С. М. Матвеев1,2, Д. А. Тимащук1,2
1Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова
Россия, 394087, Воронеж, ул. Тимирязева, 8
2Белгородский государственный национальный исследовательский университет
Россия, 308015, Белгород, ул. Победы, 85
E-mail: lisovod@bk.ru


Поступила в редакцию 25.08.2017 г.
Рассматривается воздействие климатических лимитирующих факторов (сумма атмосферных осадков, температура воздуха) на изменчивость радиального прироста сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.)  произрастающей в условиях заповедного режима на территории Воронежского государственного биосферного заповедника. Древостой сосны естественного происхождения, тип леса – сосняк травяной с дубом. Возраст древостоя – 200 лет. Проведен математический анализ силы и тесноты связи месячных сумм атмосферных осадков и среднемесячных температур воздуха (по данным метеостанций «Воронеж» и «Воронежского заповедника») и радиального прироста сосны обыкновенной за 80-летний период. Выявлена наибольшая значимость апрельских и особенно майских сумм атмосферных осадков для формирования радиального прироста сосны обыкновенной (ранней древесины). Осадки июля - августа оказывают значительное влияние на прирост поздней древесины. Высокая корреляционная связь радиального прироста отмечена с температурами сентября и, особенно, октября текущего года (r = 0.43) и предыдущего года (r = 0.40), также выражена отрицательная связь с летними температурами. Корреляционное отношение связи метеорологических факторов и радиального прироста заметно выше, чем коэффициент корреляции, что подтверждает нелинейный характер связи. Основываясь на циклической динамике радиального прироста сосны обыкновенной (11- и 34-летняя цикличность), с использованием двух методов прогнозирования (метод сингулярно-спектрального анализа «Гусеница» и аддитивная модель прироста, описывающаяся синусоидальной функцией с заданным периодом) построены модели и дан прогноз прироста на 10-летний период. В соответствии с моделями предполагается понижение прироста в 2018-2019 гг., повышенный радиальный прирост сосны в 2021 г. ± 1 год, пониженный – в 2024 ± 2 года.
Ключевые слова: сосна обыкновенная, радиальный прирост, метеорологические факторы, цикличность, прогноз.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского Научного Фонда (проект №14-17-00171) на тему: «Региональные отклики компонентов окружающей среды на изменения климата разной периодичности: юг лесостепи Среднерусской возвышенности».
DOI: 10.1134/S0024114819020074


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Агафонов Л.И., Кукарских В.В. Изменения климата прошлого столетия и радиальный прирост сосны в степи южного Урала // Экология. 2008. № 3. С. 173-180.

  • Бабушкина Е.А. Влияние климатических факторов и условий произрастания на изменчивость радиального прироста и структуры годичных колец: Автореферат дис. ... кандидата биологических наук : 03.02.08 / Бабушкина Елена Анатольевна; [Место защиты: Ин-т леса им. В.Н. Сукачева СО РАН]. - Красноярск, 2011. - 22 с.

  • Базильская И.В. Закономерности и отклонения в годовом цикле климатического режима Воронежского биосферного заповедника (по данным 1975-1996 гг.) // Труды Воронежского гос. заповедника. Воронеж: Биомик, 1997. Вып. 23. С. 5 -13.

  • Базильская И.В. Закономерности и отклонения в годовом цикле климатического режима Воронежского биосферного заповедника (по данным 1997-2006 гг.). // Там же. Воронеж: Воронежский гос. пед. университет, 2007. Вып. 24. С. 6-21.

  • Базильская И.В., Булкина А.П. Закономерности и отклонения в годовом цикле климатического режима Воронежского заповедника (по данным 1932-1974 гг.) // Там же. Воронеж: Центрально-Черноземное книж. изд-во, 1979. Вып. 22. С. 3-23.

  • Ваганов Е.А., Шиятов С.Г., Мазепа В.С. Дендроклиматические исследования в Урало-Сибирской субарктике. Новосибирск: Изд-во Наука, 1996. 246 с.

  • Вахнина И.Л. Анализ динамики ширины годичных колец сосны обыкновенной в условиях Восточного Забайкалья // Известия Иркутского гос. университета. Серия: Биология. Экология.  2011. Т. 4.  № 3.  С. 13–17.

  • Вахнина И.Л. Древесно-кольцевая хронология по сосне обыкновенной в региональных условиях Восточного Забайкалья // Хвойные бореальной зоны. 2013. Т. 30. № 1-2. С. 54-56.

  • Вессарт В.В. Некоторые результаты дендрохронологических исследований на северо-западе Кольского полуострова: Известия Русского географического общества, 1978. Т. 110.  Вып. 5. С. 446-450.

  • Глызин А.В., Размахнина Т.Б., Корсунов В.М. Дендрохронологические исследования в контактной зоне «лес - степь» как источник информации о ее динамике. Сибирский экологический журнал, 2005. Вып. 1. С. 79-83.

  • Голяндина Н.Э. Метод Гусеница – SSA: анализ временных рядов: СПб: Изд–во Санкт-Петербургский гос. университет, 2004. 76 с.

  • Гриппа С.П., Потахин С.Б. Периодичность соотношения тепла и влаги в таёжных геокомплексах Европейского Севера России по дендрохронологическим данным // Resources and Technology, 2016. № 13. С. 27-44.

  • Густокашина Н.Н., Максютова Е.В. Тенденции изменения засушливости в степи и лесостепи Предбайкалья // География и природные ресурсы, 2006. № 4. С. 76-81.

  • Дьяконов В. MATHCAD 8/2000: Специальный справочник :. СПб.: Питер, 2001. 592 с.

  • Магда В.Н., Ваганов Е.А. Особенности климатического отклика радиального прироста деревьев в условиях горных лесостепей Алтае-Саянского региона // Известия РАН. Серия география. 2006. № 5. С. 92–100.

  • Магда В.Н., Зеленова А.В. Радиальный прирост сосны как индикатор увлажнения в Минусинской котловине //  Известия Русского географического общества. 2002. Т. 134. Вып. 1. С. 73–79.

  • Магда В.Н., Блок Й., Ойдупаа О.Ч., Ваганов Е.А. Выделение климатического сигнала на увлажнение из древесно-кольцевых хронологий в горных лесостепях Алтае-Саянского региона // Лесоведение. 2011.  № 1.  С. 28–37.

  • Малышева Н.В., Быков Н.И. Дендрохронологические исследования ленточных боров юга Западной Сибири. Барнаул: Изд–во Алтайский гос. университет. 2011. 125 с.

  • Манов А.В. Зависимость радиального прироста сосны обыкновенной от климатических факторов в островном массиве бора лишайникового Печорского заполярья // Вестник института биологии Коми НЦ УрО РАН. 2014. № 5 (187). С. 14-17.

  • Матвеев С.М. Дендроиндикация динамики состояния насаждений Центральной лесостепи.  Воронеж: Изд–во Воронежского гос. университета, 2003. 272 с.

  • Матвеев С.М., Матвеева С.В., Шурыгин Ю.Н. Повторяемость сильных засух и многолетняя динамика радиального прироста сосны обыкновенной в Усманском и Хреновском борах Воронежской области // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. 2012 а. Т. 5. № 1. С. 27-42.

  • Матвеев С.М., Таранков В.И., Шурыгин Ю.Н. Дендроклиматический анализ естественных и искусственных древостоев сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. в свежих лесорастительных условиях Хреновского бора // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012 б. № 75. С. 772–783.

  • Мацковский В.В. Климатический сигнал в ширине годичных колец хвойных деревьев на севере и в центре Европейской территории России, М.: ГЕОС, 2013. 148 с.

  •  Сафонов Д.Н., Гурский А.А.  Дендрохронологические исследования в вопросах ведения хозяйства в Бузулукском бору // Известия Оренбургского гос. аграрного университета. № 1. 2005. С.  96-99.

  • Страшная А.И. Агрометеорологические особенности засухи 2010 года в России по сравнению с засухами прошлых лет // Труды Гидрометцентра России. 2011. Т. 345. С. 171-188.

  • Таранков В.И. Лесная климатология. Воронеж: Политехнический институт, 1991. 83 с

  • Тишин Д.В., Чижикова Н.А. Дендроклиматические исследования сосны Pinus sylvestris L. островов Керетского архипелага Белого моря //  Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. 2011. Т. 4. № 4. С. 378-388.

  • Шишов В.В., Тычков И.И., Попкова М.И. Методы анализа дендроклиматических данных и их применение для территории Сибири: Учебное пособие, Красноярск: Сибирский федеральный  университет.  2015. 210 с.

  • Шиятов С.Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале: М.: Наука, 1986. 136 с.

  • Шиятов С.Г., Ваганов Е.А., Кирдянов А.В. Методы дендрохронологии. Ч. I. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации: Учеб.-метод. пособие: Красноярск, Красноярский гос. университет, 2000.  80 с.

  • Оськин А.Ф.,  Болботунов А.А. Компьютерное моделирование годичного радиального прироста деревьев // Приоритетные направления развития науки и образования:  Мат. VII междунар. науч.–практ. конф. (г. Чебоксары, 4 декебря 2015 г.). / Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс». 2015. № 4 (7). С. 269–270.

  • Погода и климат. Климат Воронежа [Электронный ресурс], 2016 / http://www.pogoda.ru.net/climate/34123, (25.06.2016).

  • Matskovsky V., Dolgova E., Lomakin N. Matveev S. Dendroclimatology and historical climatology of Voronezh region, European Russia, since 1790s // International Journal Of Climatology. 2016. doi:10.1002/joc.4896.

  • Matveev S.M., Chendev Yu.G., Lupo A.R., Hubbart J.A., Timashchuk D.A. Сlimatic changes in the east-european forest-steppe and effects on scots pine productivity // Pure and Applied Geophysics. 2016. V. 174.  N 1. Р. 427-443.

  • Rinn F. TSAP. Version 3.0. Reference manual. Computer program for time series analysis and presentation. Heidelberg, 1996. 264 p.

  • Schulman E. Some propositions in tree-ring analysis. Ecology // 1941. V. 22. N 2. P. 193–195.