ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2021, № 5, С. 460–471

КЛИМАТИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ РАДИАЛЬНОГО ПРИРОСТА БЕРЕЗЫ ПУШИСТОЙ В КРИОЛИТОЗОНЕ СРЕДНЕЙ СИБИРИ
М. В. Фонти¹, А. С. Прокушкин^1,2
1Сибирский федеральный университет
просп. Свободный, 79, Красноярск, 660041 Россия
Е-mail: mbryukhanova@sfu-kras.ru
²Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН
Академгородок, 50, стр. 28, Красноярск, 660036, Россия

Поступила в редакцию 24.11.2020 г.
Ожидается, что прогнозируемые изменения климата окажут наиболее сильное воздействие на высокоширотные лесные экосистемы. В частности, потепление климата в бореальной зоне окажет влияние на пожарный режим территории, что вызовет изменения в динамике лесной растительности, с возможным преобладанием молодых насаждений и замещением состава древесных пород (голосеменных на покрытосеменные). В силу относительно короткой продолжительности жизни (десятки лет по сравнению с сотнями лет у хвойных) и сложным процессом перекрестного датирования лиственные виды деревьев северных территорий редко использовались в дендроклиматических исследованиях. В данной работе приводится анализ климатически обусловленной динамики радиального роста березы пушистой (Betula pubescens Ehrh.), произрастающей на трех участках в криолитозоне Средней Сибири. Полученные результаты показали различия во внутрисезонном сигнале, обусловленные как возрастом древостоев, так и эдафическими условиями произрастания.
Ключевые слова: Betula pubescens Ehrh., годичное кольцо, климатические и эдафические факторы.
Исследования выполнены при поддержке РФФИ (проекты 17-04-00610 и 18-05-60203-арктика), РФФИ – Красноярский край (18-45-240001 р_а) и гранта Президента Российской Федерации для молодых ученых (МК-1589.2014.4).
DOI: 10.31857/S0024114821050041

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• Абаимов А.П. Особенности и основные направления динамики лесов и редколесий в мерзлотной зоне Сибири // Сибирский экологический журнал. 2005. Т. 12. № 4. С. 663–675.


• Брюханова М.В., Кирдянов А.В., Прокушкин А.С., Силкин П.П. Особенности ксилогенеза Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. в условиях криолитозоны Средней Сибири // Экология. 2013. № 5. С. 323–329.


• Ветчинникова Л.В. Береза: вопросы изменчивости (морфо-физиологические и биохимические аспекты). М.: Наука, 2004. 183 с.


• Демаков Ю.П., Пуряев А.С., Черных В.Л., Черных Л.В. Использование аллометрических зависимостей для оценки фитомассы различных фракций деревьев и моделирования их динамики // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2015. № 2 (26). С. 19–36.


• Кнорре А.А., Кирдянов А.В., Прокушкин А.С. Оценка скорости подъема мерзлоты в лиственничниках Центральной Эвенкии методами дендрохронологии // Лесоведение. 2009. № 2. С. 77–80.


• Коропачинский И.Ю. Естественная гибридизация и проблемы систематики берез северной Азии // Сибирский экологический журнал. 2013. Т. 20. № 4. С. 459–479.


• Поздняков Л.К. Мерзлотное лесоведение. Новосибирск: Наука, 1986. 192 с.


• Прокушкин С.Г., Богданов В., Прокушкин А.С., Токарева И.В. Послепожарное восстановление органического вещества в напочвенном покрове лиственничников криолитозоны Центральной Эвенкии // Известия РАН. Серия биологическая. 2011. № 2. С. 227–234.


• Симанько В.В., Бенькова В.Е., Шашкин А.В. Применение метода «скользящих функций отклика» для выявления влияния климатических факторов на радиальный рост деревьев // Вестник КрасГАУ. 2013. № 7. С. 188–194.


• Табакова М.А., Кирдянов А.В., Брюханова М.В., Прокушкин А.С. Зависимость прироста лиственницы Гмелина на севере Средней Сибири от локальных условий произрастания // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2011. Т.4. №4. С. 314–324.


• Фонти М.В., Фахрутдинова В.В., Калинина Е.В., Тычков И.И., Попкова М.И., Шишов В.В., Николаев А.Н. Многолетняя изменчивость анатомических параметров годичных колец лиственницы, сосны и ели в криолитозоне Средней Сибири // Лесоведение. 2018. № 6. С. 403–416.


• Шиятов С.Г., Ваганов Е.А., Кирдянов А.В., Круглов В.Б., Мазепа В.С., Наурзбаев М.М., Хантемиров Р.М. Методы дендрохронологии. Часть 1. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации: Учебно-методическое пособие. Красноярск: Издательство Красноярского государственного университета, 2000. 80 с.


• Barbaroux C., Breda N., Dufrene E. Distribution of above-ground and below-ground carbohydrate reserves in adult trees of two contrasting broad-leaved species (Quercus petraea and Fagus sylvatica) // New Phytologist. 2003. V. 157. P. 605–615.


• Becker P. Competition in the regeneration niche between conifers and angiosperms: Bond's slow seedling hypothesis // Functional Ecology. 2001. V. 14. P. 401–412.


• Boike J., Kattenstroth B., Abramova K., Bornemann N., Cherverova A., Fedorova I., Fröb K., Grigoriev M., Grüber M., Kutzbach L., Langer M., Minke M., Muster S., Piel K., Pfeiffer E.-M., Stoff G., Westermann S., Wischnewski K., Wille C., Hubberten H.-W. Baseline characteristics of climate, permafrost and land cover from a new permafrost observatory in the Lena River Delta, Siberia (1998-2011) // Biogeosciences. 2013. V. 10. P. 2105–2128.


• Bryukhanova M.V., Fonti P., Kirdyanov A.V., Siegwolf R.T.W., Saurer M., Pochebyt N.P., Churakova (Sidorova) O.V., Prokushkin A.S. The response of δ¹³C, δ¹⁸O and cell anatomy of Larix gmelinii tree rings to differing soil active layer depths // Dendrochronologia. 2015. V. 34. P. 51–59.


• Carnicer J., Barbeta A., Sperlich D., Coll M., Peñuelas J. Contrasting trait syndromes in angiosperms and conifers are associated with different responses of tree growth to temperature on a large scale // Frontiers in Plant Science. 2013. V. 4. Article 409. P. 1–19.


• Choat B., Jansen S., Brodribb T. J., Cochard H., Delzon S., Bhaskar R., et al. Global convergence in the vulnerability of forests to drought // Nature. 2012. V. 491. P. 752–755.


• Czimczik C.I., Trumbore S.E., Carbone M.S., Winston G.C. Changing sources of soil respiration with time since fire in a boreal forest // Global Change Biology. 2006. V. 12. P. 957–971.


• Douglass A.E. Climatic cycles and tree-growth. A study of the annual rings of trees in relation to climate and solar activity. Washington: Carnegie Inst. 1919. V. 1. 127 p.


• Drobyshev I., Guitard M.A., Asselin H., Genries A., Bergeron Y. Environmental controls of the northern distribution limit of yellow birch in eastern Canada // Canadian Journal of Forest Research. 2014. V. 44. P. 720–731.


• Genet H., McGuire A.D., Barrett K., Breen A., Euskirchen E.S., Johnstone J.F., Kasischke E.S., Melvin A.M., Bennett A., Mack M.C., Rupp T.S., Schuur E.A., Turetsky M.R., Yuan F. Modeling the effects of fire severity and climate warming on active layer thickness and soil carbon storage of black spruce forests across the landscape in interior Alaska // Environmental Research Letters. 2013. V. 8. Article 045016. 13 p.


• Gillet N.P., Weaver A.J., Zwiers F.W., Flannigan M.D. Detecting the effect of climate change on Canadian forest fires. Geophysical Research Letters. 2004. V. 31. Article L18211. P. 1–4.


• Goldammer J.G., Furyaev V.V. Fire in ecosystems of boreal Eurasia. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1996. 528 p.


• Harden J.W., Manies K.L., Turetsky M.R., Neff J.C. Effects of wildfire and permafrost on soil organic matter and soil climate in interior Alaska // Global Change Biology. 2006. V. 12. P. 2391–2403.


• Harr L., Esper J., Kirchhefer J.A., Zhou W., Hartl C. Growth response of Betula pubescens Ehrh. to varying disturbance factors in northern Norway // Trees – Structure and Function. 2021. V. 35. P. 421–431.


• Hayes D.J., McGuire A.D., Kicklighter D.W., Gurney K.R., Burnside T.J., Melillo J.M. Is the northern high-latitude land-based CO₂ sink weakening? // Global Biogeochemical Cycles. 2011. V. 25. Article GB3018. P. 1–14.


• Holmes R.L. Program COFECHA: Version 3. Tucson: The University of Arizona, 1992.


• Kasischke E.S., Turetsky M.R. Recent changes in the fire regime across the North American boreal region – spatial and temporal patterns of burning across Canada and Alaska // Geophysical Research Letters. 2006. V.33. Article L09703. P. 1–5.


• Kharuk V.I., Dvinskaya M.L., Ranson K.J. Fire return intervals within the northern boundary of the larch forest in central Siberia // International Journal of Wildland Fire. 2013. V. 22. P. 207–211.


• Kharuk V.I., Ranson K.J., Dvinskaya M.L., Im S.T. Wildfires in northern Siberian larch dominated communities // Environmental Research Letters. 2011. V. 6. Article 045208. P. 1–6.


• Kirdyanov A.V., Prokushkin A.S., Tabakova M.A. Tree-ring growth of Gmelin larch in the north of Central Siberia under contrasting soil conditions // Dendrochronologia. 2013. V. 31(2). P. 114–119.


• Kirdyanov A.V., Saurer M., Siegwolf R., Knorre A.A., Prokushkin A.S., Churakova (Sidorova) O.V., Fonti M.V., Büntgen U. Long-term ecological consequences of forest fires in the continuous permafrost zone of Siberia // Environmental Research Letters. 2020. V. 15. Article 034061. P. 1–11.


• Knorre A.A., Kirdyanov A.V., Prokushkin A.S., Krusic P.J., Büntgen U. Tree ring-based reconstruction of the long-term influence of wildfires on permafrost active layer dynamics in Central Siberia // Science of the Total Environment. 2019. V. 652. P. 314–319.


• Korets M.A., Ryzhkova V.A., Danilova I.V., Prokushkin A.S. Vegetation cover mapping based on remote sensing and digital elevation model data // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. XXIII ISPRS Congress, 2016. V. XLI-B8. P. 699–704.


• Moser B., Temperli C., Schneiter G., Wohlgemuth T. Potential shift in tree species composition after interaction of fire and drought in the Central Alps // European Journal of Forest Research. 2010. V. 129. P. 625–633.


• Nikolaev A.N., Fedorov P.P., Desyatkin A.R. Influence of climate and soil hydrothermal regime on radial growth of Larix cajanderi and Pinus sylvestris in Central Yakutia, Russia // Scandinavian Journal of Forest Research. 2009. V. 24. P. 217–226.


• Ponomarev E.I., Kharuk V.I., Ranson K.J. Wildfires dynamics in Siberian larch forests // Forests. 2016. V. 7. Article 125. P. 1–9.


• Rinn F. Tsap V 3.6 Reference manual: computer program for tree-ring analysis and presentation. Germany, Heidelberg: : Frank Rinn Distribution, 1996. 263 p.


• Shishov V.V., Tychkov I.I., Popkova M.I., Ilyin V.A., Bryukhanova M.V., Kirdyanov A.V. VS-oscilloscope: a new tool to parameterize tree radial growth based on climate conditions // Dendrochronologia. 2016. V. 39. P. 42–50.


• Shugart H.H., Smith T.M. Modelling boreal forest dynamics in response to environmental change // Unasylva. 1992. V. 43(170). P. 30–38.


• Sidorova O.V., Siegwolf R., Saurer M., Shashkin A.V., Knorre A.A., Prokushkin A.S., Vaganov E.A., Kirdyanov A.V. Do centennial tree-ring and stable isotope trends of Larix gmelinii (Rupr.) indicate increasing water shortage in the Siberian north? // Oecologia. 2009. V. 161(4). P. 825–835.


• Tautenhahn S., Lichstein J.W., Jung M., Kattge J., Bohlman S.A., Heilmeier H., Prokushkin A., Kahl A., Wirth C. Dispersal limitation drives successional pathways in Central Siberian forests under current and intensified fire regimes // Global Change Biology. 2016. V. 22(6). P. 2178–2197.


• Zyryanova O.A., Terazawa M., Koike T., Zyryanov V.I. White birch trees as resource species of Russia: their distribution, ecophysiological features, multiple utilizations // European Journal of Forest Research. 2010. V. 13(1). P. 25–40.