Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Дендроклиматический анализ радиального прироста лиственницы в Республике Тыва

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Дендроклиматический анализ радиального прироста лиственницы в Республике Тыва"

На правах рукописи

Ойдупаа Орлан Чуккаевич Дендроклиматический анализ

радиального прироста лиственницы в республике тыва

03.00.16.-Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Красноярск - 2007

Работа выполнена в Институте леса имени В.Н. Сукачева СО РАН

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор, академик РАН,

Ваганов Евгений Александрович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор, Харук Вячеслав Иванович доктор географических наук, профессор, Чеха Виталий Петрович

Ведущая организация:

СИФИБР СО РАН, г. Иркутск

Защита диссертации состоится 4 апреля 2007 г. в 10 часов, на заседании

диссертационного совета Д 003.056.01 при Институте леса им. В.Н. Сукачева СО РАН

по адресу: 660036, г. Красноярск, Академгородок, корп. 50, стр. 28.

Fax: 8 (3912)43-36-86

E-mail: insiituteia forest.akadem.ru

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.

Автореферат разослан 4 марта 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.В. Шашкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Текущие расчеты глобального потепления климата планеты основываются на рядах инструментальных метеорологических данных, так и на иных косвенных источниках климатической информации. Для средних широт (бореальная зона Сибири) прошлые длительные изменения климата можно проследить по древесно-кольцевым хронологиям верхней границы распространения древесной растительности, где изменчивость прироста до 70% определяется изменчивостью летней температуры. В последние годы проводятся комплексные исследования наземных экосистем. Важной компонентой этих работ является изучение реакции прироста деревьев в разных растительных зонах, включая высотные градиенты лесорастительных зон. В связи с этим, представляло интерес получить длительные древесно-кольцевые хронологии для высотных трансектов (от верхней до нижней границы леса) в Республике Тыва, исследовать климатические функции отклика прироста деревьев и оценить возможность использования древесно-кольцевых хронологий для реконструкции региональных изменений климата. Не менее важно сопоставить прошлые и текущие изменения климата в данном крупном регионе средних широт Азии с длительными изменениями климата, реконструированными по сети станций дендроклиматического мониторинга Сибири.

Регион Республики Тыва отличен наличием крупных массивов бореальных лесов естественного происхождения, пространственно-временная изменчивость климатических условий и лесных экосистем на фоне высотных градиентов распределения растительности которых представляют материал, содержащий глобальную и региональную составляющие динамики климата и динамики лесорастительных сукцессии. Работа посвящена, в первую очередь, реконструкции климатических изменений, зафиксированных в радиальном приросте деревьев, и оценке реакции лесных экосистем на прошлые, текущие и ожидаемые изменения климата.

Цель работы: Анализ пространственно-временной изменчивости радиального прироста лиственницы сибирской на территории Республики Тыва. Задачи исследования:

1. Создание сети древесно-кольцевых хронологий максимально возможной длительности для исследуемой территории.

2. Пространственно-временной анализ дендрохронологических рядов, построение генерализированных древесно-кольцевых хронологий, отражающих региональные особенности роста деревьев.

3. Анализ связи изменчивости радиального прироста с климатическими факторами с целью выделения основных из них, лимитирующих прирост деревьев в горных условиях.

4. Дендрохронологический анализ археологической древесины кургана Аржан-2.

Научная новизна. Впервые в межгорных котловинах по высотному градиенту произрастания лесной растительности проведен сравнительный анализ древесно-кольцевых хронологий лиственницы сибирской (Ьапх БЛшса ЬескЬ.). Анализ по двум высотным трансектам на хр. Западные Саяны, хр. Восточный Танну-Ола позволил выявить общие закономерности пространственной изменчивости реакции деревьев на изменение климата и получить адекватные модели, описывающие

реакции радиального прироста на изменения основных климатических факторов. Показана возможность использования древесно-кольцевых хронологий для выявления закономерностей колебаний температуры за последние 300 лет. Впервые проведена реконструкция многолетней изменчивости температуры для территории Республики Тыва с использованием метода главных компонент. Реконструкция климатических параметров позволила выявить экстремальные климатические периоды, а также оценить тенденции регионального изменения климата, аналогичные или отличающиеся от изменений климата северной части азиатского континента. Выполнен дендрохронологический анализ археологической древесины и построена «плавающая хронология» для скифского времени кургана Аржаан-2.

Практическое значение. Полученные модели взаимосвязи радиального прироста деревьев и изменений климата для исследуемой территории могут быть использованы для оценки устойчивости древесных растений к экстремальным изменениям температуры и увлажнения. Изменчивость радиального прироста деревьев может служить надежным косвенным индикатором колебаний других климатически обусловленных экологических процессов: продуктивности сельскохозяйственных культур, лесных пожаров и др. Созданная сеть данных древесно-кольцевых хронологий может использоваться в различных областях: а) в климатологии при верификации региональных климатических моделей; б) в лесоводстве при прогнозе реакции радиального прироста деревьев на изменения климата, оценке восстановления лесов и календарной датировки лесных пожаров; г) в археологии для датировки исторических памятников.

Защищаемые положения:

1. Климатические функции отклика древесно-кольцевых хронологий по высотному градиенту произрастания древостоев показывают, что прирост деревьев произрастающих на границе леса и степи в нижней части склонов лимитируют летние осадки, на верхней границе леса основным лимитирующим фактором выступает летняя температура воздуха.

2. Выявлено сходство в реконструированных рядах летних температур Алтае-Саянской горной стране с изменениями климата Субарктики и бореальной зоны средней и восточной Сибири в последние 300 лет.

3. Статистические и имитационные модели адекватно описывают динамику прироста деревьев по суточным и месячным климатическим данным и Moiyr быть инструментом прогноза изменчивости роста деревьев при направленных изменениях регионального климата.

4. Перекрестное датирование и радиоуглеродные даты стволов лиственницы слагающих сруб кургана Аржаан-2 подтвердило событие захоронения скифским временем.

Апробация работы. Материалы представлялись на российских и международных конференциях: «Geographical studies of the Central Asia and Mongolia», Улан-Батор, 2002, «Биоразнообразие и сохранение генофонда флоры, фауны и народонаселения Центрально-Азиатского региона», Кызыл, 2002. «Дендрохронология: достижения и перспективы», Красноярск, 2003, «Climate Changes and their impact on Boreal and temperate forests», Екатеринбург, 2006 г.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 7 публикациях, в том числе в 3 статьях в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК России для опубликования результатов кандидатских диссертаций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и основных выводов, списка литературы. Основной текст изложен на 142 страницах, работа включает 18 таблиц, 23 рисунка и 5 приложений на 5 страницах. Список литературы состоит из 139 наименований, в том числе 76 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Построение и климатический анализ длительных древесно-кольцевых хронологий.

Выполнен обзор научной литературы о влиянии лимитирующих факторов на рост древесных растений в высокогорных условиях. Изложены принципы дендроклиматических реконструкций, в основе которых - построение древесно-кольцевых хронологий в целях анализа прошлых и текущих изменений климата. Анализ литературных данных свидетельствует, что только достаточно густая сеть дендроклиматических станций может служить основой для надежной реконструкции региональных изменений температуры (Ваганов и др., 1996). Дендрохронологические исследования в южных районах Сибири, особенно в высокогорных районах, явно недостаточны (Ваганов, Шиятов, 2001). В частности, такой район как Алтае-Саянская горная страна характеризуется контрастностью климатических условий верхней границы леса и межгорных котловин. В настоящее время в целях реконструкции климата Центральной Азии за длительный период (несколько сот лет) усилиями Института леса СО РАН (Красноярск) и Института географии университета Фридриха - Александра (Эрланга, Германия), Тывинского государственного университета создается региональная сеть дендроклиматических станций. Сеть захватывает обширную территорию: Хакасии (Зеленова, Магда, 2002; Магда, Зеленова, 2002), Алтайского края, Горного Алтая (Магда, Ваганов, 2001), Забайкалья (Андреев, 1999; Ваганов, 2001), Тывы (Магда, Ойдупаа, Блок, 2004; Block et. al. 2003), и Монголии. Большой потенциал для реконструкции длительных изменений климата представляют лиственничные леса горных котловин Алтая, Тувы и Монголии. В этих условиях ныне произрастающая лиственница сибирская достигает более 500 летнего возраста (Ойдупаа, Наурзбаев, Ваганов, 2004). Обзор научной литературы свидетельствует, что анализ прошлых и текущих изменений климата в связи с обсуждаемым глобальным потеплением чрезвычайно важен, скудность инструментальных метеорологических данных на региональном уровне разрешения вполне возможно восполнить дендроклиматическими станциями, чему и посвящена данная работа.

Глава 2. Физико-географические особенности района исследований

В главе дано краткое описание физико-географического положения, орографии, рельефа, климатических условий и почвенно-растительного покрова исследуемого района. Район исследований охватывает Республику Тыва, который по своему географическому положению входит в состав Алтае-Саянской горной страны.

Основными ее структурными единицами являются различные по высотам, протяженности и направлениям горные хребты и межгорные впадины, значительно отличающиеся размерами, формами и высотным положением.

В климатическом районировании (Алисов, 1956) Алтае-Саянская горная страна выделяется, как климатическая область с умерено холодным континентальным климатом. Определяющее влияние на климат межгорных котловин оказывает основной водораздел горной области, проходящий по осевой части Западного Саяна, и обуславливающий резкие природные отличия наветренного и подветренного макросклонов. Климат котловин в силу влияния рельефа засушливый, что приводит к развитию степных и полупустынных ландшафтов. В зимний период климатические условия определяются мощным и устойчивым азиатским антициклоном, центр которого располагается над Тувинской котловиной и северной Монголией. Весной происходит быстрое повышение среднесуточных температур, особенно от марта к апрелю (на 10-12 и до 18°С в Тыве). За начало весны принимаются сроки устойчивого перехода через 0°С. На юге Красноярского края этот переход происходит примерно в середине апреля, а в Тыве - в третьей декаде месяца. О начале лета свидетельствует переход суточных температур через 10°С. На всей территории переход температуры через это значение происходит в третьей декаде мая, начале июня. В мае, а иногда и в июне может происходить значительное понижение температур вследствие вторжения холодного арктического воздуха.

Режим осадков характеризуется выраженным летним максимумом - более 70% их выпадает в летние месяцы. В низкогорьях и котловинах летний пик в сезонной динамике осадков выражен наиболее резко - до 90% годовой нормы. Неравномерность выпадения осадков связана с неоднородностью рельефа. Резко различаются по количеству осадков северо-западный и юго-восточный макросклоны Западного Саяна, а так же северные и южные склоны Танну-Ола. Годовая сумма осадков в котловинной части Тывы 190-200 мм. с увеличением высоты количество осадков возрастает. На наветренных склонах по сравнению с предгорной равниной количество осадков в среднем возрастает на 40%, а на подветренных уменьшается на 35% по сравнению с максимальным количеством осадков на возвышенности.

Лиственничные леса Республики Тыва на пределах своих эколого-географических ареалов приурочены к областям пессимального местопроизрастания в условиях горно-котловинного рельефа и развитой высотной поясности, к таким областям относятся верхние и нижние границы распространения древесной растительности.

Глава 3. Материал и методы исследования

Сбор дендрохронологического материала осуществлялся на высотных трансектах охватывающих нижний и верхний предел распространения древесной растительности в контактной зоне леса, степи и высокогорной тундры, где наиболее ярко выраженными климатическими факторами, лимитирующим радиальный прирост - выступает режим увлажнения и температура. Объектом дендроклиматических исследований явились лиственница сибирская (Ьапх вЛшса ЬсНэ.). Этот вид характеризуются относительно четкими годичными кольцами, долголетием, экологической гибкостью и при этом высокой чувствительностью к воздействию внешних факторов. Сеть дендроклиматических станций охватила юго-восточная часть Республики Тыва, нагорье Сангилен, верхняя граница леса (50°,2' с. ш. 96°, 35' в.д.), верховье рек Кок-эрик, р.Каргы, р.Тажилан. В пределах современной нижней и

верхней границы леса хр. Западный и Восточный Танну-Ола, с абсолютными отметками 2200 м. над уровнем моря, озеро Кара-Холь (50°.48' с.ш. 94°, 18' в.д.). Южный макросклон Западного Саяна на верхней и нижней границе леса верховье р. Ак-хем (5Г,4' с.ш. 91°.00' в.д.). Всего на исследуемой территории было заложено 25 дендроклимэтических станций (Рис. 1.).

Собранный денлр охр о но логический материал - керны живых деревьев были подготовлены для измерений в соответствии с общепринятыми методическими требованиями (Шиятов, ] 986; Шиятов и др., 2000; Cook, Kairiukstis, 1990). Измерения ширины годичных колец произведены в лаборатории дендрохронологии Института леса им. В Н. Сукачева СО РАН на полуавтоматической установке LINTAB V-3.0. с точностью 0.01 мм (Rinn, 1996). Посредством сочетания кросс-корреляционного анализа (Holmes, 1983) и графической перекрестной датировки (Douglass, 1919, Schweingrub er, 1988) определялась абсолютная дата каждого годичного кольца в индивидуальных сериях, выявлялись ложные и выпавшие кольца. Кросс-корреляционный анализ реализован в специализированном пакете дендрохронологических исследований DPL-1998 (Holmes, 1998) и DPL-99 (Holmes, 1999), а графическая перекрестная датировка выполнена в программном пакете TSAP-V3.5. (Rinn, 1996) с визуальным сопоставлением кривых изменчивости абсолютных значений радиального прироста. Оценка возрастного тренда проведена для каждого индивидуального дерева, возрастная кривая аппроксимировалась негативной экспонентой, относительно которой рассчитывались индексы прироста. Процедуры расчетов выполнены в специализированных программных пакетах для лендрохронологических исследований (Cook. 1999). Процедуру оценки

климатических функций отклика проводили по расчетам корреляций между индексами прироста и ежемесячными значениями температуры воздуха и осадков за период с января по август текущего года и с сентября по декабрь предыдущего года роста дерева (РпИб, 1976). Для оценки изменчивости прироста деревьев в зависимости от разных факторов использован также метод главных компонент посредством разложения корреляционной матрицы по ортогональным функциям (РпПб, 1991). Адекватность модели реконструкции оценивалась по ряду статистических критериев: коэффициенту корреляции (при критическом значении «0,05), критерию Фишера с уровнем доверительной вероятности «95%, автокорреляции остатков, оцениваемой по значению В\У-статистики (критерий Дарбина - Ватсона).

Глава 4. Закономерности радиального прироста лиственницы в Алтае -Саянской горной стране

Длительность построенных обобщенных древесно-кольцевых хронологий составляет от 107 до 584 лет. Высокие статистически значимые связи (11=0,64) отмечаются между хронологиями отдаленных расстоянием друг от друга до 250-300 км. В отдельные периоды связь усиливается (1850-1900, 1950-1998), или несколько ослабляется (1800-1850, 1900-1950), но остается значимой для всех без исключения участков. Анализ полей распределения корреляционных связей между локальными хронологиями показал, что в группу по верхней границе леса (1-ая группа) вошли 8 дендроклиматических станций расположенные на нагорье Сангилен, Алтая и Западных Саян. Наиболее многочисленной оказалась 2-ая группа станций по нижней границе леса, в основном расположенные в Западной и Восточной Танну-Ола. Интересно, что в третью группу хронологий попали три станции расположенные на средних абсолютных высотах (1720-1740 м. над ур. м.). Такое распределение, вероятно, связано с климатическими условиями, которые относительно однородны для выделенных территорий (Рис. 2).

0.6 компонента

Рис. 2. Поля распределения корреляционных связей между локальными хронологиями в проекции первых главных компонент.

Древесно-кольцевые хронологии близко расположенных участков показали высокую согласованность в ежегодных изменениях радиального прироста. Эта

согласованность характеризуется высокими парными коэффициентами корреляции (от 0,6 до 0,8), коэффициентами чувствительности (от 0,2 до 0,4) и синхронности (от 0,6 до 0,8). Такая согласованность позволила объединить близко расположенные хронологии и в дальнейшем рассматривать ' четыре, которые характеризуют изменчивость радиального прироста лиственницы на верхней границы леса в восточной части Горного Алтая, Западном Саяне, Восточном Танну Ола и нагорье Сангилен. Основные статистические характеристики обобщенных хронологий и число использованных деревьев приведены в табл. 2. Они показывают тесную межсериальную коррелятивную связь между индивидуальными сериями (R до 0,68), высокую чувствительность (до 0,30), а также значительное превышение сигнала над шумом, критерием которого послужил расчет SSS (Subsample signal strength) в хронологиях для уровня SSS>=0,80 (Wigley, Briffa and Jones, 1984; Holmes, Adams, Fritts, 1986; Methods of Dendrochronology ..., 1990). Все это свидетельствует о наличии в хронологиях сильного внешнего (климатического) сигнала. Общая цикличность и высокая корреляция региональных хронологий на верхней границе леса дали основание для их объединения в одну генерализированную ДКХ хронологию, характеризующую изменчивость прироста для трёх крупных районов по Республике Тыва, Западные Саяны (SAY), Восточный и Западный Танну-Ола (KRH), нагорье Сангилен (ETU) и одной в Горном Алтае (ALT) (Табл. 1).

Таблица 1.

Физико-географическое положение региональных древесно-кольцевых хронологий._

Область Район Высотный предел древесной растительности Условное обозначение хронологии

Горный Алтай Южный макросклон Курайского хребта, абсолютные высоты до 3400 м. до 2200 м. ALT

Западный Саян Южный макросклон Западно-Саянского хребта, абсолютные высоты до 3100 м. до 2200 м. SAY

Южная Тыва Южный макросклон хребта Восточная Танну-Ола, абсолютные высоты до 2600 м. до 2300 м. KRH

Юго- восточная Тыва Нагорье Сангилен, абсолютные высоты до 3200 м. до 2400 м. ETU

Для статистической оценки индивидуальных и обобщенных (для участка или группы участков) хронологий использовались традиционные характеристики: межсериальные и парные коэффициенты корреляции, чувствительность, среднеквадратическое отклонение и др. (Methods of Dendrochronology ..., 1990). Расчеты климатических функций отклика (Fritts, 1976) аргументированы стандартным набором статистических критериев (F-критерий, критерий Дарбина-Ватсона) оценки тесноты связи и оценки добротности моделей реконструкции температуры по древесно-кольцевым сериям (Химмельблау, 1973). Для сопоставления рядов климатических переменных с измерениями древесных колец использованы месячные данные высокогорных метеостанций, расположенных в районе исследования: «Ак-

Кем» (Алтай), «Кызыл» (Республика Тыва), «Ulaangom» (Северная Монголия) и данные (с пространственным разрешением 5x5 градусов с.ш.-в.д.) помесячных наблюдений приземной температуры воздуха усредненные для координатной сетки: 50-55 с.ш. и 80-105 в.д.; 65-75 с.ш. и 80-105 в.д. (Peterson et al., 1998).

Таблица 2.

Местоположение и статистика высокогорных региональных древесно-кольцевых хронологий

Местоположение и Древесно-кольцевые хронологии*

статистика ALT SAY KRH ETU

Координаты, с.ш. в.д. 50°47' 87°39' 51°40' 89°55' 50°56' 94=20' 50°20' 96°20'

Высота над ур. моря, м 2100 1900 1800 2300

Число деревьев, шт 63 59 59 28

Календарный период, годы 906- 1999 1612-2001 1580-2001 1418-2001

Межсериальный коэффициент корреляции 0.67 0.68 0.50 0.68

Среднеквадратическое отклонение 0.30 0.29 0.27 0.20

Коэффициент чгвствительности 0.3 0.24 0.2 0.3

Автокорреляция первого порядка 0.41 0.62 0.58 0.70

Доля первой главной компоненты, % 47.7 48.7 29.7 48.8

Сезонный ход температуры и осадков для ключевых метеостанций исследуемого региона свидетельствует, что положительных значений температура достигает в конце мая - начале июня (рис. 3). Длительность периода с положительными температурами составляет 6-7 месяцев. Распределение

осадков неравномерно,

максимум сдвинут на летние месяцы. В мае и июне выделяется сухой период (по климатодиаграмме Госсена-Вальтера (Walter, 1967).

Рис. 3. Ход среднемноголетних метеоданных м/с «Кызыл» (а) и «Ulaangom» (б).

Расчет климатических функций отклика для четырех региональных хронологий верхней границы леса с климатическими данными отдельных месяцев ближайших метеостанций четко показал, что основное влияние на изменчивость радиального прироста деревьев лиственницы в исследуемом районе оказывают температуры июня-июля месяцев (рис. 4).

ГГ2 г.п

Ш—sm

Вг

I ::

а

EL

Рис. 4. Гистограммы парных коэффициентов корреляции между дендрохронологическими рядами и месячной температурой воздуха м/с «Ulaangom».

Причем практически везде прослеживается преобладающее влияние температур июня. Так, для Горного Алтая корреляция с температурой июня превышает 0,6, для трех других участков - превышает 0,5. Такая корреляция характерна и для роста лиственницы на полярном пределе распространения лесной растительности (Ваганов, Шашкин, 2000). В северных широтах продукция клеток древесины и ширина годичного кольца в основном определяется климатическими условиями первой половины сезона роста, влияние, например, температуры во второй половине июля на продукцию новых клеток годичного кольца практически не значимо (Vaganov et al., 1999; Hughes et al., 1999). Рост лиственницы на верхнем пределе леса показывает сходный климатический отклик.

Соединенные на одном графике древесно-кольцевые хронологии четырех горных районов Алтая и Саян показывают весьма синхронный характер погодичных и более длительных изменений радиального прироста (рис. 5).

leso

Годы

Рис. 5. Погодичная согласованность дендрохронологических рядов Алтае-Саянской горной страны.

Синхронные депрессии радиального прироста в 1733, 1736,1745, 1750, 1768, 1775-76, 1785, 1788, 1813, 1841, 1854, 1884, 1910-11, 1927, 1958, 1961, 1988 и 1995 гг. В

длительных изменениях прироста можно выделить периоды ускоренного (1725-1740, 1776-1783, 1802-1811, 1858-1865, 1878-1883, 1890-1900, 1930-1954) и замедленного (1700-1710, 1788-1800, 1812-1825, 1833-1855, 1865-1874, 1910-1920, 1957-1963, 19851990) роста. Хорошая согласованность изменений прироста для всех четырех районов отражается и в значимой корреляции и синхронности хронологий между собой, рассчитанной для периода последних 294 лет (табл. 3).

Таблица 3.

Парные коэффициенты корреляции и синхронности между генерализированными хронологиями для периода от 1706 по 1999 гг (п=294)._

Хронологии ALT

БАУ 0,63/76 SAY

Ы1Н 0,44/69 0,38/73 KRH

ЕТО 0,64/68 0,57/73 0,31/75 ETU

Высокая согласованность в изменчивости радиального прироста хронологий четырех районов свидетельствует о наличие в них общего для всего исследуемого района климатического сигнала. Наиболее полно выделить и проанализировать этот климатический сигнал можно, рассматривая первые принципиальные компоненты хронологий (Андреев и др. 1999; Панюшкина, Наурзбаев, 2000). В таблице 4 приведена оценка доли первой главной компоненты, которая объясняет 61-64% суммарной дисперсии изменчивости радиального прироста четырех анализируемых хронологий отдельно за три последних столетия. Первая главная компонента стабильно объясняет более 60% общей изменчивости радиального прироста четырех хронологий. В соответствии с ранее проведенным анализом функции отклика можно предполагать, что эта компонента коррелированна с летней температурой. Действительно, корреляция показывает, что первая принципиальная компонента имеет значимую корреляцию с изменением июнь - июльской температуры, а с температурой июня корреляция достигает 0,67.

Таблица 4.

Коэффициенты корреляции хронологий с первой главной компонентой на разных временных интервалах.__

Хронологии Первая главная компонента

1706-1999 гг 1706-1800 гг 1801-1900 гг 1901-1999 гг

ALT 0,87 0,85 0,87 0,86

SAY 0,83 0,83 0,94 0,85

KRH 0,63 0,76 0,50 0,57

ETU 0,81 0,75 0,82 0,81

Объясненная доля

дисперсии, в % 63 64 64 61

Такая связь позволяет использовать первую главную компоненту как основу для расчета модели реконструкции и собственно реконструкции хода июньской температуры. Основные параметры модели приведены в табл. 5.

Для периода калибровки модели (периода с имеющимися инструментальными данными) статистические оценки высоки (р<0,001). Лучшие связи показывает первая главная компонента с климатическими данными метеостанции «Ulaangom», высота

над ур. моря около 1000 м, а также по «гриду» приземной температурой воздуха 50 -55Ы * 80 - 105°Е для периода от 1950 по 1999 гг, обеспеченного значительным количеством инструментальных метеонаблюдений (Рис. 6а)

Таблица 5.

Результаты калибровки моделей реконструкции приземной температуры воздуха.

Точечные или усредненные метеоданные, координаты, высота над у. м.

Период

калибровки,

годы

Статистика инструментальных рядов Статистика моделей реконструкции

Средняя температ ура, градусы Цельсия 50У*, градусы Цельсия Коэффициент корреляции (уровень доверит. вероятности) Оценка различия между фактической и остаточной дисперсией по критерию Фишера Коэффициенты уравнения вида: Т = В„+(В,*РС,)

Во В,

а) Алтае-Саянская хронология

ИЮНЬ

Кызыл 51,45N 94.25Е 630 м. 1944-1986 17,91 1,44 0,49 (р<0,001) Fi 41=12,7; р<0,001 17,62 0,78

Ulaangom 49,00N 91.20Е 940 м. 1952-1997 17,40 1,43 0,67 (р<0,001) Fj 44=35,0; р<0,001 17,36 1,18

Ак-Кем 49,5 8N 86,42Е 2050 м. 1951-1980 7,53 1,26 0,62 (р<0,01) Fu8=17,4;p<0,01 7,32 0,90

июнь-июль

Приземная температура воздуха** для координатной сетки: 50- 55 с.ш. 80- 105 в.д. 1880-1999 1950-1999 0,12** 0,11** 0,92 0,89 0,37 (р<0,001) 0,71 (р<0,001) F..:.s=18,4;p<0,001 F,.4s=48,3;р<0,001 -0,17 -0,00 0,38 0,73

* - среднеквадратическое отклонение ** - в отклонениях (Peterson et а!., 1998)

Рассмотрим результат реконструкции летней температуры, приведенный на рис. 66. При сопоставлении с длительными изменениями температуры на севере Сибири (по данным Ваганов и др., 1996, 2000), можно отметить значительные совпадения вековых и погодичных колебаний и выделить особенности. Например, для периода с 1706 по 1810 г. колебания температуры в высоких широтах и в Алтае-Саянской горной стране не показывают выраженных трендов и в целом весьма сходные. Однако, начиная с 1800 г. обе кривые выявляют резкое падение температуры, которое продолжается около трех десятилетий, после чего отмечается устойчивый тренд, вплоть до 1940-х, затем температура в высоких широтах, также как и в исследуемом районе, сначала понижалась, а затем стабилизировалась. Особенно хорошо согласованность длительных изменений температуры в двух сравниваемых районах Азии можно увидеть в кривых низкочастотной (40-летней) фильтрации. В более короткопериодических колебаниях (т.н. внутривековых) различия кривых значительнее. Например, ход изменения летней температуры в Алтае-Саянской горной стране имеет несколько выраженных резких падений (после 1763, 1782, 1812, 1832, 1862, 1884, 1912, 1953-54 гг.). Эти падения значительны, после них ход кривой прироста (и реконструкции изменения летней температуры) восстанавливается к исходному уровню в течение нескольких (до 10) лет.

Рис. б. а) Сопоставление погодичных колебаний Алтае-Саянской хронологии (1) с ходом июнь-июльской (2) температуры воздуха, рассчитанной для координатной сетки от 50 по 55 северной широты и от 80 по 105 восточной долготы; б) Сравнение вековых и погодичных колебаний июнь-июльской температуры воздуха реконструированных для Алтае-Саянской горной страны (1) и Субарктической области Азии (2). Пунктиров выделены колебания с частотой >40 лет (НЧ фильтрация исходных рядов).

Полученные результаты важны как для анализа длительных региональных изменений климата, так и в глобальном аспекте. Хорошая согласованность длительных изменений летней температуры на севере и юге Сибири свидетельствует, что эти изменения характерны для большой части континента в целом. Учитывая, что изменения на севере Сибири представляют изменения во всей циркумполярной области Северного полушария (Overpeck et al., 1997; Ваганов и др., 2000), можно полагать, что в изменениях летней температуры в Алтае-Саянской горной стране присутствует значительная глобальная составляющая. Диапазон изменений летней температуры за последние 300 лет для севера и юга Сибири имеет практически одинаковую амплитуду. Так, разница между самым холодным (первая половина 19-го столетия) и самым теплым (1930-1950-е годы) периодами в погодичных изменениях летней температуры воздуха на севере составляет 3,0 °С и на юге -2,6 °С (Рис. 66). Если сравнивать сглаженные кривые, то отличия в их ходе можно отметить только для начала XIX века (на севере уменьшение температуры значительнее на 0,5° С и на рубеже XIX и XX веков, когда температура на юге практически на 1° С больше, чем на севере (рис. 66). Интересным является то, что по сглаженным кривым в течении XVIII веке температура, как на севере, так и на юге практически одинакова, значительные расхождения наблюдаются в течении XIX в. ход сглаженных летних температур снова неплохо совпадает.

Полученные результаты не согласуются с расчетами климатических моделей в оценке изменений летней температуры. Даже в теплый период середины и особенно конца 20-го столетия, отклонения июньской температуры в высоких широтах было не больше, чем в средних. Практически отсутствует видимое резкое увеличение температуры в последние десятилетия 20-го столетия, как на севере, так и на юге Сибири. Это расходится с данными, полученными по Северному полушарию (Mann et al., 1998). Такое расхождение свидетельствует, что в ходе летних температур, наиболее важных для роста древесной растительности в высоких широтах и на верхнем пределе ее распространения, существенного повышения не наблюдается. Поэтому можно заключить, что пока рост деревьев растущих на территории бореальных лесов Азии не испытывает влияния глобального потепления.

Глава 5 Анализ комбинированного влияния климатических факторов

на динамику радиального прироста деревьев на макросклонах Республики Тыва.

Анализ пространственных закономерностей возрастных кривых радиального прироста выполнен по высотным трансектам. Чтобы определить, существуют ли общие особенности возрастных изменений в росте деревьев лиственницы, применимые к реконструкции климата, использованы параметры RCS- оценки возрастных кривых.

Чтобы получить среднюю возрастную кривую для каждого участка, ширина годичных колец деревьев была усреднена относительно камбиального возраста. Оказалось, что возрастные тренды наилучшим образом описывает негативная экспонента вида (Рис. 7.):

1А = 10 ехр (-а*А) + Imin, (1)

где 1А - ширина годичного кольца в возрасте A; I0, Imin ~ константы прироста.

Подобного рода экспоненциальные кривые рекомендованы для удаления возрастного тренда при традиционном методе стандартизации (Fritts et al., 1963; Hughes et al., 1982; Cook, Kairiukstis, 1990). Расчеты формы возрастной кривой выполнены для всех дендроклиматических станций. На рисунке 6а приведены примеры аппроксимации возрастных трендов согласно формулы (1). Из рисунка видно, что значение константы Imin характеризует стабильность прироста деревьев

Возраст, лет

Рис. 7. Пример аппроксимации возрастных трендов.

В пределах отдельной области (региона) на примерно одинаковой широте, температура изменяется с возвышением местности, и соответственно меняется длительность вегетационного сезона. Для 1230-метрового высотного трансекта в Туве температурный диапазон составляет 7.4°С, в случае высотного градиента изменения температура равного 6°С/км. В сравнении с широтным трансектом, где перепад летних температур достигает 12°С и среднегодовых 9°С параметры возрастных кривых высотного трансекта изменяются с высотой местности, т.е. четко

Констант* прироста ■ 1,0897 - (0,0003 * Высота) R - -0,74

1400 1600 1600 2000 Высота над уровнем моря, м.

прослеживается тенденция

снижения прироста лиственницы с возрастанием высоты н.у.м. (Рис. 8).

Рис. 8. Зависимость параметра 1 пип возрастных кривых от высотного положения местопроизрастания

деревьев.

Аппроксимированные возрастные изменения прироста лиственницы, экспоненциально снижаются с максимальных величин до практически стабильного уровня. Такие результаты могут свидетельствовать либо о благоприятных стартовых условиях (отсутствие видовой и межвидовой конкуренции) для молодых деревьев, или же причиной отсутствия «ювенильного периода» может быть то, что сборы проводились на уровне 1,3 метра от корневой шейки, а начальный период депрессии радиального прироста мог приходиться на самые первые годы роста вследствие конкуренции с травяным покровом. С повышением высоты н.у.м. происходит закономерное уменьшение ширины колец. Так, для высот 1400-1800 м средние значения ширины колеблются в пределах от 0,8 до 1,25 мм, а для высот 1600-2100 м - от 0,43 до 0,62 мм. В целом по исследуемому району средняя ширина колец составляет 0,69 мм (KRH), 0,62 мм (SAYAN), 0,43 мм (ETU), максимальная же может достигать 7,67 мм (Т22).

Были рассмотрены закономерности изменения ширины годичного кольца с возрастом для четырех районов в зависимости от условий их произрастания: лиственничные леса Тывы (межгорные котловины и склоны южных экспозиций), собственно верхняя граница и участки, расположенные в близи нее.

ТЭЬс(2170к

а граница ласа ТЮ <1вЮ м. над ур. м.)

|ПSИ ? i5s15 I I IiZ5 5 5 5 S 15

Рис. 9. Парные коэффициенты корреляции с климатическими факторами на верхней и нижней границе леса по Карахольскому трансекту.

Если на верхней границе леса основным лимитирующим фактором является температура июня, июля текущего года роста, то на нижней границе леса Восточного Танну-Ола основным климатическим фактором является осадки июня и июля (Рис. 9).

Наряду с определением частных коэффициентов корреляции использован множественный регрессионный анализ, в результате которого строилась модель,

статистически описывающая изменчивость индексов радиального прироста деревьев (предиктант) в зависимости от факторов (функция отклика).

Восточный Танну-Ола Т38С (2170 м. над ур. м ) Климатически* функции отклика по средним летним температурам

Восточный Танну-Ола TOS (1800 м. над ур. м.) Климатические функции отклика по средним летним температурам

Восточный Танну-Ола Т04 (1720 м. над ур. м.)

Климатические функции отклика по средним летним температурам

Восточный Танну-Ола Т10 (1610 м. над ур. м.) Климатические функции отклика по средним летним температура)

Рис. 10. Климатические функции радиального прироста отклика радиального прироста на летние температуры и осадки (апрель-август) карахольского трансекта хр. Восточный Танну-Ола.

Результаты статистического анализа климатических функций отклика, показали ведущее значение изменчивости увлажнения на рост лиственницы в лесостепной зоне и межгорных котловинах Республики Тыва (Рис. 10). Существенное влияние на рост оказывает количество осадков в летние месяцы, однако, наиболее значимы оказываются осадки гидрологического года, т.е. за период с осени предшествующего года до начала сезона роста текущего года.

Результаты статистического анализа индексов прироста с месячными данными проанализированы более подробно, используя уже имеющуюся имитационную модель роста и формирования годичных колец, разработанную в лаборатории дендрохронологии Института леса СО РАН и апробированную при описании сезонного и погодичного роста деревьев в различных экологических условиях, в том числе и для степной зоны (Ваганов и др., 1990; Шашкин, Ваганов, 1993; Ваганов, Шашкин, 2000). Модель работает на принципе лимитирующих факторов.

Для калибровки модели и подборе основных ее параметров были рассмотрены контрастные по увлажнению годы роста. Несколько важных параметров модели определялись по данным прошлых физиологических исследований и по описанию почвенных условий роста, например нелинейная зависимость транспирации от температуры, малая водоудерживающая способность почв, наличие поверхностного стока осадков (поскольку большинство участков было на склонах разной экспозиции), быстрый отклик в росте на приход влаги и др. Существенным фактором сезонной динамики влажности почвы было ее начальное (на начало сезона) содержание. Не менее ключевую роль играли раннелетние осадки. Для калибровки модели использовали короткие участки хронологий. Сравнение расчетных и

измеренных хронологий показали их хорошее соответствие (R=0,62-0,73) 1-адекватность параметров модели особенностей отдельных мест произрастай)« деревьев.

Важная особенность имитационной модели в том, что она может быть инструментом для прогноза изменений роста И формирования годичных колец е условиях направленных изменений климата (например, при региональных сценариях потепления), поскольку лишена тех ограничений, которые имеют статистические модели прогноза (Ваганов. Шашкин, 2000). Современные методы климатического моделирования (например, down-scaling) позволяют прогнозировать изменчивость месячных и даже суточных величин температуры и осадков для выбранного региона при разных сценариях увеличения углекислоты и других тепличных газов е ■атмосфере, что в свою очередь, позволяет эффективно использовать полученную имитационную модель для оценки потенциальных изменений в радиальном приросте деревьев (Reinhard et al., 1999). Ряд последних результатов хорошо подтверждают это (Ваганов, Пак, 1995: Ваганов, Шашкин, 2000: Park. Vaganov, 1998,1999).

Глава 6, Дендрохронологическин и радиоуглеродный анализ археологической древесины кургана Аржан-2.

В течение 1998-2003 гг. Центрально-Азиатской экспедицией Государственного Эрмитажа и группы специалистов Евразийского отделения Германского археологического института проводилось исследование элитного погребения скифского времени, кургана Аржаан-2. В настоящее время ясно, что памятник Аржаан-2 имеет мировое значение и является одним из крупнейших открытий начала нашего тысячелетия (Чу Гунов. Парцингер, Нагл ер. 2002).

Курган расположен на севере Республики Тыва в Турано-Уюкской котловине, & местности известной как «Долина царей». Наличие деревянных погребальных конструкций в могилах 2 (сочетание клети и сруба), 5 {двойной сруб) и 11 (колода) обеспечило проведение дендрохронологического анализа, основанного на фиксации

Рис. 11. Общий вид могилы 5. 11а - общий вид сверху, 116 - внутренний и внешний срубы.

В результате проведенного исследования было установлено, что сооружение могил 5 и 2 происходило в один и тот же год (Рис. 12).

Годы

Рис. 12. Пример перекрестного датирования образцов могилы 5. Под номерами 44, 45, 49, 50 образцы с сохранившимся «подксровым» слоем.

Исходя из того, что процесс формирования поздней древесины кольца завершен (Рис. 13 а и б), можно утверждать, что использованные для сооружения постройки деревья были заготовлены в осеннс-зимний период.

Рис. 13. Фрагменты образцов с «подхоровым» кольцом: 13а - образец № 20 с могилы 5, 136 -образец № кЗ могилы 2.

Определение абсолютного возраста памятника достигалось на основе использования «wiggle matching» метода, когда с одного диска были подготовлены 3 пробы, содержащие древесину с шагом в 20 колец {т.е. 1 проба - 1-20 кольцо, 2 проба - 21-40 кольцо, 3 проба - 41-60 кольцо). Использование этого метода позволяет оценить качество радиоуглеродного датирования и более точно установить время сооружения памятника. В нашем случае был отобран образец № 15 (содержит 97 колец) из внутренней камеры могилы 5 с сохранившимся внешним подкорковым кольцом. Радиоуглеродный анализ древесины кургана Аржаан 2 был выполнен Л.А. Орловой в лаборатории геологии и палеоклиматологии Института геологии СО РАН г. Новосибирск (Табл. 6).

Таблица 6.

Радиоуглеродное датирование кургана Аржан-2

N Лабораторный номер Радиоуглеродная дата Калибровочные даты (BP)

A2-I СОАН-6409 2б70±40 84SBC(59,0%)795BC

А2-2 СО АН-6410 2645±35 830ВС(68,2%)790ВС

А2-1 СОАН-6411 2630±40 830ВС(68,2°/о)785ВС

Анализ полученных радиоуглеродных дат показывает, что с учетом возраста образца, исследуемый памятник следует отнести к временному интервалу 750 - 700 ВС, т.е. ко второй половине 8 века до н.э.

Таким образом, в результате проведенного исследования было установлено, что сооружение могил 5 и 2 происходило в один и тот же год в осенне-зимний период. Изучение образцов с могилы 11, позволило предположить, что время рубки дерева использованного для сооружения колоды пришлось на этот же год. Выполненное радиоуглеродной датирование позволило привязать 200-летнюю «плавающую» хронологию к абсолютной шкале времени и установить время сооружения памятника - вторая половина 8 века до н.э.

Основные выводы:

1. Создана сеть станций дендроклиматическго мониторинга на территории Республики Тыва. Получено 25 обобщенных хронологий по лиственнице сибирской, а также региональные хронологии для отдельных районов.

2. Статистические характеристики полученных древесно-кольцевых хронологий свидетельствуют, что в радиальном приросте деревьев содержится значительный климатический сигнал, что указывает на значительное влияние климатических факторов на рост растений в районе исследований.

3. Анализ древесно-кольцевых хронологий вдоль высотного трансекга показывает четкие тенденции в изменениях возрастных кривых, обусловленные уменьшением летней температуры и длительности вегетационного периода с возрастанием высоты над уровнем моря.

4. Вдоль высотного трансекта закономерно изменяется климатический отклик в радиальном приросте лиственницы - четкая зависимость прироста от летней температуры на верхней границе леса постепенно сменяется зависимостью от увлажнения (весенних и летних осадков) на нижней границе леса.

5. По обобщенным древесно-кольцевым хронологиям за последние 300 лет выявлено сходство в длительных изменениях раннелетних температур в Алтае-Саянской горной стране с изменениями глобальной температуры воздуха Северного полушария. Отмеченные в разные периоды отличия в ходе реконструированных кривых указывают на то, что в образовании климата влияют не только общие закономерности для Северного полушария, но и региональные.

6. Разработанная в лаборатории дендрохронологии имитационная модель роста и формирования годичных колец деревьев достаточно адекватно описывает сезонный и погодичный прирост лиственницы на высотном трансекте в Республике Тыва.

7. Выявлено ведущее значение начальной влажности почвы и увлажнения в первый период активного роста (май-июнь) для формирования годичных колец лиственницы в средней и нижней части гор Тывы, которые объясняют тесную связь осадков с радиальным приростом деревьев на нижней границе леса.

8. Дендрохронологический анализ древесины из кургана Аржаан-2 позволил построить «плавающую» древесно-кольцевую шкалу длиной в 200 лет. В перспективе можно ожидать продления этой хронологии в обе стороны за счет перекрестного датирования с древесиной из близкорасположенных курганов «царской долины» (включая собственно Аржаан-2).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ: Статьи в рецензируемых журналах:

1. О.Ч. Ойдупаа, Е.А. Ваганов, М.М. Наурзбаев. Длительные изменения летней температуры и радиальный рост лиственницы на верхней границе леса в Алтае -Саянской горной стране // Лесоведение, 2004, №6, с. 84-91.

2. В.Н. Магда, Й. Блок, О.Ч. Ойдупаа Выделение климатического сигнала на увлажнение из древесно-кольцевых хронологий горных лесостепей Алтае - Саянской горной страны // Известия Русского географического общества, 2005, № 4, с. 42-46.

3. Мыглан В.О., Слюсаренко И.Ю., Ойдупаа О.Ч., Гаркуша Ю.Н. Царский курган Аржаан-2 в Туве: денрохронологический аспект // Археология, этнография и антропология Евразии, 2006, № 4, с. 130-138.

Материалы конференций и тезисы докладов:

4. В.Н. Магда, Й. Блок, О.Ч. Ойдупаа. Variability of tree-growth in mountain forest-steppe in Central Asia // «Биоразнообразие и сохранение генофонда флоры, фауны и народонаселения Центрально-Азиатского региона», Международная конференция Кызыл, 2002, с. 23.

5. Magda V., Block J. Oydupaa О. Spatial-temporal relations between tree-growth on upper and lower timberline in Central Asia // Geografical stady of Central Asia and Mongolia. Extended abstracts. International conference, September 6-11, 2002, Ulaanbaator, Mongolia, p. 53.

6. О.Ч. Ойдупаа. Высокогорные древесно-кольцевые хронологии Алтая-Саянской горной страны // международная конференция Дендрохронология: достижения и перспективы, 27-30 октября 2003 г, Красноярск, с. 41.

7. О. Oydupaa, М. Naurzbaev Prolonged changes in summer temperature and radial increment of larch trees at the upper timberline in the Altai-Sayan mountains // «Climate Changes and their impact on Boreal and Temperate Forests», International Conference June 5-7, 2006 r. Ekaterinburg, Russia, p. 73.

УОП ИЛ CO РАН Заказ №53, тираж 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Ойдупаа, Орлан Чуккаевич

Введение

Глава 1. Дендроклиматические исследования в горных районах бореальных лесов.

1.1 .Климатические градиенты в горных районах.

1.2. Особенности вертикального распространения древесной растительности в горных районах при лимитировании температурой и дефицитом влаги.

1.3. Дендроклиматические исследования в горных районах Северной Америки.

1.4. Дендроклиматические исследования в горных районах Евразии.

1.5. Дендроклиматические исследования в Монголии и Алтае-Саянской горной стране.

1.6. Дендрохронология больших курганов Саяно - Алтайской горной страны.

Глава 2. Природные условия района исследований.

2.1. Физико-географическое положение и рельеф.

2.2. Климат.

2.3. Растительный покров и почвенные условия произрастания древостоев в районе исследований.

Глава 3. Материалы и методы.

3.1. Методы исследования.

3.2. Особенности сбора археологической древесины для построения древесно-кольцевых хронологий.

3.3. Измерение и датировка.

3.4. Стандартизация.

3.5. Построение древесно-кольцевой хронологии.

3.6. Статистические оценки изменчивости прироста.

3.7. Выявление климатического сигнала и моделирование взаимосвязи 54 прирост-климат.

Глава 4. Закономерности радиального прироста лиственницы в Алтае

-Саянской горной стране.

4.1. Статистические характеристики используемых хронологий.

4.1.1. Длительность хронологий.

4.1.2. Межсериальный коэффициент корреляции хронологий.

4.1.3. Чувствительность и среднеквадратичное отклонение

4.1.4. Автокорреляция первого порядка.

4.2. Пространственные корреляции хронологий - выделение региональных сигналов.

4.3. Анализ отклика радиального прироста на климатические изменения и выявление лимитирующих рост факторов.

4.4. Сопряженность длительных изменений температуры на верхней и северной границах леса в центральной части Азиатского континента.

Глава 5. Анализ комбинированного влияния климатических факторов на динамику радиального прироста деревьев на макросклонах Алтае-Саянской горной страны.

5.1. Радиальный прирост.

5.2. Закономерности изменения климатической реакции древесных растений вдоль высотного трансекта.

5.3. Описание имитационной модели.

5.4. Основные параметры модели, характеризующие рост деревьев в 92 условиях межгорных котловин Республики Тыва.

Глава 6. Дендрохронологический и радиоуглеродный анализ археологической древесины курганов Аржаан-2.

6.1. Месторасположение и краткая характеристика археологической древесины из кургана Аржан 2.

6.2. Дендрохронологический анализ материала.

6.3. Радиоуглеродный анализ археологической древесины кургана

Аржан 2.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Дендроклиматический анализ радиального прироста лиственницы в Республике Тыва"

Текущие расчеты прогнозирования глобального потепления климата планеты • основываются, как по рядам инструментальных метеорологических данных, так и по иным косвенным источникам климатической информации. Для средних широт (бореальная зона Сибири) прошлые длительные изменения климата можно проследить по древесно-кольцевым хронологиям верхней границы распространения древесной растительности, где изменчивость прироста до 70% определяется изменчивостью летней температуры. В последние годы проводятся комплексные исследования наземных экосистем, важной компонентой этих работ является изучение реакции прироста деревьев в разных растительных зонах, включая высотные градиенты лесорастительных зон. В связи с этим, представляло интерес получить длительные древесно-кольцевые хронологии высотных трансектов верхней и нижней границы леса в Республике Тыва, исследовать климатические функции отклика прироста деревьев и оценить возможность использования древесно-кольцевых хронологий для реконструкции региональных изменений климата. Не менее важно сопоставить прошлые и текущие изменения климата в данном крупном регионе средних широт Азии с длительными изменениями климата, реконструированными по сети станций дендроклиматического мониторинга Сибири.

Регион Республики Тыва отличен наличием крупных массивов бореальных лесов естественного происхождения, пространственно-временная изменчивость климатических условий и лесных экосистем на фоне высотных градиентов распределения растительности представляют материал, который содержит глобальную и региональную составляющие истории климата и динамики лесорастительных сукцессий. Работа посвящена, в первую очередь, пространственно-временному анализу, реконструкции климатических изменений зафиксированных в радиальном приросте деревьев.

Цель работы: Анализ пространственно-временной изменчивости радиального прироста лиственницы сибирской на территории Республики Тыва. Задачи исследования:

1. Создание сети древесно-кольцевых хронологий максимально возможной длительности для исследуемой территории.

2. Пространственно-временной анализ дендрохронологических рядов, построение генерализированных древесно-кольцевых хронологий, отражающих региональные особенности роста деревьев.

3. Анализ связи изменчивости радиального прироста с климатическими факторами с целью выделения основных из них, лимитирующих прирост деревьев в горных условиях.

4. Дендрохронологический анализ археологической древесины кургана Аржан-2.

Научная новизна. Впервые в межгорных котловинах по высотному градиенту произрастания лесной растительности проведен сравнительный анализ древесно-кольцевых хронологий лиственницы сибирской (Ьапх ЗШтса Ьес1еЬ.). Анализ по двум высотным трансектам на хр. Западные Саяны, хр. Восточный Танну-Ола позволил выявить общие закономерности пространственной изменчивости реакции деревьев на изменение климата и получить адекватные модели, описывающие реакции радиального прироста на изменения основных климатических факторов. Показана возможность использования древесно-кольцевых хронологий для выявления закономерностей колебаний температуры за последние 300 лет. Впервые проведен пространственно - временной анализ многолетней изменчивости температуры для территории Республики Тыва с использованием метода главных компонент. Реконструкция климатических параметров позволила выявить экстремальные климатические периоды, а также оценить тенденции регионального изменения климата, аналогичные или отличающиеся от изменений климата северной части азиатского континента. Выполнен дендрохронологический анализ археологической древесины и построена «плавающая хронология» для скифского времени кургана Аржаан-2.

Практическое значение. Полученные модели взаимосвязи радиального прироста деревьев и изменений климата для исследуемой территории могут быть использованы для оценки устойчивости древесных растений к экстремальным изменениям температуры и увлажнения. Изменчивость радиального прироста деревьев может служить надежным косвенным индикатором колебаний других климатически обусловленных экологических процессов: продуктивности сельскохозяйственных культур, лесных пожаров и др. Созданная сеть данных древесно-кольцевых хронологий может использоваться в различных областях: а) в климатологии при верификации региональных климатических моделей; б) в лесоводстве при прогнозе реакции радиального прироста деревьев на изменения климата, оценке восстановления лесов и календарной датировки лесных пожаров; г) в археологии для датировки исторических памятников.

Защищаемые положения:

1. Климатические функции отклика древесно-кольцевых хронологий по высотному градиенту произрастания древостоев показывают, что прирост деревьев произрастающих на границе леса и степи в нижней части склонов лимитируют летние осадки, на верхней границе леса основным лимитирующим фактором выступает летняя температура воздуха.

2. Выявлено сходство в реконструированных рядах летних температур Алтае-Саянской горной стране с изменениями климата Субарктики и бореальной зоны средней и восточной Сибири в последние 300 лет.

3. Статистические и имитационные модели адекватно описывают динамику прироста деревьев по суточным и месячным климатическим данным и могут быть инструментом прогноза изменчивости роста деревьев при направленных изменениях регионального климата.

4. Перекрестное датирование и радиоуглеродные даты стволов лиственницы слагающих сруб кургана Аржаан-2 подтвердило событие захоронения скифским временем.

Апробация работы. Материалы представлялись на российских и международных конференциях: «Geographical studies of the Central Asia and Mongolia», Улан-Батор, 2002, «Биоразнообразие и сохранение генофонда флоры, фауны и народонаселения Центрально-Азиатского региона», Кызыл, 2002. «Дендрохронология: достижения и перспективы», Красноярск, 2003, «Climate Changes and their impact on Boreal and temperate forests», Екатеринбург, 2006 г.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 7 публикациях, в том числе в 3 статьях в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК России для опубликования результатов кандидатских диссертаций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и основных выводов, списка литературы. Основной текст изложен на 136 страницах, работа включает 18 таблиц,

Заключение Диссертация по теме "Экология", Ойдупаа, Орлан Чуккаевич

Основные выводы:

1. Создана сеть станций дендроклиматическго мониторинга на территории Республики Тыва. Получено 25 обобщенных хронологий по лиственнице сибирской, а также региональные хронологии для отдельных районов.

2. Статистические характеристики полученных древесно-кольцевых хронологий свидетельствуют, что в радиальном приросте деревьев содержится значительный климатический сигнал, что указывает на значительное влияние климатических факторов на рост растений в районе исследований.

3. Анализ древесно-кольцевых хронологий вдоль высотного трансекта показывает четкие тенденции в изменениях возрастных кривых, обусловленные уменьшением летней температуры и длительности вегетационного периода с возрастанием высоты над уровнем моря.

4. Вдоль высотного трансекта закономерно изменяется климатический отклик в радиальном приросте лиственницы - четкая зависимость прироста от летней температуры на верхней границе леса постепенно сменяется зависимостью от увлажнения (весенних и летних осадков) на нижней границе леса.

5. По обобщенным древесно-кольцевым хронологиям за последние 300 лет выявлено сходство в длительных изменениях ранне летних температур в Алтае-Саянской горной стране с изменениями глобальной температуры воздуха Северного полушария. Отмеченные в разные периоды отличия в ходе реконструированных кривых указывают на то, что в образовании климата влияют не только общие закономерности для Северного полушария, но и региональные.

6. Разработанная в лаборатории дендрохронологии имитационная модель роста и формирования годичных колец деревьев достаточно адекватно описывает сезонный и погодичный прирост лиственницы на высотном трансекте в Республике Тыва.

7. Выявлено ведущее значение начальной влажности почвы и увлажнения в первый период активного роста (май-июнь) для формирования годичных колец лиственницы в средней и нижней части гор Тывы, которые объясняют тесную связь осадков с радиальным приростом деревьев на нижней границе леса.

8. Дендрохронологический анализ древесины из кургана Аржан-2 позволил построить «плавающую» древесно-кольцевую шкалу длиной в 200 лет. В перспективе можно ожидать продления этой хронологии в обе стороны за счет перекрестного датирования с древесиной из близкорасположенных курганов «царской долины» (включая собственно Аржан).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ойдупаа, Орлан Чуккаевич, Красноярск

1. Абаимов А.П. Леса Красноярского Заполярья. / А.П. Абаимов, А.И. Бондарев, O.A. Зырянова, С.А. Шитова // Новосибирск: Наука, С. 1997. -208.

2. Адаменко М.Ф. Динамика прироста лиственницы как индикатор термического режима летних сезонов в Горном Алтае / М.Ф. Адаменко Региональные географические исследования в Западной Сибири. // Новосибирск, С. 1978.-20-23.

3. Алисов Б.П. Климат СССР. // М. Изд-во МГУ, 1956. -128 с.

4. Андреев С.Г. Регистрация годичными кольцами сосны многолетних колебаний атмосферных осадков, стока реки селенги и уровня озера Байкал / С.Г. Андреев, Е.А. Ваганов., М.М. Наурзбаев, А.К. Тулохонов // ДАН. 1999. - Т. 368. № 3. С. 400-403.

5. Битвинскас Т.Т. Дендроклиматические исследования // Гидрометеоиздат, Ленинград, 1974. - 172 с.

6. Будыко М.И. Антропогенные изменения климата / М.И. Будыко, Ю.А. Израэль (ред) // Л.: Гидрометеоиздат, 1987, С. 405.

7. Быков Н.И. Погребальные сооружения как источник по изучению лесопользования у пазырыкцев / Археология, этнография и-антропология Евразии. // Н.И. Быков, В.А. Быкова, И.Ю. Слюсаренко 2005. - №2. - С 60-67.

8. Ваганов Е.А. Дендроклиматические исследования в Урало-Сибирской Субарктике. / Е.А. Ваганов., С.Г. Шиятов, B.C. Мазепа // Новосибирск: Наука.- 1996.-245-246 с.

9. Ваганов Е.А. Погодные условия и структура годичного кольца: имитационная модель трахеидограммы / Е.А. Ваганов, И.В. Свидерская, Е. Н. Кондратьева // Лесоведение. 1990. - С. 37 - 61.

10. Ваганов Е.А. Рост и структура годичных колец хвойных / Е. А Ваганов., А.В. Шашкин // Новосибирск, Наука, 2000. 214 с.

11. Грязнов М. П. Значение древесины в определении относительного возраста древних сооружений. / М. П. Грязнов // Природа, 1980, № 2.

12. Джансеитов К.К. "Эль-Ниньо"- погодные "качели" планеты? / К.К. Джансеитов, В.В. Шишов // Препринт, Красноярск, ИЛ СО РАН, 1999, -29 с.

13. Захариева Е. И. Археологическое дерево как исторический источник. Автореф. Канд. дисс., Л., 1974.

14. Кендалл М. Ранговая корреляция / М. Кендалл // М., Статистика, 1975, -289 с.

15. Комин Г.Е. К методике дендроклиматических исследований / Г.Е. Комин В. кн.: Лесообразовательные процессы на Урале, Свердловск, 1970.

16. Костин С.И., Солнечная активность и влияние ее состояния на прирост деревьев и лесных насаждений в центральной части лесостепи русской равнины / С.И. Костин // «Труды ГТО», -1961, вып. 111, с. 108-117.

17. Лебков В.Ф. Организация хозяйства в горных лесах Южной Сибири. / В.Ф. Лебков Красноярск. Кн. Изд-во 1967 - 287 с.

18. Лобжанидзе Э.О. Камбий и. формирование годичных колец древесины. / Э.О Лобжанидзе Тбилиси: Изд-во АН СССР, 1961. - 159 с.

19. Ловелиус Н.В. Изменчивость прироста деревьев. Дендроиндикация природных процессов и антропогенного воздействия / Н.В. Ловелиус // Л. Наука. 1979.-232 с.

20. Магда В. Н. Исследование географических особенностей климатического сигнала древесно-кольцевых хронологий методами кластерного анализа / В. Н. Магда, О. Ч. Ойдупаа, И. Блок Изв. РГО. 2004 Т. 136. Вып. 1. С. 46-52.

21. Магда В. Н. Климатические факторы, определяющие изменчивость радиального прироста лиственницы в межгорных котловинах Алтая / В. Н. Магда, Е. А., Ваганов -География и природные ресурсы. 2001. № 3. С. 76-81.

22. Магда В. Н. Радиальный прирост сосны как индикатор атмосферного увлажнения в Минусинской котловине / В. Н. Магда, А. В. Зеленова -Изв. Русского географ. Об-ва. 2002. Т 134. Вып. 1. С. 73-79.

23. Мазепа B.C. Влияние осадков на динамику радиального прироста хвойных в субарктических районах Евразии / B.C. Мазепа // Лесоведение, 1999, №6.-С. 14-21.

24. Мелешко В.П., Изучение изменений климата с помощью моделей общей циркуляции атмосферы и океана / В.П Мелешко., В.М. Катцов, П.В. Спорышев, C.B. Вавулин, В.А. Говоркова // В кн. Изменения климата и их последствия, СПб.: Наука, 2002, с. 13-35.

25. Моисеев П.А. Радиальный прирост и возрастная структура высокогорных лиственничников Кузнецкого Алатау. Автореф. дисс. канд. биол. наук: 03.00.16 П.А. Моисеев; Уральский институт экологии растений и животных, Екатеринбург, 2002. 22 с.

26. Мухамедшин A.A. Связь возрастной структуры арчевых древостоев с солнечной активностью / A.A. Мухамедшин // Конф. По вопросам лесного хозяйства в Казахстане, изд. «Кайнар», Алма-Ата, 1966.

27. Мыльников В.П. Обработка дерева носителями пазырыкской культуры. / В.П. Мыльников // Новосибирск: Изд-во Института археологии и этнографии СО РАН, 1999. 232 с.

28. Наурзбаев М.М. 1957-летняя древесно-кольцевая хронология по востоку Таймыра / М.М. Наурзбаев, Е.А. Ваганов // Сиб. экол. журн. 1999. - Т6, №2.-С. 26-37.

29. Наурзбаев М.М. История климата позднего голоцена на востоке Таймыра по данным сверхдлдительной хронологии / М.М. Наурзбаев, О.В. Сидорова, Е.А. Ваганов // Археология этнография и антропология Евразии, 2001. Вып. 3 (7). - С. 17-25.

30. Овчинников Д.В. Дендрохронологические характеристики лиственницы сибирской (Larix sibirica Lbd.) на верхней границе леса в Горном Алтае./ Д.В Овчинников., Е.А. Ваганов // Сибирский экологический журнал, 1999, №2.-С. 145-152.

31. Овчинников Д.В. Тысячелетняя древесно-кольцевая хронология лиственницы Горного Алтая и ее использование для реконструкциилетних температур / Д.В Овчинников, И.П. Панюшкина., М.Ф. Адаменко. // География и природные ресурсы. 2002. - № 1. - С. 102-108.

32. Ойдупаа О. Ч. Длительные изменения летней температуры и радиальный рост лиственницы на верхней границе леса в Алтае Саянской горной стране / О. Ч. Ойдупаа, Е.А. Ваганов, М.М. Наурзбаев // Лесоведение, 2004, №6, с. 84-91.

33. Поликарпов Н. П. Климат и горные леса Южной Сибири. / Н. П. Поликарпов., Н. М. Чебакова., Д. И. Назимова Новосибирск, Наука, 1986.-226 с.

34. Полозова Л.Г. Вековые колебания климата на основе анализа годичного прироста деревьев вдоль полярной границы леса / Л.Г. Полозова., С.Г. Шиятов // История биогеоценозов СССР в голоцене. М.: Наука. 1976. -С. 14-23.

35. Протопопов В. В. Средообразующая роль темнохвойного леса. / В.В. Протопопов Новосибирск: Наука. Сиб. Отд - ние, 1975 - 327 с.

36. Рудаков В.Е. Метод изучения колебаний климата на толщину годичных колец/ В.Е. Рудаков // Докл. АН АрмССР, 1951, Т. 13, № 3, с. 75-79.

37. Руденко С. И. Культура населения Горного Алтая в скифское время. / С. И. Руденко М.; Л., 1953.

38. Севастьянов В.В. Климат высокогорных районов Алтая и Саян / В.В. Севастьянов Томск: Типография ТПУ, 1998.- 202 с.

39. Сидорова О.В. Реакция на климатические изменения лиственницы Каяндера на верхней границе леса и в долине реки Индигирки / О.В.

40. Сидорова, М.М Наурзбаев. // Лесоведение, 2002. № 2. - С. 73-75.

41. Смагин В.Н. Типы лесов гор Южной Сибири / В.Н. Смагин, С.А. Ильинская, Д.И. Назимова и др. // Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1980.-336 с.

42. Справочник по климату СССр. Выпуск 21. Температура воздуха и почвы JT. Гидрометеоиздат 1969. 380 с.

43. Судачкова Н.Е. Метаболизм хвойных и формирование древесины. / Н.Е Судачкова. // Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1977. 230 с.

44. Смагин В.Н. Типы лесов гор Южной Сибири / В.Н. Смагин, С.А. Ильинская, Д.И. Назимова и др. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1980.-336 с.

45. Хантемиров P.M. Реконструкция изменений климата и динамики лесотундровых экосистем на Ямале с использованием сверх-длительной древесно-кольцевой хронологии / P.M. Хантемиров // Тезисы докладов Всероссийского совещания, Иркутск, 2000. С. 99.

46. Химмельблау Д.М. Анализ процессов статистическими методами /Д. М. Химмельблау: "Мир", 1973. 947 с.

47. Чугунов К.В. Элитное погребение эпохи ранних кочевников в Туве. / К.В Чугунов, Г. Парцингер, А. Наглер // Археология, этнография и антропология Евразии. 2002. - №2. - С. 115-124

48. Шашкин A.B. Имитационная модель климатической изменчивости хвойных (на примере роста сосны в степной зоне) / A.B. Шашкин., Е. А. Ваганов. // Экология. №5. - 1993, С. 34-43.

49. Шведов Ф.Н. Дерево как летопись засух / Ф.Н. Шведов // Дендроклиматохронология и радиоуглерод. Материалы второго всесоюзного совещания по дендрохронологии и дендроклиматологии. -Каунас, 1972. С. 17-26.

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

51. Шиятов С. Г. Климатогенные смены лесной растительности на верхнем и полярном пределах ее распространения: Афтореф. дисс. д-ра биол. наук: 03.00.16 / С. Г. Шиятов Уральский институт экологии растений и животных Свердловск, 1981. 57 с.

52. Шиятов С. Г. Колебания климата и возрастная структура древостоев лиственничных редколесий в горах Полярного Урала / С. Г. Шиятов // Растительность тундр и пути ее освоения. JL, 1967. - С. 271-278.

53. Шиятов С. Г. Опыт использования старых фотоснимков для изучения смен лесной растительности на верхнем пределе ее произрастания / С. Г. Шиятов // Флористические и геоботанические исследования на Урале. -Свердловск, 1983.-С. 76-109.

54. Шиятов С.Г. Верхняя граница леса на полярном Урале и ее динамика в связи с изменениями климата // Докл. Первой науч. Конф. Молодых специалистов-биологов. Свердловск: Ин-т биологии УФ АН- СССР, 1962. - С. 37-48

55. Шиятов С.Г. Дендрохронологическая шкала кедра сибирского на северной границе его произрастания в долине р. Таз / С. Г. Шиятов // Лесоведение, 1973. № 4. - С. 40-45.

56. Block J. temporal and spatial variability of tree growth in mountain forest steppe in Central Asia / J. Block, V. N. Magda, E. A. Vaganov Trace. V. 2. Proceedings of the Dendrosymposium. May 1-3, 2003. Utrecht, Netherlands. P. 389-400.

57. Briffa K.R. Climatic variations and forcing mechanisms of the last 2000 years / K.R. Briffa., P.D. Jones., F.H. Schweingruber et al. (Jones P., Bradley R, Jouzel J, Eds.). // Berlin, Springer-Verlag, 1996 a. P. 9-41.

58. Briffa K.R. Fennoscandian summers from AD 500: temperature changes on short and long timescales / K.R Briffa, P.D. Jones, T.S. Bartholin, et al. // Climate Dynamics, 1992. № 7. - P. 111-119.

59. Briffa K.R. Unusual twenyieth-century warmth in a 1000-year temperature record from Siberia / K.R. Briffa., P.D. Jones, S.G. Shiyatov., F.H. Schweingruber, E.R. Cook // Nature, 1995. V. 376. - P. 156-159.

60. Briffa K.R., Reduced sensitivity of recent tree-growth to temperature at high northern latitudes / K.R. Briffa, P.D Jones., F.H. Schweingruber et al. // Nature, 1998,391, p. 672-682.

61. Brink V.C. A directional changes in the subalpine forest-heath ecotone in Garibaldi Park, British Columbia / V.C. Brink // Ecology. 1959. - N40. - P. 10-16.

62. Cannel M. G. R. Climatic warming, spring bud burst, and frost damage of trees / M. G. R Cannel, R. I. Smith // J. of Appl. Ecologe. 1986. - Vol. 23. - P. 177-191.

63. Carrer M. C. A chronology of Pinus cembra (L.) in the Italian Eastern Alps / M. Carrer, C. Urbinati // Dendrochronologia, 1996. Vol. 14. - P. 209-215.

64. Cook E.R. A Time Series Analysis Approach to Tree-Ring Standartization / E.R. Cook // Unpuplished Ph.D. Dissertation, University of Arizona, Tucson, AZ, USA, 1985.

65. Cook E.R. Methods of Dendrochronology. Applications in the Environmental Sciences./ Eds. E.R. Cook, L.A. Kairiukstis // Dordrecht; Boston; London: Kluwer Acad. Publ, 1990,394 p.

66. Daly C. Seedling establishment by coniferous above tree limit on Niwot Ridge, Front Range, Colorado, U.S.A. / C. Daly, D. Shankman // Arctic and Alpine Research. 1985. -N17. - P. 389-400.

67. D'Arrigo R.D. 1738 Years of Mongolian temperature variability inferred from a tree-ring width chronology of Siberian pine / R;D. D'Arrigo, G.C. Jacoby, D. Frank, N.D. Pederson, E. Cook., B. M Buckly., B. Nachin., R. Mijjidoij., C.

68. Dugarjav. // Geophisycal Research Letters, 2001. Vol. 28. - №3. - P. 543-546.

69. Doley D. Tropical and subtropical forests and woodlands / D. Doley // Water deficits and plant growth / Ed. T. T. Kozlowsci. N. Y.: Acad. Press, 1981. -Vol.6. -P. 209-323.

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

71. Erlandsson S. Dendrochronological studies / S. Erlandsson // Upsala: Almqvist and Wiksells, 1936.-119 p.

72. Ferguson C.W. A 7104-year annual tree-ring chronology for Bristlecone Pine, Pinus aristata, from the White Mountains, California / C.W. Ferguson // Tree-Ring Bulletin. -1969. Vol. 29. - N 3-4 - P3-29.

73. Franklin J.F. Invasion of subalpine meadows by trees in the Cascade Range, Washington and Oregon / J.F. Franklin, W.H. Moir, G.W. Douglass, C. Wiberg // Arctic and Alpine Res. -1971. N3. - P. 215-224.

74. Fritts H.C. and Wu X. A comparison between response function analysis and other regression techniques / H.C. Fritts. and X. Wu // Tree-Ring Bulletin, 1986.-46.-P. 31-46.

75. Fritts H.C. Computer programs for tree-ring research / H.C. Fritts // Tree-Ring

76. Bulletin 1963. 25.-P. 2-6.

77. Fritts H.C. Bristlecone pine in White Mountains of California: growth and ring-width characteristics. / H.C. Fritts Pap. Lab. Tree-Ring Res. 4, Univ. of Arizona Press, Tucson, 1969

78. Fritts H.C. Reconstructing large-scale climatic patterns from tree-ring data. A diagnostic analysis / H.C. Fritts Tucson; London: The University of Arizona Press, 1991-286 p.

79. Fritts H.C. Tree-ring and climate. / H.C. Fritts London; New-York; San Francisco: Acad. Press, 1976, 567 p.

80. Gash J. H. C. An annalitical model of interception of growth // Quart. J. R. Met. Soc. 1979. - Vol. 105. - P. 43 - 55.

81. Gates D. M. Biophysical Ecology./ D. M. Gates // N. Y. Springer Verlag, 1980.

82. Genova. Pointer years in central Spain for the last 400 years / Genova., M. Fuster // Intern. Conf. on Dendrochronology for the Third Millennium (abstracts). Mendoza, Argentina, 2000. P. 18.

83. Graybill D.A. Dendroclimatic evidence from the northern Soviet Union / D.A. Graybill., S.G. Shiyatov / Climate Since A.D. 1500 / Eds. R.S. Bradley, P.D. Jones. London; New York: Routledge, 1992. - P. 397-401.

84. Hanninen H. Modeling dormancy release in trees from cool and temperate regions // Process Modeling of forest Growth Responses to Environmental

85. Stress / Eds. R. K. Dxon, R. S. Meldahl, G. A. Ruark and W. G. Waren. -Portland OK: Timber Press, 1990. P. 159 - 165.

86. Hattenschwiler S. Responses to recent climate of Pinus sylvestris and Pinus Cembra within their mountain transition zone un the Swiss Alps / S. Hattenschwiler, C. Korner//J. Veg. Sci., 1995. Vol. 6. -P. 368-375.

87. Holmes R.L. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement / R.L. Holmes // Tree-ring Bulletin, 1983, V. 44, p. 69-75.

88. Huber B. Uber die Sicherheit jahrringchroologischer datierung // Holz als. Roh-und Werkstoff. 1943. № 6 (10/12). Berlin-Goettingen- Heideldberg.

89. Hughes M.K. Twentieth-century summer warmth in northern Yakutia in a 600-year context / M.K. Hughes, E.A. Vaganov, S.G. Shiyatov, R. Touchan, G. Funkhouser// The Holocene, 1999. 9,5. - P. 603-608.

90. Jacoby G.C. Mongolian Tree Rings and 20th-century Warming / G.C. Jacoby, R.D. D'Arrigo, T. Davaajams // Science, 1996 V.273.- p. 771-773.

91. Jacoby G.C. Temperature and precipitation in Mongolia based on dendroclimatic investigations / G.C. Jacoby, R.D. D'Arrigo, N.D. Pederson, B.M Buckley, C. Dugarjav, R. Mijiddoij // IAWA Journal, 1999. Vol. 20. -p. 339-350.

92. Kramer P. J. Physiology of Woody Plants / T. T. Kozlovski // N. Y.: Acad. Press, 179.-811 p.

93. Kullman L. Change and stability in the altitude of the birch tree-limit in the southern Swedish Scandies 1915-1975 /L. Kullman// ActaPhytogeogr. Suec. -1979.-N65.-P. 1-21.

94. Kullman L. Recent tree-limit dynamics of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the southern Swedish Scandies / L. Kullman Wahlenbergia (Scripta Botanica Umensia). - 1981. N8. -P. 1-67.

95. Kullman L. Short-term dynamics approach to tree-limit and thermal climate; evidence from Pinus sylvestris in the Swedish Scandes / L. Kullman Ann. Bot. Fenn., 1986. -Vol. 25. - P. 219-227.

96. LaMarch V.C., Fritts H.C. Tree-rings, glacial advance and climate in the Alps / V.C. LaMarch, H.C. Fritts // Z.f. Gletscherkd. und Glacialgeologie, 1972.-Vol. 7(1-2).- P. 125-131.

97. Landsberg J. J. Aplle fruit but developent ahd growth: analisis and empirical model //Ann. Bot. 1974. - Vol. 38 P 1013 -1023.

98. Linsday A. A. Uses of official weather data in spring time temperature analisis of an Indiana phonological record / J. J. Landsberg, J. E Newman. // Ecology. - 1956. - Vol. 37. - P. 812 - 823.

99. Luckman B.H. Tthe Little Ice Age in Canadian Rockies / B.H. Luckman // Geomorphology, 2000. Vol. 32. - p. 357-384.

100. Lyr H. Physiologie und Okologie der Geholze. / H. Lyr, H. J. Fiedler, W. Tranguillini // Jena: Fisher Publ., 1992 620 S.

101. Mann M.E. Global scale temperature patterns and climate forcing over the past six centuries / M.E. Mann., R.S. Bradley., M.K. Hughes // Nature, 1998. -№ 392/23.-P. 779-787.

102. Mann M.E. Northern Hemisphere during the past millennium: inferences, uncertainties, limitations / M.E. Mann., R.S. Bradley., M.K. Hughes // Geophisical Research Letters, 1999.

103. McNaughton K. G., Jarvis P. G. Predicting effects of vegetetion on transpiretion and evaporation / K. G. McNaughton, P. G. Jarvis // Water Defisits and Plant growth / Ed. T. T. Kozlowsci. N. Y.: Acad. Press, 1983. -P. 1-47.

104. Monteith J. L. Principles of environmental physics./ J. L. Monteith, M. N. Unsworth // L: Edward Arnold, 1990. 291 p.

105. Nicolussi K. Neoglacial fluctuations of the glacier Gepatschferner, central eastern Alps, Austria /К. Nicolussi, G. Patzelt // Intern. Conf. on Dendrochronology for the Third Millennium (abstracts). Mendoza, Argentina, 2000. - P. 178.

106. Overpeck J. Arctic environmental change of the last four centuries /J. Overpeck, K. Hughen, D. Hardy et al // Science, 1997, 278(14). P. 12511256.

107. Park W. K. Monitoring cambial activity and growth for predicting the response of trees on global warming and air pollution: Fusil Year Report. W. / K. Park. E. A. Vaganov // Chungbuk Nat. Univ. Cheonjgu, 1997. - 97 p.

108. Park W. Monitoring cambial activity and growth for predicting the response of trees on global warming and air pollution: Fusrt Year Report / W. K. Park. E. A. Vaganov // Chungbuk Nat. Univ. Cheonjgu, 1996. - 112 p.

109. Payette S. White spruce expansion at the tree line and recent climatic change / S. Payette., L. Filion // Can. J. Forest Res. 1985. - N15. - P. 241251.

110. Peterson, T.C. First difference method: Maximizing station density for the calculation of long-term global temperature change / T.C. Peterson, T.R. Karl,

111. P.F.Jamason, R. Knight, and D.R. Easterling, // Journal of Geophysical Research-Atmospheres, 1998, V103 (D20)b,p. 25967-25974.

112. Rinn F. Tsap V 3.6 Reference manual: computer program for tree-ring analysis and presentation // Bierhelder weg 20, D-69126, Heidelberg, Germany, 1996. -262 p.

113. Schweingruber F.H. Tree-rings and Environment. Dendroecology. Birmensdorf, Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Researches. / F.H. Schweingruber // Bern, Stuttgart, Vienna, Haupt. 1996. -609 p.

114. Shiyatov S.G. Reconstruction of climate and the upper timberline dynamics since A.D. 745 by tree-ring data in the Polar Ural Mountains / S.G. Shiyatov // Intern. Conf. on Past, Present and Future Climate. Helsinki: Acad. Publ, 1995.-№6.-P. 144-147.

115. Shiyatov S.G., Radiocarbon / S.G. Shiyatov, V.S. Mazepa, E.A. Vaganov, F.H. Schweingruber// 1996. P. 61- 70.

116. Stone D. Impacts of climate change on selected ecosystems in Europe / D. Stone // Parks. 1996. - Vol. 6. - P. 25-38.

117. Urbinati C. Dendroclimatic response variability of Pinus cembra L. in upper timberline forests of Italian Easten Alps / C. Urbinati, M. Carrer, S. Sudiro // Dendrochronologia, 1997. Vol. 15. - P. 1-16.

118. Vaganov E.A. Influence of snowfall and melt timing on tree growth in subarctic Eurasia / E.A. Vaganov, M.K. Hughes, A.V. Kirdyanov et al. // Nature, 1999, V.400,p. 149-151.

119. Valentine H. T. Bud break and leaf growth functions for modeling herbeary in some gypsy mth hosts / H. T. Valentine // Forest Sci. 1983. - Vol. 29. - P 607-617.

120. Walter H. Klimadiagramm-Weltatlas / H. Walter, and H. Lieth // 3 Bde. Jena, Fischer, 1967.

121. Watson E. Dendroclimatic reconstruction of precipitation for sites in the southern Canadian Rockies / E. Watson. B.H. Luckman // The Holocene 11,2, 2001. -P.203-213.

122. Wigley T.M.L. One the Average Value of Correlated Time Series, with Applications. In Dendroclimatology and Hydrometeorology / T.M.L. Wigley, K.R. Briffa and P. D. Jones // Journal of Climate and Applied Meteorology, 1984, №23, p. 201-213.

123. Wilson B.F. Computer model of cambial activity / B.F Wilson, R.A. Howard. // Forest Sci. 1993. — N 14. - P. 77-90.