Анализ долговременных тенденций роста древостоев ели европейской в связи с возможным изменением климата (на примере Ленинградской области)

Ключевые слова: ель европейская, ширина годичных колец, изменение климата, класс возраста, тренд радиального прироста, температура, осадки

Аннотация

Долговременные тенденции роста древостоев ели европейской изучались на территории Лисинской части учебно-опытного лесничества Ленинградской области, расположенной в ее центре и имеющей высокий защитный статус ценных лесов, имеющих научное и историческое значение. По официальным данным среднегодовая температура в районе исследований возросла на 0,6 °C за 10 лет, среднегодовые осадки также увеличились незначительно. Цель исследований – определение влияния произошедших изменений климатических показателей на рост деревьев ели европейской (Picea abies (L.) Karst.). Три наиболее типичных выдела с преобладанием ели европейской были выбраны для сбора данных о ходе роста древостоев. Образцы древесины отобраны буравом Пресслера у 107 деревьев, метеорологические данные получены по наблюдениям ближайшей метеорологической станции. Радиальный прирост измерен с помощью калиброванного сканера и специализированной программы WinDendro, полученные результаты совместно с метеорологическими данными обработаны в программе Excel. Данные о радиальном приросте модельных деревьев покрывают интервал с 1848 по 2011 г., каждый годичный слой характеризовался календарным годом образования, шириной, возрастом и диаметром дерева. Радиальный прирост деревьев анализировался по классам возраста и ступеням толщины. Ширина годичных колец варьировала от 0,1 до 6 мм. Выявлены положительные тренды радиального прироста для классов возраста 0-20, 21-40 и 41-60 лет. Для классов возраста 61-80, 81-100 и более 100 лет положительные изменения радиального прироста оказались недостоверны. Анализ хода роста деревьев по диаметру путем сравнения с местными таблицами хода роста показал больший диаметр для классов возраста 21-40 и 41-60 лет, для остальных классов возраста он оказался меньше указанного в таблицах. Радиальный прирост для всех классов возраста продемонстрировал наличие циклической динамики изменений, причем падение прироста иногда приходилось на последние десятилетия. Для построения функции отклика прироста на изменение климатических условий был использован множественный регрессионный анализ. С высокой степенью достоверности (90 %) установлено слабое влияние температуры и количества осадков за вегетационный сезон на радиальный прирост деревьев с 1848 по 2011 г. (0,08102 мм/°С и 0,00085 мм/мм). Кроме того, анализ показал более сильную реакцию радиального прироста на изменения климатических условий у молодых и средневозрастных древостоев по сравнению со спелыми и перестойными. В целом изменения климатических условий имеют положительное влияние на радиальный прирост, но не для всех классов возраста и ступеней толщины.
Для цитирования: Alekseev A.S., Sharma S.K. Long-Term Growth Trends Analysis of Norway Spruce Stands in Relation to Possible Climate Change: Case Study of Leningrad Region // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 42–54. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-42-54

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

A. S. Alekseev, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

д-р геогр. наук, проф., зав. каф. лесной таксации, лесоустройства и ГИС; ResearcherID: F-6891-2010

S. K. Sharma, Ресурсы Непала

магистр лесного дела, координатор программы; ResearcherID: AAD-8788-2019

Литература

Алексеев А.С., Сорока А.Р. Анализ долговременных тенденций роста Pinus sylvestris на северо-западе Кольского полуострова // Ботан. журн. 2003. Т. 88, № 6. С. 59–85. [Alekseev A.S., Soroka A.R. Analysis of the Long-Term Trends of Pinus sylvestris (Pinaceae) Growth of the North-Western Kola Peninsula. Botanicheskii Zhurnal, 2003, vol. 88, no. 6, pp. 59–85].

Ваганов Е.А., Скомаркова М.В., Шульце Э.-Д., Линке П. Влияние климатических факторов на прирост и плотность древесины годичных колец ели и сосны в горах Северной Италии // Лесоведение. 2007. № 2. С. 37–44. [Vaganov E.A., Skomarkova M.V., Schulze E.-D., Linke P. The Influence of Climatic Factors on Wood Increment and Density of Tree Rings in Spruce and Pine in Mountains of Northern Italy. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2007, no. 2, pp. 37–44].

Ваганов Е.А., Шашкин А.В. Рост и структура годичных колец хвойных. Новосибирск: Наука, 2000. 232 с. [Vaganov E.A., Shashkin A.V. Coniferous Species Tree Rings Growth and Structure. Novosibirsk, Nauka Publ., 2000. 232 p.].

Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Техническое резюме. М.: Росгидромет, 2014. 94 с. [Second Assessment Report of Federal Service of Hydrometeorology and Environmental Monitoring about Climate Changes and Their Consequences on Territory of Russian Federation. Technical Resume. Moscow, Rosgidromet Publ., 2014. 94 p.].

Abrams M.D., van de Gevel S., Dodson R.C., Copenheaver C.A. The Dendroecology and Climatic Impacts for Old-Growth White Pine and Hemlock on the Extreme Slopes of the Berkshire Hills, Massachusetts, USA. Canadian Journal of Botany, 2000, vol. 78, no. 7, pp. 851–861. DOI: 10.1139/b00-057

Alekseev A.S., Sharma Kumar S. Norway Spruce Trees Long-Term Growth with Account for Possible Climate Change in the Leningrad Region of Russian Federation. IUFRO 125th Anniversary Congress, 18–22 September 2017, Freiburg, Germany. Freiburg, IUFRO, 2017, art. IUFRO17-457.

Alekseev A.S., Soroka A.R. Scots Pine Growth Trends in Northwestern Kola Peninsula as an Indicator of Positive Changes in the Carbon Cycle. Climatic Change, 2002, vol. 55, iss. 1-2, pp. 183–196. DOI: 10.1023/A:1020271629819

Badeau V., Becker M., Bert D., Dupouey J.L., Lebourgeois F., Picard J.-F. LongTerm Growth Trends of Trees: Ten Years of Dendrochronological Studies in France. Growth Trends in European Forests. Ed. by H. Spiecker, K. Mielikäinen, M. Köhl, J.P. Skovsgaard. Berlin, Springer, 1996, pp. 167–181. DOI: 10.1007/978-3-642-61178-0_14

Begon M., Townsend C.R., Harper J.L. Ecology: From Individuals to Ecosystems. Oxford, UK, Wiley-Blackwell, 2005. 750 p.

Chen P-Y., Welsh C., Hamann A. Geographic Variation in Growth Response of Douglas-Fir to Interannual Climate Variability and Projected Climate Change. Global Change Biology, 2010, vol. 16, iss. 12, pp. 3374–3385. DOI: 10.1111/j.1365-2486.2010.02166.x

Chhin S. Influence of Climate on the Growth of Hybrid Poplar in Michigan. Forests, 2010, vol. 1, iss. 4, pp. 209–229. DOI: 10.3390/f1040209

Chhin S., Chumack K., Dahl T., David E.T., Kurzeja P., Magruder M., Telewski F.W. Growth-Climate Relationships of Pinus strobus in the Floodway versus Terrace Forest along the Banks of the Red Cedar River, Michigan. Tree-Ring Research, 2013, vol. 69, iss. 2, pp. 37–47. DOI: 10.3959/1536-1098-69.2.37

Chhin S., Zalesny Jr. R.S., Parker W.C., Brissette J. Dendroclimatic Analysis of White Pine (Pinus strobus L.) Using Long-Term Provenance Test Sites across Eastern North America. Forest Ecosystems, 2018, vol. 5, art. 18. DOI: 10.1186/s40663-018-0136-0

Fritts H.C. Tree Rings and Climate. London, Academic Press, 1976. 567 p.

Jiao L., Jiang Y., Wang M., Zhang W., Zhang Y. Age-Effect Radial Growth Responses of Picea schrenkiana to Climate Change in the Eastern Tianshan Mountains, Northwest China. Forests, 2017, vol. 8, iss. 9, art. 294. DOI: 10.3390/f8090294

Juknys R., Stravinskiene V., Vencloviene J. Tree-Ring Analysis for the Assessment of Anthropogenic Changes and Trends. Environmental Monitoring and Assessment, 2002, vol. 77, pp. 81–97. DOI: 10.1023/a:1015718519559

Juknys R., Vencloviene J., Stravinskiene V., Augustaitis A., Bartkevicius E. Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Growth and Condition in a Polluted Environment: From Decline to Recovery. Environmental Pollution, 2003, vol. 125, iss. 2, pp. 205–212. DOI: 10.1016/S0269-7491(03)00070-8

Körner C. Significance of Temperature in Plant Life. Plant Growth and Climate Change. Ed. by J.I.L. Morison, M.D. Morecroft. UK, Blackwell Publishing, 2006, pp. 48–70. DOI: 10.1002/9780470988695.ch3

Myneni R.B., Keeling C.D., Tucker C.J., Asrar G., Nemani R.R. Increased Plant Growth in the Northern High Latitudes from 1981 to 1991. Nature, 1997, vol. 386, pp. 698–702. DOI: 10.1038/386698a0

Rodríguez-Catón M., Villalba R., Srur A.M., Luckman B. Long-Term Trends in Radial Growth Associated with Nothofagus pumilio Forest Decline in Patagonia: Integrating Local- into Regional-Scale Patterns. Forest Ecology and Management, 2015, vol. 339, pp. 44–56. DOI: 10.1016/j.foreco.2014.12.004

Schadauel K. Growth Trends in Austria. Growth Trends in European Forests. Ed. by H. Spiecker, K. Mielikäinen, M. Köhl, J.P. Skovsgaard. Berlin, Springer, 1996, pp. 275–289. DOI: 10.1007/978-3-642-61178-0_20

Schneider O., Hartmann F. Growth Trends of Trees. Regional Study on Norway Spruce (Picea abies (L.) Karst.) in the Swiss Jura. Growth Trends in European Forests. Ed. by H. Spiecker, K. Mielikäinen, M. Köhl, J.P. Skovsgaard. Berlin, Springer, 1996, pp. 183–198. DOI: 10.1007/978-3-642-61178-0_15

Stravinskienė V. Dendrochronological Indication of Climatic Factors and Anthropogenic Environmental Trends in Lithuania. Dr. Habilitation Dissertation. Kaunas, Lithuania, Vytautas Magnus University, 2002. 175 p.

Stravinskienè V., Bartkevičius E., Plaušinytè E. Impact of Industrial Pollution on Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Radial Growth in the Areas of Mineral Fertilizer Factory “Achema”. Russian Journal of Ecology, 2014, vol. 45, iss. 6, pp. 525–531. DOI: 10.1134/S1067413614060137

Wang H., Shao X.-M., Jiang Y., Fang X.-Q., Wu S.-H. The Impacts of Climate Change on the Radial Growth of Pinus koraiensis along Elevations of Changbai Mountain in Northeastern China. Forest Ecology and Management, 2013, vol. 289, pp. 333–340. DOI: 10.1016/j.foreco.2012.10.023

Опубликован
2020-06-02
Как цитировать
.
Раздел
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО