Статьи 2024 г.
1 Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН
Aкадемгородок, 50/28, Красноярск, 660036 Российская Федерация
2 Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М. Ф. Решетнева
проспект имени газеты «Красноярский рабочий», 31, Красноярск, 660037 Российская Федерация
E-mail: benkova@yandex.ru, annie1977@yandex.ru, mashukov1988@gmail.com, prokushkin@ksc.krasn.ru, shashkin@ksc.krasn.ru, onlytmp@mail.ru, avkachaev@gmail.com
Реферат
УДК 630*561.24
Бенькова В. Е.1, Бенькова А. В.1, Машуков Д. А.1, Прокушкин А. С.1, Шашкин А. В.1, Шашкин Е. А.1, Качаев А. В.2 Динамика радиального роста деревьев в антропогенно-измененном лиственничнике криолитозоны // Сибирский лесной журнал. 2024. № 5. С. …
DOI: 10.15372/SJFS20240504
EDN: …
Ó Бенькова В. Е., Бенькова А. В., Машуков Д. А., Прокушкин А. С., Шашкин А. В., Шашкин Е. А., Качаев А. В., 2024
Приведены результаты исследования последствия антропогенного воздействия (прокладка через северотаежный лиственничник дороги – «зимника», функционировавшей с 1984 по 2002 г.) на динамику радиального роста деревьев лиственницы Гмелина (Larix gmelinii (Rupr.) Rupr.). Выявлено, что после прокладки дороги у деревьев, растущих в пределах антропогенно-измененного участка, радиальный прирост резко возрос и достиг пиковых значений (0.971–1.601) мм, в то время как в естественном древостое остался равным 0.121 ± 0.003 мм. Измерения показали, что в конце августа сезонно-талый слой (СТС) на дороге и бровке (119.1 ± 18.4 и 71.9 ± 6.8 см) существенно превышает таковой в естественном древостое (54.8 ± 5.8 см), то есть на антропогенно-измененном участке температура СТС в течение сезона возрастает быстрее и принимает более высокие значения. По скользящим климатическим функциям отклика индексов радиального прироста выявлено, что антропогенное воздействие модифицировало реакцию деревьев на влияние климатических факторов. Это выразилось в более ранней, по сравнению с естественным древостоем, реакции деревьев на весенне-раннелетние температуры воздуха, что свидетельствует о более раннем начале роста годичного кольца, а также в более продолжительной (конец мая – конец июня) по сравнению с контролем (конец мая – начало июня) реакции деревьев вблизи дороги на количество осадков. Сделано заключение, что модификация климатического сигнала и резкое увеличение радиального прироста обусловлены улучшением гидротермических условий на антропогенно-измененном участке. Выявлено, что после прекращения эксплуатации дороги в 2002 г. гидротермические почвенные условия и радиальный прирост деревьев на антропогенно-измененном участке леса «вернутся» к фоновому состоянию примерно через 30 лет, что сходно с постпирогенным восстановлением. Учет долговременных эффектов улучшения гидротермических свойств сезонно-талого слоя, уменьшения толщины органического слоя и формирования увеличенных радиальных приростов на антропогенно-измененном участке древостоя может повысить точность оценок баланса углерода в лесных экосистемах криолитозоны.
Текст статьи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Абаимов А. П., Прокушкин С. Г., Зырянова О. А., Каверзина Л Н. Особенности формирования и функционирования лиственничных лесов на мерзлотных почвах // Лесоведение. 1997. № 5. С. 13–23 [Abaimov A. P., Prokushkin S. G., Zyryanova O. A., Kaverzina L N. Osobennosti formirovaniya i funktsionirovaniya listvennichnykh lesov na merzlotnykh pochvakh (Features of formation and functioning of larch forests on permafrost soils) // Lesovedenie (For. Sci.). 1997. N. 5. P. 13–23 (in Russian with English abstract)].
Арсеньева, Т. В., Чавчавадзе Е. С. Эколого-анатомические аспекты изменчивости древесины сосновых из промышленных районов Европейского Севера. СПб: Наука, 2001. 109 с. [Arsen’eva, T. V., Chavchavadze E. S. Ekologo-anatomicheskie aspekty izmenchivosti drevesiny sosnovykh iz promyshlennykh rayonov Evropeyskogo Severa (Ecological and anatomical aspects of variability of pine wood from industrial regions of the European North). St. Petersburg: Nauka (Science), 2001. 109 p. (in Russian)].
Бенькова В. Е., Шашкин А. В., Наурзбаев М. М., Прокушкин А. С., Симанько В. В. Значение микроэкологических условий для роста лиственницы Гмелина в экотоне верхней границы леса на полуострове Таймыр // Лесоведение. 2012. № 5. С. 59–70 [Ben’kova V. E., Shashkin A. V., Naurzbaev M. M., Prokushkin A. S., Siman’ko V. V. Znachenie mikroekologicheskikh usloviy dlya rosta listvennitsy Gmelina v ekotone verkhney granitsy lesa na poluostrove Taymyr (The importance of microecological conditions for the growth of Gmelin's larch in the upper forest line ecotone on the Taimyr Peninsula) // Lesovedenie (For. Sci.). 2012. N. 5. P. 59–70 (in Russian with English abstract)].
Бенькова А. В., Машуков Д. А., Бенькова В. Е., Прокушкин А. С., Шашкин А. В. Значение экспозиции склонов для роста лиственницы Гмелина в мерзлотных условиях Средней Сибири. I. Различия в динамике радиального прироста деревьев на склонах северной и южной экспозиции // Сиб. лесн. журн. 2015. № 4. С. 18–29 [Ben’kova A. V., Mashukov D. A., Ben’kova V. E., Prokushkin A. S., Shashkin A. V. Znachenie ekspozitsii sklonov dlya rosta listvennitsy Gmelina v merzlotnykh usloviyakh Sredney Sibiri. I. Razlichiya v dinamike radial'nogo prirosta derev'ev na sklonakh severnoy i yuzhnoy ekspozitsii (The importance of slope exposure for the growth of Gmelin larch in the permafrost conditions of Central Siberia. I. Differences in the dynamics of radial tree increment on slopes with northern and southern exposure) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2015. N. 4. P. 18–29 (in Russian with English abstract)].
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 [Bryukhanova M. V., Kirdyanov A. V., Prokushkin A. S., Silkin P. P. Osobennosti ksilogeneza Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. v usloviyakh kriolitozony Sredney Sibiri (Specific features of xylogenesis in Dahurian larch, Larix gmelinii (Rupr.) Rupr., growing on permafrost soils in Middle Siberia) // Ekologiya (Ecology). 2013. N. 5. P. (in Russian with English abstract)].
Буторина Т. Н. Биоклиматическое районирование Красноярского края // Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1979. 231 с. [Butorina T. N. Bioklimaticheskoe rayonirovanie Krasnoyarskogo kraya (Bioclimatic zoning of Krasnoyarsk Krai) // Novosibirsk: Nauka. Sib. otd-nie (Science. Sib. Br.), 1979. 231 p. (in Russian)].
ВНИИГМИ-МЦД (Всероссийский НИИ гидрометеорологической информации – Мировой центр данных. Обнинск, 2024. [VNIIGMI-MCD (Vserossiyskiy NII gidrometeorologicheskoy informatsii – Mirovoy tsentr dannykh) (VNIIGMI-MCD (All-Rus. Sci. Res. Inst. of Hydrometeorological Information – World Data Center). Obninsk, 2024 (in Russian)]. http://meteo.ru
Гамалей Ю. В. Криофиты Евразии: происхождение и структурно-функциональная специфика // Бот. журн. 2011. Т. 96. № 12. С. 1521–1546 [Gamaley Yu. V. Kriofity Evrazii: proiskhozhdenie i strukturno-funktsional’naya spetsifika (Cryophytes of Eurasia: origin and structural-functional specificity) // Bot. zhurn. (Bot. J.). 2011. V. 96. N. 12. P. 1521–1546 (in Russian with English abstract)].
Ершов Ю. И. Мезоморфное почвообразование в таежно-мерзлотном семигумидном секторе Средней Сибири // Почвоведение. 1994. № 10. С. 10–18 [Ershov Yu. I. Mezomorfnoe pochvoobrazovanie v taezhno-merzlotnom semigumidnom sektore Sredney Sibiri (Mesomorphic soil formation in the taiga-permafrost semi-humid sector of Central Siberia) // Pochvovedenie (Soil Sci.). 1994. N. 10. P. 10–18 (in Russian with English abstract)].
Игловский С. А. Антропогенная трансформация мерзлотных условий Европейского Севера России и ее последствия // Арктика и Север. 2013. № 10. С. 107–124 [Iglovskiy S. A. Antropogennaya transformatsiya merzlotnykh usloviy Evropeyskogo Severa Rossii i ee posledstviya (Anthropogenic transformation of permafrost conditions of the European North of Russia and their consequences) // Arktika i Sever (Arctic and the North). 2013. N. 10. P. 107–124 (in Russian with English abstract)].
Кирдянов А. В., Мыглан В. С., Пименов А. В., Кнорре А. А., Экарт А. К., Ваганов Е. А. Динамика усыхания лиственницы сибирской в зоне влияния техногенных эмиссий предприятий Норильского промышленного района // Сиб. экол. журн. 2014. № 6. С. 945–952 [Kirdyanov A. V., Myglan V. S., Pimenov A. V., Knorre A. A., Ekart A. K., Vaganov E. A. Dinamika usykhaniya listvennitsy sibirskoy v zone vliyaniya tekhnogennykh emissiy predpriyatiy Noril’skogo promyshlennogo rayona (Die-off dynamics of Siberian larch under the impact of pollutants emitted by Norilsk enterprises) // Sib. ekol. zhurn. (Sib. J. Ecol.). 2014. N. 6. P. 945–952 (in Russian with English abstract)].
Конищев В. Н. Реакция вечной мерзлоты на потепление климата // Криосфера Земли. 2011. Т. XV. № 4. С. 15–18 [Konishchev V. N. Reaktsiya vechnoy merzloty na poteplenie klimata (Permafrost response to climate warming) // Kriosfera Zemli (Earth’s Cryosphere). 2011. V. XV. 4. P. 15–18 (in Russian and in English)].
Машуков Д. А, Бенькова А. В., Бенькова В. Е., Шашкин А. В., Прокушкин А. С. Радиальный прирост и анатомическая структура древесины стволов здоровых и суховершинных деревьев лиственницы на многолетней мерзлоте // Лесоведение. 2020 № 6. С. 1–10 [Mashukov D. A, Ben’kova A. V., Ben’kova V. E., Shashkin A. V., Prokushkin A. S. Radial’ny prirost i anatomicheskaya struktura drevesiny stvolov zdorovykh i sukhovershinnykh derev’ev listvennitsy na mnogoletney merzlote (Radial increment and anatomical structure of wood of stems of healthy and dead-topped larch trees on permafrost) // Lesovedenie (For. Sci.). 2020. N. 6. P. 1–10 (in Russian with English abstract)].
Николаев А. Н., Федоров П. П., Десяткин А. Р. Влияние гидродинамического режима мерзлотных почв на радиальный прирост лиственницы и сосны в центральной Якутии // Сиб. экол. журн. 2011. Т. 18. № 2. С. 189–201 [Nikolaev A. N., Fedorov P. P., Desyatkin A. R. Vliyanie gidrodinamicheskogo rezhima merzlotnykh pochv na radial’ny prirost listvennitsy i sosny v tsentral’noy Yakutii (Effect of hydrothermal conditions of permafrost soil on radial growth of larch and pine in Central Yakutia) // Sib. ekol. zhurn. (Sib. Ecol. J.). 2011. V. 18. N. 2. P. 189–201 (in Russian with English abstract)].
Прокушкин С. Г. Структурно-функциональные особенности лиственницы Гмелина в криолитозоне Центральной Эвенкии. Красноярск: Ин-т леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 2008. 161 с. [Prokushkin S. G. Strukturno-funktsional’nye osobennosti listvennitsy Gmelina v kriolitozone Tsentral'noy Evenkii (Structural and functional features of Gmelin larch in the cryolithozone of Central Evenkia). Krasnoyarsk: In-t lesa im. V. N. Sukacheva SO RAN (V. N. Sukachev Inst. For. Rus. Acad. Sci.), 2008. 161 p. (in Russian)].
Симанько В. В., Бенькова А. В., Шашкин А. В. Применение метода «скользящих функций отклика» для выявления влияния климатических факторов на радиальный рост деревьев // Вестн. КрасГАУ. 2013. № 7. С. 188–194 [Siman’ko V. V., Ben’kova A. V., Shashkin A. V. Primenenie metoda «skol’zyashchikh funktsiy otklika» dlya vyyavleniya vliyaniya klimaticheskikh faktorov na radial’ny rost derev’ev (Application of the method of «sliding response functions» to identify the influence of climatic factors on the radial growth of trees) // Vestn. KrasGAU (Bull. Krasnoyarsk St. Agr. Univ.). 2013. N. 7. P. 188–194 (in Russian with English abstract)].
Шиятов С. Г. Динамика древесной и кустарниковой растительности в горах полярного Урала под влиянием современных изменений климата. Екатеринбург: УрО РАН, 2009. 216 с. [Shiyatov S. G. Dinamika drevesnoy i kustarnikovoy rastitel’nosti v gorakh polyarnogo Urala pod vliyaniem sovremennykh izmeneniy klimata (Dynamics of tree and shrub vegetation in the mountains of the polar Urals under the influence of modern climate change). Yekaterinburg: UrO RAN (Ural Br. Rus. Acad. Sci.), 2009. 216 p. (in Russian)].
Шиятов С. Г., Ваганов Е. А., Кирдянов А. В., Круглов В. Б., Мазепа В. С., Наурзбаев М. М., Хантемиров Р. М. Методы дендрохронологии. Ч. I. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации. Красноярск: КГУ, 2000. 80 с. [Shiyatov S. G., Vaganov E. A., Kirdyanov A. V., Kruglov V. B., Mazepa V. S., Naurzbaev M. M., Khantemirov R. M. Metody dendrokhronologii. Ch. I. Osnovy dendrokhronologii. Sbor i poluchenie drevesno-kol’tsevoy informatsii (Methods of dendrochronology. Part I. Fundamentals of dendrochronology. Collection and obtaining of tree-ring information). Krasnoyarsk: KGU (Krasnoyarsk St. Univ.). 2000. 80 p. (in Russian)].
Черненькова Т. В., Бочкарев Ю. Н., Фридрих М., Беттгер Т. Воздействие природно-антропогенных факторов на радиальный прирост деревьев Кольского севера // Лесоведение. 2012. № 4. С. 3–15 [Chernen’kova T. V., Bochkarev Yu. N., Fridrich M., Boettger T. Vozdeystvie prirodno-antropogennykh faktorov na radial’ny prirost derev’ev Kol’skogo severa (The influence of natural-anthropogenic factors on radial increment of trees in the north of Kola peninsula) // Lesovedenie (For. Sci.). 2012. N. 4. P. 3–15 (in Russian with English abstract)].
ARSTAN. Chronology development with statistical analysis. Version 1.26V 09: 14 Mon 01 May 1995. https://sheppard.ltrr.arizona.edu/DISC2019/arstan.txt
Briffa K. R., Jones P. D. Measuring the statistical quality of a chronology In: Methods of dendrochronology. Applications in the environmental sciences / E. R. Cook and L. A. Kairiukstis (Eds.). Springer Dordrecht, 1990. P. 137–152.
Bryukhanova M. V., Kirdyanov A. V., Prokushkin A. S., Silkin P. P. Specific features of xylogenesis in Dahurian larch, Larix gmelinii (Rupr.) Rupr., growing on permafrost soils in middle Siberia // Rus. J. Ecol. 2013. V. 44. N. 5. P. 361–366 (Original Rus. Text © M. V. Bryukhanova, A. V. Kirdyanov, A. S. Prokushkin, P. P. Silkin, 2013, publ. in Ekologiya. 2013. N. 5. P. 323–329).
Churakova-Sidorova O. V., Lienert S., Timofeeva G., Siegwolf R., Roden J., Joos F., Saurer M. Measured and modelled source water δ18O based on tree-ring cellulose of larch and pine trees from the permafrost zone // iForest – Biogeosci. & For. 2020. V. 13. Iss. 3. P. 224–229.
Holmes R. L. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement // Tree-Ring Bull. 1983. V. 43. P. 69–75.
Kharuk V. I., Petrov I. A., Im S. T., Golyukov A. S., Dvinskaya M. L., Shushpanov A. S. Pollution and climatic influence on trees in the Siberian Arctic wetlands // Water. 2023. V. 15. Iss. 2. Article 215. 18 p.
Kirdyanov A. V., Myglan V. S., Pimenov A. V., Knorre A. A., Ekart A. K., Vaganov E. A. Die-off dynamics of Siberian larch under the impact of pollutants emitted by Norilsk enterprises // Contemp. Probl. Ecol. 2014. V. 7. N. 6. P. 679–684 (Original Rus. Text © A. V. Kirdyanov, V. S. Myglan, A. V. Pimenov, A. A. Knorre, A. K. Ekart, E. A. Vaganov, 2014, publ. in Sib. ekol. zhurn. 2014. N. 6. P. 945–952).
Kirdyanov A. V., Saurer М., Arzac A.. Knorre A. A., Prokushkin A. S., Churakova (Sidorova) O. V., Arosio T., Bebchuk T., Siegwolf R. T. W., Böntgen U. Thowing permafrost can mitigate warming-induced draught stress in boreal forest trees // Sci. Total Environ. 2024. V. 912. Article 168858.
Knorre A. A., Siegwolf R. T. W., Kirdyanov A. V., Saurer М., Sidorova O. V., Prokushkin A. S. Fire as a major factor in dynamics of tree-growth and stable δ13C and δ18O variations in larch in the permafrost zone // Forests. 2022. V. 13. Iss. 5. Article 725. 17 p.
Li Q., Marshall J., Rye C. D., Romanou A., Rind D., Kelley M. Global climate impacts of Greenland and Antarctic meltwater: A comparative study // J. Climate. 2023. V. 36. N. 11. P. 3571–3590.
Nikolaev A. N., Fedorov P. P., Desyatkin A. R. Effect of hydrothermal conditions of permafrost soil on radial growth of larch and pine in Central Yakutia // Contemp. Probl. Ecol. 2011. V. 4. N. 2. P. 140–149 (Original Rus. Text © A. N. Nikolaev, P. P. Fedorov, A. R. Desyatkin, 2011, publ. in Sib. ekol. zhurn. 2011. V. 18. N. 2. P. 189–201).
Prislan P., Schmitt U., Koch G., Gričar J., Čufar K. Seasonal ultrastructural changes in the cambial zone of beech (Fagus sylvatica) grown at two different altitudes // IAWA J. 2011. V. 32. N 4. P. 443–459.
Schweingruber F. H. Tree rings and environment: Dendroecology. Berne, Switzerland: Paul Haupt, 1996. 609 p.
Yasue K., Kujansuu J., Kajimoto T., Nakai Y, Koike T, Abaimov A. P., Matsuura Y. Seasonal changes in stem radial growth of Larix gmelinii in Central Siberia in relation to its climatic responses In: Permafrost ecosystems: Siberian larch forests / A. Osawa, O. A. Zyryanova, Y. Matsuura, T. Kajimoto, R. W. Wein (Eds.). Ecol. Stud. V. 209. Springer Dordrecht, 2010. P. 331–345.
