Построение многовековых древесно-кольцевых хронологий Pinus sylvestris L. для лесостепной и степной зон юга Западной Сибири

Abstract

Древесно-кольцевые хронологии (ДКХ) деревьев, произрастающих в засушливых условиях, позволяют восстановить динамику увлажнения прошлого. Данный параметр остается малоисследованным в ретроспективе по сравнению с температурным режимом. Ряд факторов (физиологических, природно-антропогенных) ограничивает продолжительность жизни деревьев в степной и лесостепной зонах. Существующую проблему построения длинных ДКХ для территорий с дефицитом влаги возможно решить путем привлечения исторической древесины старых домов. Целью данного исследования является построение многовековых (более 300 лет) древесно-кольцевых хронологий для юга Западной Сибири и анализ полученных результатов. Объектом изучения является сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) ленточных боров Алтайского края. В работе применен комплекс дендрохронологических методов, стандартизация абсолютных рядов ширины годичных колец проведена методом региональных кривых (RCS), что позволило сохранить низкочастотную составляющую в древесно-кольцевом ряду. RCS‑хронологии для ленточных боров были получены впервые. В результате было построено три обобщенных хронологии: лесостепная ДКХ Барнаул (363 года: 1659–2021 гг.) и две степных: ДКХ Волчиха для подзоны засушливой степи (333 года: 1686–2018 гг.) и Угловское для подзоны сухой степи (388 лет: 1626–2013 гг.) В динамике прироста сосны обнаружена полицикличность, наиболее выраженным является 30-летний цикл Брикнера. Для хронологий установлен минимум индексов прироста в XVII–XVIII вв. Окончание малого ледникового периода находит отражение в увеличении индексов прироста во второй половине XIX в. Для степных хронологий отмечено усиление вариации (размаха) индексов прироста в ХХ в., что обусловлено увеличением частоты повторяемости экстремальных климатических явлений на юге Западной Сибири, в том числе засух. Степные хронологии показали устойчивую во времени связь друг с другом, но слабую связь с лесостепным древесно-кольцевым рядом (в периоды значительного снижения увлажнения эта связь отсутствует). Продленные хронологии позволяют датировать старые деревянные сооружения, в том числе архитектурные памятники. Установлено преимущество в точности датировок хронологий, построенных с привлечением исторической древесины, перед хронологиями, которые получены только по живым деревьям ленточных боров

The tree-ring chronologies (TRCs) of trees growing in arid conditions make it possible to reconstruct the dynamics of moisture in the past. This parameter remains little studied in retrospect compared to the temperature regime. A number of factors (physiological, natural, and anthropogenic) limit the lifespan of trees in the steppe and forest-steppe zones. The existing problem of constructing TRCs for areas with a lack of moisture can be solved by using the historical wood of old houses. The purpose of this study was to construct centuries-old (more than 300 years) tree-ring chronologies for the south of Western Siberia and analyze the results obtained. The study was performed on the Scots pine (Pinus sylvestris L.) from the belt forests of the Altai Territory. A suite of dendrochronological methods was used in the work. The absolute rows of the width of the annual rings were standardized using the method of Regional Curve Standardization (RCS), which made it possible to preserve the low-frequency component in the chronologies. RCS‑chronologies of tree rings for pine belt forests were obtained for the first time. Three generalized chronologies were obtained: forest-steppe TRC Barnaul (363 years: 1659–2021) and two steppe TRCs: TRC Volchikha for the arid steppe subzone (333 years: 1686–2018) and TRC Uglovskoe for the dry steppe subzone (388 years: 1626–2013). Pine growth showed multicycle dynamics, and the most pronounced was the 30-year Brückner cycle. For chronologies, a minimum of growth indices was established in the 17th‑18th centuries. The end of the Little Ice Age is reflected in an increase in growth indices in the second half of the 19th century. For steppe chronologies, an increase in the variation (range) of growth indices was noted in the 20th century; it resulted from an increase in the frequency of extreme climatic events in the south of Western Siberia, including droughts. The steppe chronologies showed a stable correlation with each other over time but a weak correlation to the forest-steppe tree-ring series. During periods of significant decrease in moisture, this correlation was absent. Extended chronologies make it possible to date old wooden structures, including architectural landmarks. The chronologies constructed using historical wood were found to enable higher accuracy of dating compared to the chronologies obtained only from live trees of pine belt forests