Academic literature on the topic 'Ширина годичного кольца'

Важной проблемой современной дендроклиматологии является интерпретация выявленных статистически достоверных связей между изменчивостью метеорологических переменных (среднемесячная и дневная температура воздуха, ежемесячные суммы осадков текущего и предшествовавшего формированию годичного кольца календарного года) и вариацией дендрохронологических параметров (ширина годичного кольца, максимальная плотность поздней древесины, анатомические характеристики годичного кольца и композиционный состав стабильных изотопов в кольце). Адекватная интерпретация необходима, чтобы понимать, какие экофизиологические механизмы определяют выявленные статистические связи, какую смысловую нагрузку, прогностическую и познавательную ценность имеет эта информация в экологическом, экофизиологическом и экогидрологическом аспектах. Наиболее простым путем надежной интерпретации обнаруженных зависимостей является проведение прямых наблюдений за внутрисезонной динамикой формирования годичного кольца и динамикой окружающей экологической обстановки, что, однако, в большинстве случаев невозможно. В качестве одного из вариантов решения этой научной задачи предлагается применять экофизиологические модели в сочетании с прямыми измерениями δ13C, δ18O и δ2H в древесине и целлюлозе годичных колец. Interpretation of statistically significant relationships between meteorological parameters like average or daily monthly air temperature, the sum of precipitation of the previous and current year of the tree-ring formation versus variability of dendrochronological parameters (e.g., tree-ring width, maximum latewood density, anatomical parameters of tree rings, and variability of stable isotopes in tree rings) is crucial for the modern dendroclimatology. After the identification of statistically significant correlations, it is necessary to interpret them in a biologically competent manner to adequately understand what eco-physiological mechanisms are behind them, and what meaningful load, prognostic, and cognitive value this information has in ecological, eco-physiological, and eco-hydrological aspects. Like any separately taken biological object, trees of temperate latitudes have their specificity, which differs in connection with hereditary properties of species and physiographic tree growth conditions. The simplest way to reliably interpret the discovered dependencies is to conduct direct observations of the intra-seasonal dynamics of annual tree-ring formation and the dynamics of the surrounding environmental conditions, which is impossible in most cases. Eco-physiological models combined with direct measurements of δ13C, δ18O, and δ2H 18 in wood and tree-ring cellulose are proposed as one of the options for solving this scientific problem.

В осушаемых сосновых древостоях в Сокольском и Устюженском муниципальных районах Вологодской области проведено исследование основных макроструктурных особенностей древесины сосны обыкновенной, в частности, изучению влияния гидротехнической мелиорации на её формирование. Объекты исследования представлены осушаемыми и естественно-заболоченными (контрольными) сосновыми насаждениями на торфяных залежах олиготрофного и евтрофного типов заболачивания. Лесные объекты подобраны в естественно-заболоченных и осушаемых сосняках с разными расстояниями между мелиоративными каналами (80, 120 м и др.), в которых были отграничены временные пробные площади. Проведены лесотаксационные работы, составлена оценочная ведомость и выявлены особенности формирования древесины осушаемых сосняков. Определена и охарактеризована плотность древесины расчётным путём по данным анализа кернов древесины. Выполнен анализ базовых параметров макроструктуры древесины сосны, таких как ширина годичного кольца, ширина позднего слоя трахеид, число годичных слоёв в одном см и прирост древесины за 10 лет. Рассчитаны и проанализированы автокорреляция приростов древесины сосны, динамика суммарных радиальных приростов древесины сосны и экстремумы по пятилетиям роста деревьев. Выполнена математическая обработка опытных данных с помощью вариационного, корреляционного и регрессионного видов статистического анализа. После проведённого исследования подтверждено положительное влияние гидротехнической на формирование древесины сосны обыкновенной в южной подзоне хвойных бореальных лесов. Плотность древесины сосны при почво-грунте с олиготрофным типом торфяной залежи в условиях искусственного дренажа выше на 11 % (450,8 кг/м3), относительно ситуации у естественно-заболоченных древостоев за одинаковый временной промежуток. В интенсивно-осушаемых древостоях установлено наибольшее процентное содержание поздней древесины, относительно других изученных объектов – 45 %. Средняя ширина годичного кольца древесины наибольшая установлена на торфах с переходным типом заболачивания после выборочной заготовки древесины вблизи мелиоративного канала (1,67 мм). Среднее значение полученной автокорреляции приростов древесины до проведения мелиорации – 0,14, после этот показатель увеличился в 1,6 раза. In drained pine stands in the Sokolsky and Ustyuzhensky municipal districts of the Vologda Oblast, a study was made of the main macrostructural features of Scots pine wood, in particular, the study of the influence of hydrotechnical reclamation on its formation. The objects of study are drained and naturally swamped (control) pine plantations on peat deposits of oligotrophic and eutrophic types of waterlogging. Forest objects were selected in naturally swampy and drained pine forests with different distances between reclamation canals (80, 120 m, etc.), in which temporary trial plots were delimited. Forest taxation work was carried out, an estimate sheet was compiled, and features of the formation of wood in drained pine forests were revealed. The density of wood is determined and characterized by calculation according to the analysis of wood cores. The analysis of the basic parameters of the macrostructure of pine wood, such as the width of the annual ring, the width of the late layer of tracheids, the number of annual layers in one cm, and the growth of wood over 10 years, was carried out. The autocorrelation of pine wood increments, the dynamics of total radial increments of pine wood and extremums for five years of tree growth are calculated and analyzed. Mathematical processing of experimental data was performed using variational, correlation and regression types of statistical analysis. After the study, the positive influence of hydrotechnical engineering on the formation of Scots pine wood in the southern subzone of coniferous boreal forests was confirmed. The density of pine wood in soil with an oligotrophic type of peat deposit under conditions of artificial drainage is higher by 11% (450.8 kg / m3), relative to the situation in naturally swamped forest stands for the same time period. In intensively drained forest stands, the highest percentage of late wood was found, relative to other studied objects – 45%. The average width of the annual tree ring of wood was found to be the largest on peat with a transitional type of waterlogging after selective harvesting of wood near the reclamation canal (1.67 mm). The average value of the obtained auto-correlation of wood increments before reclamation is 0.14, after this indicator increased by 1.6 times.

Способность древесных растений являться естественными мониторами динамики биогеоценотических процессов и состояния внешней среды давно известна исследователям и широко используется для решения многих научных и прикладных проблем. Цель исследования – анализ динамики радиального прироста деревьев лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.), необходимый для оценки адаптационных возможностей и эколого-ресурсного потенциала этой древесной породы в условиях Республики Марий Эл. Объекты и методы. Исследования проведены на шести объектах, созданных в разное время в разных типах лесорастительных условий Республики Марий Эл. Измерение ширины годичных колец проведено у 83 деревьев с погрешностью ± 0,05 мм. Полученный цифровой материал обработан на ПК с использованием математической статистики. Результаты. Выявлены пределы вариабельности и основные закономерности изменения ширины ранней и поздней зоны в годичном кольце деревьев, а также индексов их общего радиального прироста и составлен обобщающий хронологический ряд с 1915 по 2015 годы. Установлено, что ширина зоны ранней древесины изменяется у деревьев от 0,15 до 11,3 мм, поздней древесины – от 0,05 до 4,15 мм, доли поздней древесины – от 1,2 до 82,8 %, а индексов годичного прироста – от 13 до 423 %, что свидетельствует о высокой отзывчивости деревьев лиственницы сибирской к колебаниям условий среды и больших их адаптационных способностях. Основным фактором изменчивости общей ширины годичных колец и слоя ранней древесины является возраст деревьев, а вклад погодных условий и других неучтённых факторов (шумов) в общую дисперсию параметров годичного прироста составляет не более 20 %. Величина же слоя поздней древесины практически не изменяется с возрастом деревьев. Вариабельность общей ширины годичного кольца деревьев зависит также от их генотипических особенностей, определяющих в некоторых ценопопуляциях до 42,7 % общей дисперсии параметра. Показано, кроме того, что угнетённые деревья не образуют годичных колец в течение последних 7–18 лет, оставаясь при этом живыми, отдавая весь резерв питательных веществ на образование новой хвои. Вывод. Динамика индексов прироста деревьев лиственницы в определённой мере обусловлена мощными извержениями вулканов, землетрясениями и аномальными физическими явлениями в космосе, дестабилизирующими функционирование климатической системы Земли за счёт ионизации верхних слоёв атмосферы, насыщения их аэрозолем и увеличения облачности. Неблагоприятные условия для роста деревьев отмечались в 1934–1943, 1953–1958, 1971–1975, 1985–1992 и 1996–2010 годах, а особо благоприятные – в 1917–1930, 1945–1952 и 1959–1970. Abstract. The ability of woody plants to be natural monitors of the dynamics of biogeocenotic processes and the state of the environment has long been known to researchers and is widely used to address a number of scientific and applied issues. The aim of the study is to analyze the radial growth dynamics of Siberian larch trees (Larix sibirica Ledeb.), which is necessary to assess the adaptive capabilities and eco-resource potential of the tree species in the conditions of the Republic of Mari El. Objects and methods. The studies were carried out in six plantations established at different times and in different types of forest growing conditions in the Republic of Mari El. The measurement of the width of annual growth rings was performed in 83 trees with an error of ± 0.05 mm. The resulting digital material was processed on a PC using mathematical statistics. Results.The limits of variability and the key patterns of changes in the width of the zones of early wood and latewood in the annual rings of the trees, as well as the indices of their total radial growth, were identified; a generalizing chronological series from 1915 to 2015 was compiled. It was found that the width of the early wood zone varies from 0.15 mm to 11.3 mm, that of the latewood zone from 0.05 mm to 4.15 mm, the proportion of latewood from 1.2% to 82.8%, and the annual growth indices from 13% to 423%. This indicates high responsiveness of Siberian larch trees to fluctuations in the environmental conditions and their great adaptive capacities. The key factor of variability in the total width of annual rings and the early wood layer is the age of trees, while the contribution of weather conditions and other unaccounted factors (noise) to the overall variance of the annual growth parameters is not more than 20%. The width of the latewood layer remains virtually unchanged with the age of trees. The variability of the total width of the annual ring also depends on their genotypic features, which determine up to 42.7% of the total variance of the parameter in some cenopopulations. Additionally, the study showed that suppressed trees do not form annual rings during the last 7-18 years, while remaining alive and giving their entire reserve of nutrients to the production of new needles. Conclusion.The dynamics of the growth indices of Siberian larch trees is to a certain extent determined by powerful volcanic eruptions, earthquakes and anomalous physical phenomena in space that destabilize the functioning of the Earth's climatic system due to ionization of the upper layers of the atmosphere, their saturation with aerosol, and increased cloud cover. Adverse tree growing conditions were observed in 1934-1943, 1953-1958, 1971-1975, 1985-1992 and 1996-2010, while particularly favorable conditions were recorded in 1917-1930, 1945-1952 and 1959-1970.

Предложен метод реконструкции климатов прошлого, базирующийся на количественных связях между его элементами; подобии процессов сезонного и многолетнего радиального прироста дерева; зависимости сезонного прироста радиуса (ширины годичного кольца) в теплое время года от сумм положительных температур. Приведены примеры его реализации для условий севера и юга Тюменской области.

Представлено исследование реакции радиального роста сосны сибирской Pinus sibirica Du Tour на изменение климатических условий горного хребта Хамар-Дабан, расположенного к юго-западу от озера Байкал, с применением современных методов дендрохронологии. Полевые работы проведены летом 2020 г. Заложено четыре маршрутных хода, на которых выполнено детальное описание насаждений, включая оценку санитарного состояния. По измерениям ширины годичных колец (ШГК) кернов сосны сибирской построены хронологии, на основе которых получены индексы годичного прироста. Проанализированы климатические данные метеостанции Хамар-Дабан и г. Бабушкин, а также летописи природы Байкальского заповедника. Определена зависимость ширины годичного кольца от климатических показателей. В связи с отсутствием одного выраженного лимитирующего фактора, климатический сигнал проявляется слабо. Тем не менее присутствует отклик и корреляция ШГК с температурой июня и осадками мая и августа–сентября. Выявлены аномалии структуры годичных колец в виде двойного прироста, участившиеся в последние десятилетия, которые свидетельствуют об увеличении продолжительности вегетационного сезона из-за роста осенних положительных температур. The study investigates reaction of Siberian pine Pinus sibirica Du Tour radial growth to changing climatic conditions of the Khamar-Daban mountain range (southwest of Lake Baikal) using dendrochronological methods. Field work was carried out in the summer of 2020. Four sampling plots in the form of 50 m length route were laid. Forest stands were described in details on every plot. Time series of Siberian pine tree-ring width (TRW) were built and after statistic processing annual growth indices were obtained. For climatic analysis data of Khamar-Daban and Babushkin weather stations as well as the Baikal Reserve nature chronicles were examined. The tree-ring width dependence on climatic indicators was determined. In the study area there are no one highly expressed limiting factor, thus the climatic signal is weak. Nevertheless, TRW responds and correlates with the temperature of June and precipitation of May and August–September. Anomalies in the annual rings structure in the form of a double ring, which have become more frequent in recent decades, are revealed. This double growth indicates that the growing season duration enlarges due to increasing autumn temperatures.

Tree-ring width and latewood content were studied to assess the response of wood to growing conditions. Samples were taken from the trees of six Scots pine climatypes with contrast origin, grown in the conditions of provenance trials in southern taiga of Central Siberia (Boguchany forestry) and forest-steppe of Western Siberia (Suzun forestry). A comparative analysis of variance of mean values of the studied features between the climatypes within each test point and between the points is carried out. Correlation analysis was used to analyze the dynamics of the studied traits and as their response to weather conditions over a long period. It was revealed that in the forest-steppe conditions maximal radial increments for all climatypes were observed on average at the age of 9 and in southern taiga at the age of 12–16. Tree-ring width of the climatypes from the south is significantly lower in the foreststeppe conditions than that of of the representatives of northern origin. Climatypes transferred from a warmer climate to southern taiga are characterized by significantly larger values of tree-ring width than in the northernmost of the studied ones. The latewood content decreases in all studied climatypes of pine in southern taiga in comparison with foreststeppe. Significant response of the latewood content of climatypes in forest-steppe is observed not only with average monthly weather conditions of the second part of vegetation period but also with the first. It indicates a higher sensitivity of their wood structure to the complex of climatic and ecological conditions in the provenance trials of forest-steppe compared with southern taiga. The research results show that the Boguchany climatype is genetically stable in terms of the average values of tree-ring width and latewood content in foreststeppe and southern taiga.

Введение. Для оценки продуктивности лесов в связи с изменением климата в литературе были предложены модель связи ширины годичного кольца с температурой и осадками с учётом их взаимодействия и модель связи надземной фитомассы с температурой и осадками без учёта их взаимодействия. Обе модели имели региональное применение. Цель исследования. В настоящем исследовании предпринята первая попытка разработки моделей различных показателей биологической продуктивности лесообразующих видов в градиентах температур и осадков Евразии. Объекты и методы. Объектом исследования послужили три базы данных, одна из которых включает информацию о фитомассе деревьев, вторая – о фитомассе древостоев и третья – о плотности и содержании сухого вещества в компонентах фитомассы лесообразующих видов. Эмпирические данные сопряжены с территориально распределёнными показателями среднегодовых осадков и средних температур января и обработаны методом множественного анализа. Результаты. Выполнен анализ следующих продукционных показателей лесообразующих видов: надземной фитомассы деревьев, оцениваемой при наземной и лазерной таксации; надземной фитомассы древостоев; продуктивности ассимиляционного аппарата; базисной плотности древесины и коры стволов деревьев; содержания сухого вещества в листве (хвое); отношения фитомассы корней к надземной; плотности охвоения побегов. Вывод. Установлено наличие всеобщего характера изменения всех продукционных показателей в территориальных градиентах температур и осадков в соответствии с законом лимитирующего фактора Либиха-Шелфорда. Introduction. To assess forest productivity under climate change, a model of the relation of the tree-ring width to temperature and precipitation, taking into account their interaction, as well as a model of the relation of the aboveground phytomass to temperature and precipitation, without taking into account their interaction, were proposed in the literature. Both models were used regionally. The aim of the research. In this study, the first attempt was made to develop models of various indicators of the biological productivity of forest-forming species along the temperature and precipitation gradients of Eurasia. Objects and methods. Three databases were the object of the research, one containing information about the phytomass of trees, the second - about the phytomass of stands, and the third providing data on the wood density and dry matter content in the phytomass components of forest-forming species. The empirical data related to the spatially distributed indicators of average annual precipitation and average January temperatures were processed using the method of multiple regression analysis. Results. The following production indicators of forest-forming species were analyzed: the aboveground phytomass of trees estimated by ground taxation and laser sensing; the phytomass of stands; the productivity of the assimilation apparatus; the basic density of wood and bark of tree stems; the dry matter content in leaves (needles); the ratio of the root phytomass to the aboveground phytomass, i.e. the root-to-shoot ratio; needle density on shoots. Conclusion. The study found the universal character of changes in all production indicators along the territorial gradients of temperatures and precipitation in accordance with the Liebig-Shelford law of the limiting factor.

<em>Выявлены особенности роста сосняков в переувлажнённых условиях. Проведён анализ макроструктуры древесины основной породы. Составлены графики приростов по десятилетиям. Найдены средние показатели и автокорреляции параметров радиальных приростов древесины.</em>

Приведены результаты многолетнего опыта, проведённого в сухом и свежем борах Республики Марий Эл, по оценке влияния начальной густоты культур сосны и интенсивности изреживания 14летних насаждений на динамику радиального годичного прироста наиболее развитых деревьев, долю позднего слоя флоэмы и плотность древесины, которые во многом определяют её технические качества. Показано, что средняя ширина годичного слоя древесины изменяется обратно пропорционально начальной густоте культур, изменение же величины этого показателя при разной интенсивности изреживания древостоя проявляется уже не столь чётко и трудно прогнозируемо. Влияние начальной густоты культур сосны и интенсивности их изреживания на долю позднего слоя флоэмы и величину плотности древесины, изменяющихся в каждом варианте опыта в очень больших пределах, также неоднозначно. Сделан вывод о том, что плотность древесины и доля позднего слоя ксилемы в годичном кольце являются самостоятельными фенотипическими признаками. Селекция по этим признакам не приведёт в дальнейшем к изменению скорости роста деревьев, а также устойчивости их к засухам и другим факторам среды. Introduction. The relevance of the study is preconditioned by the need to improve the technology of artificial reforestation and cultivation of plantations, providing an increase in their productivity and economic efficiency, which largely depend on the initial density of forest crops and intensity of stand thinning. These factors can also influence the quality of wood, but opinions of researchers on this issue are quite contradictory. The objective of this study is to evaluate the impact of the initial density of pine crops and the intensity of thinning of a 14yearold forest stand on the characteristics of the radial growth of trees, the late phloem fraction in the annual ring and the density of wood, which largely determine its technical quality. Material and methods. Investigations were conducted in 2017 at two experimental sites, one of which included pine cultures of different density (from 0.5 to 11 thousand trees/ha), and the second one comprised different variants of their thinning at the age of 14 (from 25 to 80 of the number of trunks). In all sections of the experimental sites, wood cores were sampled from the 12 most developed trees and used as a material for studying technical quality of wood. The digital material was processed statistically using standard applications. Results and discussion. The study has shown that the average width of the annual layer of wood is inversely proportional to the initial density of crops, while the change in the value of this indicator with different intensity of thinning of the stand is no longer so clear and difficult to predict. The influence of the initial density of pine cultures and the intensity of their thinning on the late phloem fraction and the value of wood density that vary in each variant of the experiment within a very large range is also ambiguous. Conclusion. The basic density of wood and the late xylem fraction in the annual ring are independent phenotypic traits of trees. Artificial selection based on these traits will not lead to further changes in the rate of their growth as well as in their resistance to drought and other environmental factors.