Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 2020
Ключевые слова: засуха, цифровая микроанатомия, ширина ранней и поздней древесины, оптическая плотность, стабильные изотопы, аномалии структуры годичного кольца, степь, лесостепь, индексы засушливости и увлажнения, осадки, экстремальные климатические события, климатические реконструкции, сибирь
Аннотация: Для решения фундаментальной задачи выявления аномальных засух с целью установления адаптационных способностей бореальных лесных экосистем к меняющимся условиям окружающей среды в 2020 году коллективом исполнителей по проекту был проведен значительный объем работ, связанный с выполнением экспедиционных исследований. В ходе которых бПоказать полностьюыло заложено 26 пробных участков в степном (лесостепном) поясе Сибири на которых отобрано 534 керна и 23 спила в 7 регионах (Алтайский край - 53 керна с 2 пробных участков, Кемеровскай область - 28 кернов с 1 пробного участка, Республика Алтай - 20 кернов с 1 пробного участка, Красноярский край - 25 кернов с 1 участка, Иркутская область - 143 керна с 7 пробных участков, Республика Бурятия - 165 кернов с 8 пробных участков, Забайкальский край - 23 спила и 100 кернов с 6 пробных участков). Суммарно, за два года реализации проекта, было заложено 103 пробных участка, на которых отобрано 2509 кернов с произрастающих деревьев и 85 спилов палео древесины, относящихся к 7-и древесным породам (лиственница сибирская (Lárix sibírica Ledeb.), сосна обыкновенная (Pínus sylvéstris), ель сибирская (Pícea obováta), вяз мелколистный (Ulmus parvifolia), карагана бунге (Caragana bungei), тополь душистый (Populus suaveolens), чозения толокнянколистная (Chosenia arbutifolia Pall.)). Полученная сеть участков охватывает территорию в 3000 км с запада на восток и до 800 км с севера на юг. Наше исследование охватило 12 регионов (Омская область, Алтайский край, Новосибирская область, Томская область, Кемеровская область, Республика Алтай, Красноярский край, Республика Хакасия, Республика Тыва, Иркутская область, Республика Бурятия, Забайкальский край). Научным коллективом проекта, на сегодняшний день, впервые для степного (лесостепного) пояса Сибири создана плотная сеть древесно-кольцевых хронологий, материалы которой в дальнейшем, по мере выхода научных публикаций, будут выставляться в сети интернет в виде баз данных с открытым доступом. Местоположение заложенных участков так же будет опубликовано в виде слоя в Google Earth Pro и размещено в сети интернет.?Для улучшения репликации и продления древесно-кольцевых хронологий (дкх) в лесостепной зоне Сибири в 2020 г. были отобраны образцы с 23 объектов культурного наследия в 5 регионах (Забайкальский край - 5 объектов, республика Бурятия - 1 объект, Красноярский край - 4 объекта, Новосибирская область - 11 объектов, Омская область - 2 объекта). Всего в ходе реализации проекта была привлечена древесина с более чем 50-ти памятников архитектуры и археологии, позволившей существенно продлить и наполнить созданную сеть дкх по живым деревьям (например, увеличить протяженность региональной древесно-кольцевой хронологии Tara до 667 лет).?Коллективом исполнителей по проекту разработана и апробирована методика по пробоподготовке и оцифровке образцов с помощью сканирующего микроскопа (AXIO zoom V16) и профессионального сканера (EpsonPerfection V850 Pro) с целью исследования различных параметров годичного кольца для разных древесных пород. Это позволило провести измерения 4 параметров годичных колец (плотности поздней древесины (ппгк), ширины годичного кольца (шгк), ширины ранней древесины (шргк), ширины поздней древесины (шпгк)), что позволило построить несколько длительных древесно-кольцевых хронологий по степному поясу Южной Сибири. Для западной части степного пояса – дкх Tara длительностью 667 лет (Омская область), центральной части пояса – 3 дкх: ula – 781 год, tes – 688, pk – 658 год (Республика Тыва), восточной части - дкх zab – 573 года (Забайкальский край).?Создан банк данных «Аномальные структуры годичного кольца по степной зоне юга Сибири» с иллюстрациями. Проведена работа по выявлению и фотофиксации аномальных структур годичного кольца в образцах коллекции древесины с участков степной и лесостепной зоны (bz – 23 керна, bo – 25 кернов, lg – 22, nk – 15 кернов, on – 18 кернов, nov - 36 кернов и tza - 29 кернов) Забайкальского края. Сопоставление дат сильных экстремальных событий с участков позволило выявить общие даты: 1817, 1828, 1904, 1905 гг. Удаленность друг от друга исследуемых участков, а так же их высокая климатическая чувствительность позволяет утверждать, что выявленные экстремальные события охватили территорию не менее 400 км и оказали существенное воздействие на степную часть в Забайкальского края (т.е. являются экстремальными событиями регионального масштаба). В дальнейшем данный атлас, содержащий разноплановую информацию (фотография аномалии, тип аномалии, год возникновения, возраст годичного кольца, принадлежность к образцу и т.п.), будет пополнятся. Выполнение этой работы создаст инструмент для надежного определения внутри вегетационного сезона времени возникновения экстремальных климатических событий и определения причины возникновения аномалий (засуха, переувлажнение, раннее окончание сезона роста и т.д.), а так же для прогнозирования последствий вызываемых экстремальными климатическими событиями. ?В ходе реализации проекта за отчетный период были построены новые столетние хронологии по изотопной композиции дельта 13C и дельта 18O в целлюлозе годичных колец деревьев с погодичным временным разрешением для участков ch и ho для периода с 1919 по 2019 гг. По данным изотопным хронологиям выявлены различия в условиях местопроизрастания лиственниц показывающие их климатическую чувствительность и отражающих контрастные условия на участках с сухим (ho) и влажным (ch) климатом. Наиболее экстремальные засушливые годы за последние 100 лет (1919-2019 гг.) были выявлены в 1935 и 2018 годы. Напротив, влажная экстремальная была обнаружена для участка ch в 1994 г. Это свидетельствует о сильной гетерогенности климатических условий в данном регионе. Частота засух, зафиксированная стабильными изотопами углерода и кислорода, значимо увеличивается для участков ho и ch в XXI в. Благодаря тщательному отбору участков исследований, коллективу проекта удалось выявить сухие, а также достаточно влажные условия произрастания деревьев лиственниц, что позволило зафиксировать в наших данных такие неоднородные отклики. Полученные результаты демонстрируют насколько критичным может быть выбор участка для реконструкции климатических условий. Эту информацию важно учитывать при проведении будущих изотопных исследований с акцентом на реконструкцию пожаров, сезонную глубину таяния вечной мерзлоты, источника воды для деревьев, изменения температуры или осадков в регионе.?По инструментальным и косвенным источникам (температура воздуха, атмосферные осадки, уровень бессточных озер и др.) в пределах локализации заложенных дендрохронологических участков рассчитаны коэффициенты сухости и увлажнения, площади бессточных озер.?На основе полученных данных опубликованы 5 статей (квантиль Q1), 2 статьи (квантиль Q2 и Q4), 4 статьи РИНЦ.