Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 2022
Ключевые слова: стабильные изотопы, dD, d18O, d13C, дейтериевый эксцесс, многопараметрический подход, целлюлоза в годичных кольцах деревьев, лесные экосистемы, хвойные, засуха, наводнения, вулканы, пожары, деградация вечной мерзлоты, моделирование
Аннотация: Значимые изменения температуры воздуха и осадков произошли с 2000-х годов в уязвимых к климатическим изменениям субарктических регионах Сибири, что потребовало продление хронологий в сторону третьего тысячелетия.?Впервые для северо-востока Якутии (YAK) и востока Таймыра (TAY) получены данные по содержанию стабильных изотопов углероПоказать полностьюда (δ13C), кислорода (δ18O) и водорода (δ2H) в целлюлозе годичных колец лиственниц для периода с 2000 по 2021 гг.?Мы выявили, что новый, и в значительной степени неизученный стабильный изотоп водорода (δ2H) в целлюлозе годичных колец деревьев показывает статичтически значимые свяи с δ18O для участка в Якутии, на который влияли температуры воздуха и эвапотранспирация в течение апреля-июня. Модельные значения водной фракции для глубин почвы 0-20 и 20-30 см, расчитанные при помощи модели Land Surface Processes and Exchanges (LPX-Bern 1.0) показали статистически значимые связи с новыми, экогидрологическими данными по δ2H в целлюлозе годичных колец. Наши результаты свидетельствуют об увеличении эвапотранспирации и реакции водного отношения деревьев на увеличение поглощения воды с протаиванием почвы на глубине от 20 до 30 см (Приложение, Рис. 1). Было выявлено положительное влияние июльской температуры воздуха на δ18O древесных колец и отрицательное влияние июльских осадков, что указывает на засушливые условия. δ13C в целлюлозе годичных колец деревьев лиственницы для обоих участков (YAK, TAY) показал отрицательную корреляцию с июльскими осадками и относительной влажностью, подтверждая сухие условия окружающей среды (Приложение, Рис. 2) в наступившем третьем тысячелетии.?Churakova (Sidorova) OV, Fonti MV, Barinov VV, Zharkov MS, Taynik MS, Trushkina TV, Kirdyanov AV, Arzac A, Saurer M (2022) Towards the third millennium changes in Siberian triple tree-ring stable isotopes. Forests 13(6), 934, https://doi.org/10.3390/f13060934, Zenodo doi: 10.5281/zenodo.6635877?Funding: This research was funded by the Russian Science Foundation (RSF) grant number 21-17-00006 titled “Hydrogen isotopes and deuterium excess (d-excess) in conifer tree-ring cellulose as indicator of extreme eco-hydrological changes in boreal forests (ECO-HYDROTREE)”.?Бореальные леса широко распространены от субарктического леса до тундры и от тайги до лесостепной зоны (от 50° с.ш. до 70° с.ш.). Мы проанализировали хронологии стабильных изотопов в целлюлозе годичных колец (δ13C, δ18O и δ2H) с 16 участков, расположенных в Российской Федерации; 4 исследовательских участков из Фенноскандии (Финляндия, Швеция и Норвегия); 5 участков из Канады и 1 участка на Аляске (США), чтобы оценить влияние климатических изменений от сезонного до годового масштаба на экосистемы бореальных лесов. Результаты нашего обзора данных по изотопам углерода показали, что условия засухи (в основном повышеный дефицит упругости водяного пара) преобладают для западных и центральных регионов Евразии, Аляски и Канады, в то время как северо-восточные и восточные участки Евразийской субарктики демонстрируют развитие дефицита воды в результате уменьшения количества осадков. Хронологии изотопов кислорода показывают возрастающие тренды к концу двадцатого века в основном для всех хронологий, за исключением сибирских северных и южных участков. Применение данных о содержании стабильных изотопов (δ13C, δ18O, δ2H) позволит выявить отклик бореальных лесов не только на термические, но также на гидроэкологические изменения климата в условиях температурного лимитирования.?Однако более глубокое знание процессов фракционирования изотопов водорода на уровне целлюлозы древесных колец необходимо для обоснованной интерпретации и применения δ2H для климатических реконструкций, особенно для бореальной лесной зоны, где лесные экосистемы более чувствительны к климатическим и экологическим изменениям.?Churakova (Sidorova) OV, Porter T, Kirdyanov AV, Myglan V, Fonti M, Vaganov EA (2022) Stable Isotopes in Tree Rings of Boreal Forests. Chapter 20 In Book Stable Isotopes in Tree Rings: Inferring Physiological, Climatic and Environmental Responses, Eds. RTW Siegwolf, JR Brooks, J Roden, M Saurer Springer International Publishing, ISBN 978-3-030-92697-7, https://doi.org/10.1007/978-3-030-92698-4_20?This work was supported by the Russian Science Foundation (RSF) (project 21-17-00006) granted to O.C. (S.) and (project 19-14-00028) granted to V.M.