Ученые Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН выяснили можно ли использовать годичные кольца берез для палеоклиматической реконструкции за северной границей распространения хвойных деревьев. Применение математических методов помогло выявить значимую связь между радиальным ростом березы и солнечной активностью, охватывающей основные солнечные циклы: 5,5, 11 лет и 22 года.
Рост дерева — это не только увеличение его высоты, но и утолщение ствола: тонкий слой клеток между корой и древесиной постоянно делится, образуя раннюю и позднюю древесину. В нормальных условиях в умеренном климате каждый год появляется один светлый и один темный слой — годичное кольцо. Изучая годичные кольца, можно не только определить возраст дерева, но и получить представление об условиях, сопровождавших его развитие: обилии осадков или засухе, похолодании, пожарах. Этим занимается наука дендрохронология.
Лучшие дендрохронологические объекты — это хвойные деревья, например, сосны и ели. Годичные кольца у них хорошо различимы, срок жизни долог, а ареал распространения в Северном полушарии очень широк. В высоких широтах сосны и ели уступают березам, иначе реагирующим на климатические факторы. Можно ли использовать годичные кольца берез для палеоклиматической реконструкции за северной границей распространения хвойных деревьев, выясняли ученые Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН.
Результаты проведенного ими анализа опубликовал журнал Forests. Исследованы несколько десятков образцов березы Черепанова, произрастающей на севере Мурманской области, недалеко от села Териберка. Возраст самого старого составил 105 лет.
Ученые использовали многолетние данные погодных наблюдений с метеостанции в Териберке, которая расположена в 50 километрах от площадки отбора образцов. Для уточнения результатов пользовались также сведениями четырех других метеостанций: в Мурманске, Ловозере, Ковдоре и Краснощелье. Учитывались три основных климатических параметра: средняя температура, количество осадков, продолжительность солнечного сияния (времени, когда прямые солнечные лучи попадают на земную поверхность), интенсивность облачности. Кроме того, в качестве косвенного параметра общей интенсивности солнечного излучения использовались данные о количестве солнечных пятен.
Полученные данные демонстрируют, что прирост древесных колец березы Черепанова положительно коррелирует с температурой в мае и отрицательно — с продолжительностью солнечного сияния в июле (это объясняется изменением спектрального состава солнечного излучения в конце полярного дня). Применение математических методов помогло выявить значимую связь между радиальным ростом березы и солнечной активностью, охватывающей основные солнечные циклы: 5,5 лет (вторая гармоника цикла Швабе), 11 лет (цикл Швабе) и 22 года (цикл Хейла).
Исследование показало, что зону дендрохронологических исследований можно расширить за пределы распространения хвойных деревьев, поскольку для этого подходят и березы на самой северной границе ареала обитания. То, что весенние температуры для роста березы в высоких широтах оказались более значимым фактором по сравнению с летними, согласуется с предыдущими исследованиями, показавшими, что температурные условия весной играют ключевую роль в начале активного роста древесных растений в северных широтах. Для более глубокого понимания адаптации деревьев к условиям полярного дня необходимо продолжить наблюдения.