Помощь студентам в учебе
Хронология древесно-кольцевых аномалий лиственницы сибирской по Юго-Восточной Туве за 500 лет
|
Введение 3
Глава I. Физико-географическая характеристика района исследование
1.1. Рельеф 6
1.2. Климат 7
1.3. Почвенный покров и растительность 11
Глава II. Материалы и методы исследований
2.1. Материалы исследований 13
2.2. Измерение ширины годичного кольца 16
2.3. Статистический анализ 23
2.4. Измерение и обработка данных клеточной структуры
годичных колец 26
Глава III. Результаты и обсуждения
3.1. Древесно-кольцевые аномалии 33
3.2. Построение хронологии аномалий 43
Заключение 53
Литература 55
Глава I. Физико-географическая характеристика района исследование
1.1. Рельеф 6
1.2. Климат 7
1.3. Почвенный покров и растительность 11
Глава II. Материалы и методы исследований
2.1. Материалы исследований 13
2.2. Измерение ширины годичного кольца 16
2.3. Статистический анализ 23
2.4. Измерение и обработка данных клеточной структуры
годичных колец 26
Глава III. Результаты и обсуждения
3.1. Древесно-кольцевые аномалии 33
3.2. Построение хронологии аномалий 43
Заключение 53
Литература 55
Наблюдаемое в последнее десятилетие бурное развитие и использование новых физических и химических методов в анализе структуры и состава годичных колец приводит к резкому росту первичных данных, которые требуют соответствующей интерпретации в терминах как процессов формирования годичных колец, так и влияющих на эти процессы факторов внешней среды. В дендроклиматических исследованиях характеристики радиального прироста и плотности древесины годичных колец широко используются как индикаторы изменения климата (Schweingruber, 1988; Hughes, 1995; Ваганов и др., 1999; Vaganovetal., 2006). В то же время, набор характеристик, регистрируемых в годичных кольцах, постоянно расширяется (Ваганов и др., 2007; Kagawaetal., 2006; Vaganovetal., 2006; Nocetti, Romagnoli, 2008). Нет сомнения, что наиболее точную информацию о климатических условиях роста древесных растений можно получить при объединении измерений ширины годичных колец с другими индикаторами роста, например, показателями анатомической структуры годичных колец. Ряды трахеид внутри годичных колец хвойных представляют регулярные изменения размеров клеток и толщины их клеточных стенок. Их изменчивость отражает влияние внутренних и внешних факторов на рост древесных растений (Яценко-Хмелевский, 1954; Мелехов, 1979; Ваганов и др., 1985; Vaganovetal., 1996; Ваганов, Шашкин,
2000). В результате, на основе измеренных анатомических параметров как площадь клеточной стенки (CWA), характеризующую накопление органического вещества и площадь люмена (LUM), характеризующую водопроводящую способность трахеид появляется возможность получить более детальные реконструкции температуры с суточным разрешением (пентада, декада).
Для выбранного нами района, состояние исследований по данной проблеме ограничивается небольшим количеством работ (Овчинников и др., 2002; Магда и др., 2004; Ойдупаа и др., 2004 и др.), основанных на использовании такого показателя как ширина годичного кольца для реконструкции раннелетней температуры. В нашем случае учитывая, что в районе исследования четко прослеживается влияние температуры в роли основного лимитирующего рост древесной растительности фактора, привлечение анатомических показателей позволить получить детальную информацию об изменении сезонного хода температуры в течение сезона роста. В этом случае, зная размеры трахеид хвойных будет возможно рассчитать корреляционные связи анатомических параметров с погодными условиями (с применением имитационной модели Ваганов, Шашкин, 2000) и провести реконструкцию климатических изменений в прошлом.
Объект исследования - верхняя граница произрастания древесной растительности.
Целью работы является построение детальной хронологии аномалий исследуемого района по Юго-Восточной Туве за 500 лет.
Задачи поставленные для достижения цели работы:
1. Формирование коллекции аномалий;
2. Датировка и документирование обнаруженных аномалий;
3. Выявление временных зависимостей в распределении аномалий. Практическая значимость:
1. Возможность использования полученных данных для реконструкции природных условий, разработки сценариев катастрофических событий.
2. Использование в археологии Тувы для оценки влияния катастрофических климатических событий на социум.
3. Использование данных в лесоводстве для прогнозирования ущерба лесным угодьям.
4. Расширение знаний об экологии реликтовых лиственницы по Юго-Восточной Туве
Новизна научной работы:
Впервые в регионе получена детальная хронология аномалий района по Юго-Восточной Туве. Изучено влияние изменений климата на реликтовые лиственничники верхней границы леса по Юго-Восточной Туве .
2000). В результате, на основе измеренных анатомических параметров как площадь клеточной стенки (CWA), характеризующую накопление органического вещества и площадь люмена (LUM), характеризующую водопроводящую способность трахеид появляется возможность получить более детальные реконструкции температуры с суточным разрешением (пентада, декада).
Для выбранного нами района, состояние исследований по данной проблеме ограничивается небольшим количеством работ (Овчинников и др., 2002; Магда и др., 2004; Ойдупаа и др., 2004 и др.), основанных на использовании такого показателя как ширина годичного кольца для реконструкции раннелетней температуры. В нашем случае учитывая, что в районе исследования четко прослеживается влияние температуры в роли основного лимитирующего рост древесной растительности фактора, привлечение анатомических показателей позволить получить детальную информацию об изменении сезонного хода температуры в течение сезона роста. В этом случае, зная размеры трахеид хвойных будет возможно рассчитать корреляционные связи анатомических параметров с погодными условиями (с применением имитационной модели Ваганов, Шашкин, 2000) и провести реконструкцию климатических изменений в прошлом.
Объект исследования - верхняя граница произрастания древесной растительности.
Целью работы является построение детальной хронологии аномалий исследуемого района по Юго-Восточной Туве за 500 лет.
Задачи поставленные для достижения цели работы:
1. Формирование коллекции аномалий;
2. Датировка и документирование обнаруженных аномалий;
3. Выявление временных зависимостей в распределении аномалий. Практическая значимость:
1. Возможность использования полученных данных для реконструкции природных условий, разработки сценариев катастрофических событий.
2. Использование в археологии Тувы для оценки влияния катастрофических климатических событий на социум.
3. Использование данных в лесоводстве для прогнозирования ущерба лесным угодьям.
4. Расширение знаний об экологии реликтовых лиственницы по Юго-Восточной Туве
Новизна научной работы:
Впервые в регионе получена детальная хронология аномалий района по Юго-Восточной Туве. Изучено влияние изменений климата на реликтовые лиственничники верхней границы леса по Юго-Восточной Туве .
В результате проведенного исследования были найдены аномальные структуры (морозобойные и светлые кольца, флуктуации древесины, разломы) и выпавшие кольца на образцах с шести участков: Монгун, Колчан, Тануола, Дерзик, Кунгур, Тарыс и позволило построить хронологию экстремальных климатических событий для территории Республики Тува за последние 300 лет.Анализ возраста образования колец содержащих аномалии структуры показал, что в 59% случаев они образуются в возрасте до 100 лет жизни дерева (без учета аномалий в 20 первых кольцах образцов), 24% аномалий фиксируется с 101 по 200, 9% с 201 по 300 кольцо и 8% в более позднем возрасте. Анализ соотношения типов совпадающих аномалий показал, что 67% составляют морозобойные кольца, 13,5% светлые кольца, 11% флуктуации древесины, 8,5% разломы. Из 36 выделенных дат совпадений только в 4-х случаях не отмечено наличие морозобойных колец. Это позволяет предположить, что именно резкие падения температуры воздуха, сопровождающиеся образованием морозобойных колец, приводят к появлению светлых колец, флуктуаций и разломов у деревьев. Отмечается наличие расхождений по количеству совпадающих аномалий и выпадающих колец между Западной и Восточной частями Тувы. Наибольшее количество совпадающих аномалий (65%) характерно для Западной Тувы (участки:Монгун, Колчан, Тан), наибольший процент совпадений (около 66%) выпавших колец наблюдается в Восточной Туве (участки Дерзик, Кунгур, Тарыс). Сопоставление дат экстремальных событий на разных участках выявило, что в большинстве случаев даты образования аномалий и выпавших колец чередуются не пересекаясь, (отсутствие выпавших колец в годы образования аномалий и наоборот).
В результате анализа дат совпадения аномальных структур и выпавших колец в Республике Тува были выделены 4 экстремальных события межрегионального характера события (1783, 1784, 1812, 1884 гг.), которые хорошо согласуются с данными о крупных вулканических извержениях (вулканы Grimsvotn и Lakagigar, SoufriereSt.Vinsent, Krakatau) и информацией исторических источников. Так же в работе было выявлено 17 событий регионального масштаба (1698, 1754, 1775, 1779, 1785, 1788, 1789, 1797, 1813, 1819, 1843, 1854, 1869, 1870, 1882, 1911, 1923 гг.) и 9 событий местного значения (1662, 1699, 1792, 1804, 1814, 1821, 1847, 1867, 1993 гг.).
Применительно к задаче построения хронологии экстремальных климатических событий, охватывающей два последних тысячелетия, полученные результаты показали, что наибольшей чувствительностью обладает участок Монгун на котором присутствуют 24 экстремальных события из 30 выявленных. Наличие значительной коллекции образцов палеодревесины для этой пробной площади [Мыглан, Ойдупаа, Ваганов, 2012] закладывает практическую основу для проведения такой работы.
В результате анализа дат совпадения аномальных структур и выпавших колец в Республике Тува были выделены 4 экстремальных события межрегионального характера события (1783, 1784, 1812, 1884 гг.), которые хорошо согласуются с данными о крупных вулканических извержениях (вулканы Grimsvotn и Lakagigar, SoufriereSt.Vinsent, Krakatau) и информацией исторических источников. Так же в работе было выявлено 17 событий регионального масштаба (1698, 1754, 1775, 1779, 1785, 1788, 1789, 1797, 1813, 1819, 1843, 1854, 1869, 1870, 1882, 1911, 1923 гг.) и 9 событий местного значения (1662, 1699, 1792, 1804, 1814, 1821, 1847, 1867, 1993 гг.).
Применительно к задаче построения хронологии экстремальных климатических событий, охватывающей два последних тысячелетия, полученные результаты показали, что наибольшей чувствительностью обладает участок Монгун на котором присутствуют 24 экстремальных события из 30 выявленных. Наличие значительной коллекции образцов палеодревесины для этой пробной площади [Мыглан, Ойдупаа, Ваганов, 2012] закладывает практическую основу для проведения такой работы.