Дендрохронологический анализ природных процессов в криолитозоне (на примере Центральной Якутии) 03. 02. 08 Экология

Вид материала

Автореферат

Содержание Заключение и основные выводы. Основные выводы по работе Список основных работ по теме диссертации

Подобный материал:

• Влияние выбросов цементного завода на растительный покров центральной якутии (на примере, 341.47kb.
• Экология и биоэнергетика некоторых зимующих видов птиц Якутии 03. 00. 16 Экология, 295.57kb.
• Элективный курс «Физика природных процессов» (методическое пособие для учителя) Омск, 336.07kb.
• Кадровое планирование на предприятии (на примере …) Модернизация системы управления, 49.23kb.
• Демонстрационная версия рабочей программы «Экологическое нормирование в криолитозоне», 41.78kb.
• Ii республиканская научно-практическая конференция «География и краеведение в Якутии», 37.99kb.
• Взаимосвязь глобальных и региональных политических процессов (на примере Центральной, 738.45kb.
• Рабочей программы учебной дисциплины физика природных процессов уровень основной образовательной, 60.78kb.
• Формирование Скоплений природного газа и газовых гидратов в криолитозоне, 1083.78kb.
• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности [Экология] по сельскохозяйственным, 337.69kb.

Заключение и основные выводы.

Начиная с первых работ по изучению лесов Центральной Якутии исследователи обращали свое внимание на своеобразную особенность роста и развития лесных сообществ на многолетнемерзлых породах. Проводились работы по исследованию сезонного хода температуры и влажности грунтов, мощности и динамики протаивания сезонно-талого слоя на разных типах мерзлотных почв в лесах Центральной Якутии. Накопленный в настоящее время фактический материал и применение дендрохронологических методов исследований позволили по-новому оценить те результаты, которые были получены рядом исследователей.

Представленные в данной работе результаты исследований могут стать основой для развития нового направления дендрохронологии и мерзлотоведения – мерзлотной дендрохронологии. В рамках этого направления с помощью дендрохронологических методов целенаправленно проводятся исследования по изучению роста и развития древесных пород, произрастающих в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов, изучается пространственно-временная динамика развития различных природных процессов, влияющих на лесные экосистемы в области криолитозоны.

Основные выводы по работе

На основе проведенных исследований были выявлены следующие общие закономерности изменчивости радиального прироста лиственницы и сосны в зависимости от влияния климатических, мерзлотно-ландшафтных условий Центральной Якутии, а также некоторых экологических факторов:

1. На радиальный прирост деревьев существенное влияние оказывают особенности мест их произрастания (почвенно-мерзлотные и ландшафтно-географические условия), которые определяют характер воздействия внешних факторов. На основе корреляционного анализа древесно-кольцевых хронологий Центральной Якутии выделены для лиственнице 5 и для сосне 4 территориальные группы.
   
2. При анализе статистических характеристик древесно-кольцевых хронологий лиственницы и сосны отмечены особенности отклика этих пород деревьев на воздействия внешних факторов. Лиственница, имея более широкий экологический ареал в условиях многолетней мерзлоты, обладает большей чувствительностью, чем сосна (0,15-0,42 против 0,13-0,33 у сосны) и высокой согласованностью радиального прироста деревьев (межсериальный коэффициент корреляции 0,63-0,81 против 0,58-0,78 у сосны). Близость населенных пунктов, увеличивая степень антропогенного воздействия на лесные насаждения, оказывает значительное влияние на возраст древостоев Центральной Якутии.
   
3. Деревья одной породы в разных районах Центральной Якутии при сходных условиях произрастания синхронно реагируют на изменения климатических факторов, но даже на близко расположенных участках динамика радиального прироста лиственницы и сосны может значительно отличаться друг от друга. Это обусловлено видовыми особенностями и различиями мест их произрастания. Однако высокие температуры воздуха в мае-июне, а также большое количество осадков в июне-июле и предыдущей осени положительно сказываются на радиальном приросте этих двух пород деревьев Центральной Якутии.
   
4. В ходе корреляционного анализа радиального прироста лиственницы и сосны с изменениями климатических параметров в течение 120 лет установлено, что повышения раннелетней температуры воздуха в последние десятилетия сдвигают начало роста годичных колец у лиственницы и сосны на более ранние сроки. Полученные данные свидетельствуют о том, что подобный сдвиг достигает 15-20 суток – у лиственницы с третьей декады мая сдвинулось на первую декаду, а у сосны – с середины мая на третью декаду апреля.
   
5. Анализ измерения ширины годичных колец сосны и лиственницы показал, что снежный покров, с одной стороны, используется растениями в виде дополнительной влаги после его схода в весенний период, а с другой – выполняя теплоизолирующую функцию, он определяет состояние деятельного слоя почвогрунтов. Время становления снежного покрова и его мощность в осенний период, а также сроки схода весной влияют на динамику гидротермического режима мерзлотных почв, что в свою очередь сказывается на радиальном приросте древесных пород. При этом при разных мерзлотно-ландшафтных типах местности и характере древостоя влияние снежного покрова на радиальный прирост деревьев отличается друг от друга.
   
6. Дендрохронологический анализ древесно-кольцевых хронологий показал, что при сравнительно схожих климатических условиях лиственничные леса Лено-Амгинского междуречья, в отличие от Лено-Вилюйского междуречья, испытывают недостаток увлажнения. Проведенные расчеты суммарного испарения и водного баланса на этих двух модельных участках в Центральной Якутии указывают, что наличие большого количества аласных котловин на Лено-Амгинском междуречье является основной причиной дефицита влаги для радиального прироста древесных пород.
   
7. Отличия типов мерзлотных почв на лиственничных и сосновых участках определяют разный отклик этих пород деревьев на изменения температуры сезонно-талого слоя грунтов. Более высокие температуры грунтов в зимний период положительно сказываются на радиальном приросте деревьев обеих пород. Высокие температуры почвы в летний период, вызывая иссушающий эффект, негативно сказываются на радиальном приросте сосны, а на Лено-Амгинском междуречье еще и лиственницы.
   
8. Дендрохронологическими методами установлено, что одним из важных параметров для радиального прироста деревьев является количество влагозапасов почвы в осенний период предыдущего года. Влага верхних слоев почвы (до 30-40 см в лиственничных и до 100-120 см в сосновых лесах) используется деревьями в начале вегетационного сезона, более нижних слоев по мере оттаивания деятельного слоя почвы (на лиственничных участках в июле-августе 80-100 см, на сосновых в июле 60-120 см, а в августе 110-200 см). Наличие многолетней мерзлоты как фактора сохранения и водоупора для надмерзлотных вод определяет достаточное влагообеспечение древесной растительности в условиях сухого климата Центральной Якутии.
   
9. Показано, что дендрохронологические методы могут быть эффективно использованы для анализа динамики криогенных процессов в зоне распространения многолетней мерзлоты: при реконструкции развития термокарстовых озер и выявлении периодов активации термокарстовых депрессий; анализе динамики развития наледей; датировке лесных пожаров и анализе послепожарной динамики роста деревьев; выявлении техногенных воздействий на криогенные ландшафты.
   

Список основных работ по теме диссертации

в журналах, входящих в перечень научных изданий, рекомендованных ВАК

1. Николаев А.Н. Влияние температуры почвы на радиальный прирост стволов лиственницы и сосны в Центральной Якутии // Наука и образование. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2004. № 2 (34). С. 15-19.
   
2. Николаев А.Н., Федоров П.П. Влияние климатических факторов и термического режима мерзлотных почв Центральной Якутии на радиальный прирост лиственницы и сосны (на примере стационара «Спасская Падь») // Лесоведение. 2004. № 6. С.51-55.
   
3. Николаев А.Н. Дендроклиматический мониторинг лесных экосистем Южной Якутии // Вестник Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова. Якутск: Изд-во ЯГУ, 2005. Т.2, № 2. С. 86-94.
   
4. Лукин В.В., Толстихин О.Н., Николаев А.Н. Тукуланы левобережья среднего течения реки Тюнг (бассейн реки Вилюя) как индикаторы глобального потепления // Вестник Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова. Якутск: Изд-во ЯГУ, 2006. Т.3, № 2. С. 18-21.
   
5. Николаев А.Н., Кирдянов А.В., Шлезер Г., Хелле Г Вариации параметров древесных колец и содержание изотопов δ¹³С у лиственницы каяндера в Восточной Якутии // Лесоведение. 2006. № 2. С. 51-70.
   
6. Николаев А.Н., Самсонова В.В. Дендроклиматический мониторинг лесных экосистем Южной Якутии в зоне влияния объектов топливно-энергетического комплекса // География и природные ресурсы. 2006. № 2. С. 40-46.
   
7. Alexander V. Kirdyanov, Kerstin S. Treydte, Anatoly Nikolaev, Gerhard Helle and Gerhard H. Schleser. Climate signals in tree-ring width, density and δ13C from larches in Eastern Siberia (Russia). Chemical Geology. 2008. Vol. 252. P. 31-41. doi:10.1016/j.chemgeo.2008. 01.023
   
8. Nikolaev A, Fedorov P, Desyatkin A. Influence of climate and soil hydrothermal regime on radial growth of Larix cajanderi and Pinus sylvestris in Central Yakutia, Russia. Scandinavian Journal of Forest Research. 2009. Vol. 24, Issue: 3. P. 217-226. doi: 10.1080/02827580902971181
   
9. Десяткин А.Р., Такакай Ф., Федоров П.П., Николаева М.Х., Николаев А.Н., Хатано Р., Десяткин Р.В. Эмиссия метана в таежно-аласных экосистемах Центральной Якутии // Наука и образование. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2009. №3(55). С. 40-50.
   
10. Николаев А.Н. Дендрохронологические исследования послепожарной реакции древесных пород в Центральной Якутии // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12, №1 (3). С. 888 – 891.
    
11. Николаев А.Н. Дендрохронологические исследования наледей Центральной Якутии // Лед и снег (Материалы гляциологических исследований). 2010. №1 (109). С. 93-102.
    
12. Николаев А.Н., Исаев А.П., Федоров П.П. Радиальный прирост лиственницы и сосны в Центральной Якутии в связи с изменением климата за последние 120 лет // Экология. 2011. № 4. C. 243-250.
    
13. Николаев А.Н., Федоров П.П., Десяткин А.Р. Влияние гидротермического режима мерзлотных почв на радиальный прирост лиственницы и сосны в Центральной Якутии // Сибирский экологический журнал. 2011. № 2. С. 189-201.
    
14. Николаев А.Н., Федоров А.Н., Угаров И.С., Торговкин Я.И., Ефремов П.В., Аргунов Р.Н Влияние характера мерзлотных ландшафтов на рост лиственничных древостоев в Центральной Якутии // Вестник Северо-Восточного Федерального Университета им. М.К. Аммосова. Якутск: Изд-во СВФУ, 2011. № 1. С. 25-35.
    

В коллективных монографиях

15. Николаев А.Н. Древесно-кольцевые хронологии как отражение изменений климата // Лес и вечная мерзлота: Особенности состава и структуры лесов мерзлотного региона, проблемы рационального ведения хозяйства и охраны / Коллективная монография. Якутск: Изд-во Якутского ун-та, 2000. С. 25-33.
    
16. Николаев А.Н. Дендроклиматический анализ мерзлотных ландшафтов // «Спасская Падь»: Комплексные исследования мерзлотных ландшафтов / отв. ред. А.Н.Федоров. Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения СО РАН, 2006. 210 с.
    
17. Николаев А.Н. Реконструкция и анализ изменчивости температуры воздуха на территории Якутии // Глобальные изменения климата и природной среды позднего кайнозоя в Сибири / отв. ред. А.П. Деревянко. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. С. 342-346.
    
18. Nikolaev A.N. Dendrochronology: Response of Trees to Various Nature Conditions // The Far North: Plant Biodiversity and Ecology of Yakutia/ Eds. E.I. Troeva, A.P. Isaev, M.M. Cherosov, and N.S. Karpov. Springer Dordrecht Heidelberg London New York, 2010. P.168-174. DOI 10.91007/978-90-481-3774-9.
    

В других изданиях

19. Николаев А.Н., Тимофеев П.А. Анализ влияния климатических факторов на радиальный прирост деревьев в Северной и Центральной Якутии // Флора и растительность Якутии / сборник статей ИБПК СО РАН. М.: Изд-во ФИПС, 1999. С. 85-89
    
20. Николаев А.Н., Наурзбаев М.М., Егерь И.В., Силкин П.П. О возрасте лиственницы в среднетаежной подзоне Якутии // Флора и фауна особо охраняемых природных территорий республиканской системы Ытык Кэрэ Сирдэр. Якутск: Изд-во Кудук, 2001. С. 190-191
    
21. Nikolaev A.N. Dendroclimatological analysis of climate features in Nothern and Central Yakutia // Tree Rings and People.International Conference on the Future of Dendrochronology. Davos, 22-26 September 2001. Abstracts. Birmensdorf, Swiss Federal Institute WSL. P. 93
    
22. Nikolaev A.N. The influence of soil temperature on radial increments of larch and pine stems in Central Yakutia. Permafrost: Proceedings of the Eighth International Conference on Permafrost, 21-25 July 2003, Zurich, Switzerland. Vol.1. Zurich: A.A.BALKEMA Publishers, 2003. P. 811-814
    
23. Николаев А.Н. Влияние климатических факторов и термического режима мерзлотных почв Центральной Якутии на радиальный прирост лиственницы и сосны/Дендрохронология: достижения и перспективы; Материалы Всероссийского совещания, 27-30 октября 2003. Красноярск: Изд-во Инст-та леса СО РАН, 2003. С. 21-22.
    
24. Николаев А.Н. Влияние температуры почвы на радиальный прирост лиственницы и сосны на стационаре «Спасская Падь» в Центральной Якутии // Влияние климатических и экологических изменений на мерзлотные экосистемы: Труды Второй международной конференции «Роль мерзлотных экосистем в глобальном изменении климата» / Ред.: Б.И. Иванов, Т.Х. Максимов. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2003. С. 247-254.
    
25. Николаев А.Н. Влияние температурных условий почвы на радиальный прирост деревьев Центральной Якутии // Природная и антропогенная динамика наземных экосистем: материалы Всероссийской конференции (Иркутск, 11-15 октября 2005г.). – Иркутск: Изд-во Иркутского государственного технического ун-та, 2005.С. 439-441.
    
26. Nikolaev A.N. Dendrochronological investigation in Yakutia (North-East of Russia) // abstracts 7-th International Conference on Denrochronology: Cultural Diversity, Environmental Variability, June 11-17, 2006, Beijing, China. P. 99-100.
    
27. Николаев А.Н. Дендроэкологические исследования мерзлотных ландшафтов в Центральной Якутии // Новые методы в дендроэкологии: Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием (Иркутск, 10-13 сентября 2007 г.). Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2007. С. 136-138
    
28. Николаев А.Н. «Дендроклиматологические исследования на территории наледей Булуус и Улахан Тарын» // Дендроэкология и лесоведение: Материалы Всероссийской конференции. Красноярск: Изд-во Институт леса им. В.Н. Сукачева, 2007. С. 91-94.
    
29. Федоров П.П., Николаев А.Н., Десяткин А.Р. «Влияние гидротермического режима почв на радиальный прирост лиственницы в Центральной Якутии» // Дендроэкология и лесоведение: Материалы Всероссийской конференции. Красноярск: Изд-во Институт леса им. В.Н. Сукачева, 2007. С. 166-168.
    
30. Николаев А.Н. «Влияния условий многолетней мерзлоты и почвогрунта на рост и распространение бореальных лесов в Якутии» // Седьмое сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу: Мат-лы рос. конф. / Под ред. М.В. Кабанова. Томск: Аграф-Пресс, 2007. С. 245-247.
    
31. Николаев А.Н., Самсонова В.В. Влияние склоновых процессов на динамику радиального прироста кустарников рода Ива (Salix) на Ямал// Материалы Международной конференции «Криогенные ресурсы полярных и горных регионов. Состояние и перспективы инженерного мерзлотоведения». - Тюмень, 21-24 апреля 2008. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2008. С. 471 – 474.
    
32. Николаев А.Н. Дендрохронологические исследования наледей в Центральной Якутии // Гляциология от Международного геофизического года до Международного полярного года / XIV Гляциологический симпозиум (Иркутск 2-9 сентября 2008 г.). Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2008. С. 81.
    
33. Николаев А.Н. Дендрологические исследования радиального прироста лиственницы Якутии//Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века. Материалы Всероссийской конференции (Петрозаводск, 22 – 27 сентября 2008) Ч. 5 – Геоботаника. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2008. С. 236-239.
    
34. Николаев А.Н. Дендрохронологические исследования пожаров на территории стационара «Нелегер» в Центральной Якутии» // Пожары в лесных экосистемах Сибири: Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Красноярск: Изд-во Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2008. С. 71-73.
    
35. Влияние мерзлотных условий на рост древесных пород Центральной Якутии // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии: Материалы VII Международной научно-практической конференции (Барнаул, 21-24 октября 2008). Барнаул: РПК Арктика, 2008. С. 220-225.
    
36. Николаев А.Н., Федоров П.П. Радиальный прирост лиственницы (Larix cajanderi Mayr) и сосны (Pinus sylvestris L.) в Центральной Якутии при изменении климата за последние сто лет // Ресурсная экономика, изменение климата и рациональное природопользование. сборник материалов международной конференции 1-7 июля 2009 г. / ред. кол.: Е.А. Ваганов и др. Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2009. С. 851-860.
    
37. Николаев А.Н., Федоров П.П. Анализ пространственного распределения мерзлотных почв и лесной растительности в Центральной Якутии // Разнообразие мерзлотных и сезонно-промерзающих почв и их роль в экосистемах: Материалы V Международной конференции по криопедологии. Улан-Удэ, Бурятия. Российская Федерация, 14-20 сентября 2009 г . М. - Улан-Удэ: Институт географии РАН, 2009. С. 241-242.
    
38. Николаев А.Н., Петров Р.Н. Влияние криогенных процессов на лесные экосистемы Центральной Якутии // Эколого-географические аспекты лесообразовательного процесса: Материалы Всероссийской конференции с участием иностранных ученых. Красноярск, 23-25 сентября 2009 г. Красноярск: Изд-во Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2009. С. 124-127.
    
39. Николаев А.Н. Реакция радиального прироста лиственницы в Центральной Якутии на изменения климатических факторов за последнее столетие // Проблема и стратегия сохранения биоразнообразия растительного мира Северной Азии: Материалы Всероссийской конференции (Новосибирск, 9-11 сентября 2009 г.). Новосибирск: Изд-во «Офсет», 2009. С. 190-191.
    
40. Николаев А.Н. Зависимость роста деревьев от характера развития мерзлотных ландшафтов на территории Центральной Якутии // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии: Материалы Девятой Международной научно-практической конференции. Барнаул, 25-28 октября 2010 года. Барнаул: РПК Арктика, 2010. С. 382-386.
    
41. Николаев А.Н. Дендрохронологический мониторинг в криолитозоне // Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов: Материалы докладов Международной конференции, г. Тюмень, 11-13 октября 2010 г./ Под ред. А.В.Соромотина, А.В. Толстякова. Тюмень: Изд-во Тюменского госуниверситета, 2010. С.329-331.
    
42. Николаев А.Н., Исаев А.П. Дендрохронолический анализ пожаров лиственничных лесов стационара Нелегер// «Применение природосбрегающих технологий в условиях холодных регионов». Материалы IX Международного симпозиума по развитию холодных регионов ISCORD 1-5 июня 2010. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2010 – С. 273.