​Экологи из Сибирского федерального университета (СФУ) оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки и изучения климата прошлого. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда (1, 1). Статья опубликована в журнале Dendrochronologia.

Дендрохронология позволяет датировать события и природные явления с помощью анализа годичных колец деревьев, которые в нашей полосе нарастают в основном в летний период. Ширина, плотность, клеточное строение и химический состав этих колец зависят от количества осадков, температуры и других условий, различающихся год от года. Деревья – одни из самых долгоживущих организмов на Земле, и их стволы могут фиксировать события столетней, а иногда и тысячелетней давности, которые благодаря этому методу можно идентифицировать с точностью до года и даже сезона. Для этого ученые используют метод перекрестной датировки: они сравнивают «летопись» нескольких деревьев, росших в одном регионе и имеющих одинаковый порядок чередования широких и узких годичных слоев на определенном участке. Таким способом можно изучать ныне растущие деревья, сухостойные и даже ископаемую древесину, но для точной датировки событий необходимо найти перекрывающиеся участки материала вплоть до ныне живущих деревьев.

Существует несколько способов отбора образцов для датировки. Чаще всего узкие керны (фрагменты) древесины от коры до центра ствола высверливают специальным буром, но иногда используется метод распиловки. Ученые из Сибирского федерального университета совместно с российскими и иностранными коллегами провели статистические исследования и сравнили эти два метода, оценив их точность и надежность, а также затрату времени и ресурсов.

«Несмотря на более чем столетнюю историю нашей дисциплины, общей стратегии для отбора образцов в дендрохронологии до сих пор не существует. Частично это связано с сосуществованием разных школ, в основном европейской и североамериканской, но чаще всего методику сбора образцов адаптируют для конкретных задач — от простого датирования событий до реконструкции климата и оценки накопления биомассы. Ученые используют данные древесных колец в разных областях (археология, климатология, экология, лесное хозяйство, геоморфология и физиология деревьев) и выбирают разные стратегии», — рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник СФУ и Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН Александр Кирдянов.

Авторы обсудили плюсы и минусы сбора одного или нескольких образцов для дерева, включая спилы, а также количество деревьев, необходимое для получения надежной хронологической и дендроклиматической картины. Они провели ряд расчетных экспериментов для измерений по ширине древесных колец, независимо полученных для разного древесного материала (керны и спилы деревьев) для лиственницы из одного местообитания на северо-востоке Сибири. Результаты показали, что сбор спилов значительно быстрее и надежнее взятия буровых образцов для достаточно небольших деревьев, произрастающих на севере. При работе со спилами уменьшается вероятность пропустить локально отсутствующие древесных кольца, и результирующая хронология обычно более продолжительна и лучше обеспечена измерениями для разных периодов. Однако этот метод, основанный на спиливании деревьев, имеет серьезные ограничения, так как это далеко не всегда возможно и никогда не желательно, а древесные спилы требуют больших затрат при хранении и транспортировке, чем керны.

«Одним из альтернативных решений при сборе может быть обоснованная комбинация буровых образцов и спилов на участке. Важно отметить, что во многих случаях спилы живых деревьев могут быть заменены материалом недавно отмерших особей. Кроме того, мы рекомендуем исследователям уделять особое внимание сбору спилов для пней и полупогребенной древесины, если таковые имеются. Такой подход не только повысит качество получаемой хронологии, но и увеличит ее длительность», — заключил ученый.

С помощью методов дендрохронологии с точностью до года датированы многие археологические находки и архитектурные памятники, в которых сохранилась древесина с различимыми годичными кольцами. Также исследования позволяют оценивать смещения южных и северных границ лесов, судить о времени лесных пожаров, о скорости накопления биомассы древесной растительностью, об изменении поясной растительности горных районов, теплового и водного балансов Земли, изучать климат прошлого и прогнозировать его изменения в будущем.

Исследование проведено совместно с коллегами из Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН (Красноярск), Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова (Якутск), Института мерзлотоведения имени П.И. Мельникова СО РАН (Якутск), а также Кембриджского университета (Великобритания), Исследовательского института глобальных изменений CAS (Чехия), Университета сельского и лесного хозяйства имени Менделя (Чехия), Стокгольмского университета (Швеция), Экологической обсерватории Наварино (Греция), Швейцарского федерального института лесных, снежных и ландшафтных исследований WSL (Швейцария) и Университета Масарика (Чехия).

Похожие новости

  • 03/06/2021

    Алмазные наноиглы для квантовых устройств и детекторов станут доступнее

    Российские ученые совместно с финскими коллегами усовершенствовали метод получения алмазных игл, что делает их более доступными для различных применений, включая квантово-оптические сенсоры. Новый способ использует синтез алмаза из смеси водорода и метана при активации газовой среды методом «горячей нити».
    1360
  • 08/04/2021

    Ученые Красноярского научного центра СО РАН расскажут школьникам про профессии будущего и первые шаги в науку

    Краевой фонд науки подвел итоги конкурса по организации проведения мероприятий по профессиональной ориентации молодежи. Два проекта ученых КНЦ СО РАН, нацеленных на привлечение школьников в науку, получили поддержку фонда.
    519
  • 28/05/2021

    Мальки боганидского гольца переехали с Таймыра на «большую землю»

    ​Три тысячи мальков уникальной породы рыбы, боганидского гольца, перевезли из Норильска в Федеральный селекционно-генетический центр рыбоводства в Ленинградской области и на ООО «Малтат» в Красноярском крае для выращивания маточного стада.
    1787
  • 18/08/2021

    Вирусы помогут снизить ущерб лесам от патогенных грибов

    ​Ученые обнаружили новые вирусы в опятах – корневых патогенах лесов. Найденные вирусы ослабляют своих «хозяев», снижая рост и распространение грибов. С их помощью можно уменьшить вредоносное влияние опят на деревья и сохранить леса.
    1261
  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    6990
  • 10/12/2018

    Исследовано влияние лекарства от грибка на пшеницу

    ​Российские исследователи изучили токсические эффекты, которые противогрибковые препараты (фунгициды) оказывают на посевы пшеницы, зараженные плесневым грибом фузариумом. Результаты работы были опубликованы в журнале Plant Physiology and Biochemistry.
    2319
  • 26/03/2021

    Проекты на стыке науки и искусства — мода или эффективный инструмент научной коммуникации

    ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» стал организатором дискуссии о перспективах развития научной фотографии и искусства. Художники, научные фотографы и научные коммуникаторы обсудили, как исследования ученых могут вдохновлять художников, есть ли какой-то эффект от того, что художник начинает работать с научным изображением и может ли научное изображение стать эффективным инструментом научной коммуникации.
    732
  • 23/08/2018

    Международная Летняя Полевая Школа в ИМКЭС СО РАН

    ​10-15 сентября 2018 г. на базе Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (г. Томск) состоится Международная Летняя Полевая Школа, посвященная вопросам применения новых полевых, лабораторных и информационно-статистических методов исследования, направленных на сбор, анализ, синтез и представление данных об экологических изменениях природной среды Сибири и Дальнего Востока России.
    2541
  • 24/12/2018

    Белки в хвое расскажут о стрессе у деревьев

    ​Российские ученые измерили содержание белков теплового шока в хвое сосны обыкновенной и выяснили, что изменение этого параметра является прямым следствием пожаров. Свою работу они представили на Всероссийской научно-практической конференции «Механизмы устойчивости растений и микроорганизмов к неблагоприятным условиям среды».
    1637
  • 26/01/2018

    Ученые установили, что раковые клетки можно удалять с помощью золотых наночастиц и тепла

    ​Российские и канадские ученые разработали способ адресного разрушения раковых клеток с помощью наночастиц золота и теплового воздействия. Доставку терапевтических наночастиц к опухоли осуществляют специальные молекулы.
    2280