​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

  • 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.
    1325
  • 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.
    1424
  • 27/11/2018

    Российские биологи расшифровали генетический «секрет» светящихся грибов

    ​Российские биологи идентифицировали все гены, ответственные за биолюминесценцию светящегося гриба. Воссоздание путей синтеза необходимых для этого компонентов — люциферазы и люциферина — в дрожжевых клетках заставило их излучать свет, видимый невооруженным глазом.
    1449
  • 18/09/2019

    Ученые тестируют новые типы наночастиц для «прицельной» борьбы с раком

    ​Ученые Сибирского федерального университета в составе международного научного коллектива исследовали два вида наночастиц с различным материалом ядра и золотой оболочкой, чтобы выяснить, какие из них могут более эффективно применяться в качестве термосенсебилизаторов в лазерной противоопухолевой терапии.
    336
  • 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.
    1461
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    1546
  • 30/09/2019

    Сибирские ученые используют материалы с памятью формы для хирургии

    ​Появление никелид титановых имплантатов стало революционным шагом в хирургии. Несмотря на искусственный синтез, они оказались во много раз лучше изделий из биологических материалов, а также других имплантатов на металлической основе.
    347
  • 08/07/2017

    Российские ученые получили чувствительные к малым дозам радиации белки

    Группа исследователей из Института биофизики СО РАН, Красноярского государственного аграрного университета, Сибирского федерального Университета (СФУ), а также МГУ им. М. В. Ломоносова разработала чувствительный к радиации белковый комплекс, сообщает пресс-служба СФУ.
    1648
  • 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».
    937
  • 22/03/2017

    Алтайский государственный университет – участник Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды

    В начале 2017 года Алтайский государственный университет подписал Соглашение о создании консорциума – Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды (SecNET), среди участников которого – 10 ведущих научных и образовательных центров Сибири: Национальный исследовательский Томский государственный университет, Югорский государственный университет, Институт водных и экологических систем СО РАН, Институт биологических систем криолитозоны СО РАН (Якутск), Северо-Восточный федеральный университета им.
    1892