CC BY
23
УДК 582.77.634.0.56 ББК 28.5
В.А. Липаткин, С.Б. Пальчиков, Н.В. Ловелиус, А.Ю. Ретеюм, А.В. Черакшев
факторы среды в годы аномальных приростов сосны в лесной зоне рф
Приведены результаты анализа изменений прироста сосны в трёх типах мест произрастания в пределах лесной зоны Российской Федерации. Показана её реакция на глобальные факторы среды: солнечную и геомагнитную активность, галактические космические лучи и циркуляцию атмосферы в северном полушарии. Установлено, что сосна более чутко реагирует на ухудшение условий среды независимо от типа мест её произрастания. Учитывая высокую индивидуальность в формировании её радиального прироста в каждом типе, обобщённые серии годичных колец могут быть использованы для определения мест взятия древесины и предотвращения незаконных рубок.
Ключевые слова:
галактические космические лучи, геомагнитная активность, глобальные факторы, годичные кольца, обобщённые серии, солнечная активность, тип мест произрастания, циркуляция атмосферы.
Липаткин В.А., Пальчиков С.Б., Ловелиус Н.В., Ретеюм А.Ю. Черакшев А.В. Факторы среды в годы аномальных приростов сосны в лесной зоне РФ // Общество. Среда. Развитие. - 2017, № 3. - С. 99-109.
© Липаткин Владимир Александрович - кандидат биологических наук, профессор кафедры экологии и защиты леса Московского государственного университета леса, Московская обл., Мытищи. E-mail: [email protected] © Пальчиков Сергей Борисович - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Московский государственный университет леса; президент, НПСА «Здоровый лес», Москва; e-mail: [email protected] © Ловелиус Николай Владимирович - доктор биологических наук, профессор, Российский государственный педагогический
университет им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург; e-mail: [email protected] © Ретеюм Алексей Юрьевич - доктор географических наук, профессор, Московский государственный университет им. М.В.
Ломоносова, Москва; e-mail: [email protected] © Черакшев Андрей Васильевич - аспирант кафедры ботаники и физиологии расте ний Московского государственного университета леса, Московская обл., Мытищи. E-mail: [email protected]
Леса Российской Федерации относятся к возобновляемым природным ресурсам стратегического значения, требующие рационального использования и охраны, что возможно только при всестороннем научном обосновании. Для этого необходимы достоверные сведения о состоянии лесов, объемах законных и незаконных рубок в различных районах лесной зоны России.
Кроме губительной роли пожаров, ежегодно охватывающих обширные пространства нашей страны, безразмерным злом в уничтожении наиболее ценных хвойных пород стали так называемые «чёрные лесорубы». С целью противодействия обороту нелегально заготовленной древесины в 2008 году Федеральным агентством лесного хозяйства России (Рослесхоз) были инициированы научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки по созданию программного комплекса и структуры банков данных дендрохроно-логической информации. Решением этих проблем много лет успешно занимается научная группа специалистов Центра древесных экспертиз НП «Стратегический Альянс «ЗДОРОВЫЙ ЛЕС» и Московского государственного университета леса. За 4 года исследований была разработана структура банка данных серий годич-
ных колец и получены сведения из более 20 районов России от Псковской области до Забайкалья. Их объём составляет более 10 тысяч образцов древесины [5].
Одним из важных направлений использования этих сведений является создание эталонных серий годичных колец с целью идентификации мест заготовки древесины при выявлении незаконных рубок. Применение методик борьбы с нелегальными рубками посредством использования де-ндроиндикационных данных может позволить предотвратить ущерб для государственного бюджета. По ежегодным оценкам специалистов, он исчисляется десятками миллиардов рублей [6]. Большой объём сведений о формировании радиального прироста сосны даёт возможность рассмотреть их по типам мест произрастания, среди которых на пространстве лесной зоны нами выделены три типа: сфагновые, зеле-номошные и беломошные сосняки.
Материал для этой работы был собран согласно договору о научном содружестве между ФГУ «Рослесозащита» и ГОУ ВПО 1 «МГУ леса» сотрудниками региональных го филиалов Рослесозащиты в 2010 г. Про- ^ бные площади закладывались в таксаци- ^ онных выделах и не имели четко отграни- о ченных размеров. В натуре пробные пло- о
r^-o
о
щади не отбивались, однако для каждого учетного дерева производили определение географических координат с помощью GPS навигатора G***x. Такой подход позволяет при необходимости гарантированно найти пробную площадь в натуре.
Пробные площади закладывались в спелых и приспевающих насаждениях. На каждой пробной площади выполнялось таксационное описание согласно стандартному бланку. Отбор образцов древесины производился с помощью бурава Прессле-ра из деревьев I—III класса роста по Краф-ту, взятие кернов выполнялось на высоте 1,3 м по произвольно выбранному радиусу. Деревья, имеющие наклон ствола, в число учётных не включались. При достаточном количестве деревьев на выделе отбор образцов кернов производился с 20 учетных деревьев, по одному керну с каждого учетного дерева. Для каждого учетного дерева выполнялось описание согласно стандартному бланку. Отобранные в полевых условиях образцы-керны укладывались в бумажные конверты, на которых подписывались номера пробной площади и учетного дерева. Конверты с кернами, отобранными на одной пробной площади, собирались в пачки. Отобранные и этике-тированные образцы поступали в лабораторию дендрохронологии Научно-образовательного экспертно-аналитического центра исследований древесных растений МГУЛ. Здесь проводится их подготовка к измерениям и сами измерения, результаты которых подвергаются статистической обработке, построению серий годичных колец для пробных площадей.
В сосняках зеленомошной группы взято 612 кернов, по которым измерено 63 118 годичных колец, по соснякам бело-мошной группы взято 118 кернов и измерено 18 718 годичных колец. Измерения ширины годичных колец и построение серий было выполнено с помощью прибора LINTAB™ производства компании RINNTECH® (Германия) с точностью до 0,01 мм, для контроля за правильностью измерений использовалось перекрестное датирование в программе TSAP-Win [7].
Расчет индексов годичных колец производился путём нормирования от 10-летней календарной нормы:
X
I, -100%
' N
где i - номер года в десятилетии, I - индекс i-го года, x. - ширина годичного слоя в i-м году, N - 10-ти летняя календарная норма (средняя).
В том случае, если начало серии начинается не с полного десятилетия, то при расчете календарной нормы для его дополнения используются значения с последующего десятилетия, а в конце серии для дополнения используются значения предыдущего десятилетия.
Для определения контрастности факторов среды в годы противоположных аномалий прироста сосны нами предложен «индекс аномальности», который рассчитывался как отношение данных фактора в год с большим приростом к данным в год с малым приростом деревьев с последующим умножением на 100.
В основу анализа взяты данные радиального прироста сосны по её кернам в сосняках зеленомошниках (9 районов) и беломошниках (6 районов) и соснякам сфагновым, опубликованным нами ранее [4]. По каждому типу сосняков построены обобщённые серии годичных колец в отклонениях от 10-летней календарной нормы - индексах. По продолжительности серии составили: в сосняке зеленомошной группы - 250 лет (1760-2010), в сосняке беломошной группы - 178 лет (1832-2010), в сосняке сфагновой группы - 300 лет (1710-2010), они приведены в табл. 1-3.
В задачу наших исследований входит определить черты единства в приросте сосны в трёх типах её произрастания и установить, какие факторы среды могут определять черты единства в формировании благоприятных и пессимальных условий для роста деревьев. Анализ совпадений прироста больше и меньше нормы (100%) в трёх местах произрастания был проведён с 1832 года, когда начинается самый короткий ряд. Совпадения по знаку составили: больше нормы - 30 лет (или 17,9%), меньше нормы - 40 лет (23,8%). При существенных различиях почв и разных условий увлажнения мест произрастания сосны большее количество совпадений отклонений прироста меньше нормы показывает, что на ухудшение условий произрастания сосна реагирует более чутко.
Инструментальные наблюдения за глобальными факторами среды имеют разную продолжительность. Ряд наблюдений за солнечной активностью самый продолжительный - с 1749 г., за геомагнитной активностью Солнца - с 1868 г., за циркуляцией атмосферы - с 1899 г. и галактическими космическими лучами - с 1957 г. Использовать метеорологические данные для такой обширной территории не представляется возможным из-за их различий для всех субъектов РФ.
обобщённая серия индексов годичных колец сосны, произрастающей в сосняках
зеленомошных лесной зоны России
Годы 1760 1770 1780 1790 1800 1810 1820 1830 1840
1 120,7 75,0 131,1 113,1 106,5 98,0 137,0 115,7
2 138,4 83,6 91,1 105,4 108,0 121,4 124,5 109,7
3 58,9 89,8 99,5 137,7 107,4 91,9 104,9 111,5
4 136,1 79,6 83,4 135,3 112,1 119,5 94,6 97,5
5 121,6 102,9 93,2 118,6 109,3 97,1 102,6 83,0
6 79,0 161,5 79,2 89,5 112,0 65,9 110,8 92,1
7 108,0 123,4 96,7 85,1 93,1 68,7 90,5 105,6
8 77,2 113,1 97,4 74,5 93,9 66,1 77,9 101,9
9 82,8 96,1 100,6 84,7 74,1 75,8 79,0 97,8
10 34,7 77,2 75,0 127,6 55,9 83,5 195,5 78,3 85,0
Годы 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930
1 84,1 94,8 82,2 113,2 91,8 87,8 95,5 92,0 91,4
2 77,6 99,3 80,4 101,3 103,5 89,5 87,5 103,4 93,3
3 75,6 99,5 82,6 96,1 100,2 109,8 87,8 107,0 91,1
4 89,6 105,8 103,2 97,0 101,3 112,6 86,0 97,1 87,7
5 95,3 97,1 99,6 98,1 96,1 102,9 96,9 104,9 95,3
6 105,1 102,0 104,1 107,8 100,7 99,1 99,9 96,1 91,5
7 112,4 89,6 103,4 111,2 98,9 104,5 103,6 100,7 99,5
8 97,6 96,8 119,7 91,4 92,6 111,6 120,6 98,2 110,6
9 123,9 106,1 110,0 89,5 104,6 94,9 111,0 102,5 121,7
10 138,9 108,9 114,8 94,3 110,5 87,2 111,1 98,1 117,8
Годы 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
1 103,7 116,3 100,7 109,4 91,8 114,2 101,2
2 88,7 110,7 110,5 107,9 92,1 112,3 106,8
3 97,1 111,3 110,8 99,7 94,0 111,2 95,7
4 101,4 102,0 96,5 102,0 99,7 117,1 98,2
5 109,5 99,4 106,1 97,2 94,7 107,3 96,2
6 102,9 85,4 96,4 98,1 109,7 93,7 99,6
7 105,4 100,5 99,6 90,9 116,1 88,1 107,2
8 99,3 96,4 99,1 100,4 99,4 87,7 102,3
9 100,2 91,7 89,4 96,6 102,7 79,6 95,5
10 91,8 86,3 90,8 97,8 99,8 88,8 97,3
обобщённая серия индексов годичных колец сосны, произрастающей в сосняках беломошниках лесной зоны Рф
Годы 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900
1 112,53 119,24 88,25 73,98 97,14 93,58 113,68
2 149,49 102,09 107,32 76,68 104,79 89,27 70,75 118,82
3 105,72 89,33 133,88 102,17 109,56 196,40 148,09 103,71
4 110,44 87,01 100,81 123,09 105,34 82,36 126,47 125,15
5 157,58 83,53 88,62 95,67 102,81 101,28 112,29 100,82
6 106,40 88,17 80,49 89,39 119,22 81,96 95,47 89,33
7 101,01 100,93 83,74 114,63 114,67 108,32 69,48 87,93
8 55,89 119,49 100,81 108,95 97,78 83,85 79,09 102,22
9 80,81 122,97 90,24 97,17 88,72 70,91 101,69 77,63
10 67,34 93,97 94,85 103,98 83,13 88,52 103,11 80,69
Годы 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980
1 67,95 93,72 104,05 87,73 103,90 108,21 93,37 91,99
2 88,83 105,83 114,89 100,65 107,90 113,55 98,99 95,67
3 71,94 98,71 113,02 100,36 111,45 110,29 87,83 98,46
4 68,29 95,30 111,57 101,14 115,82 102,25 96,55 102,09
5 92,05 95,68 100,46 88,18 99,21 111,02 103,69 101,81
6 140,08 88,09 88,62 97,57 73,33 97,05 108,72 105,71
7 118,12 111,96 97,56 104,32 90,58 105,60 95,07 108,63
8 121,07 109,97 100,40 103,74 99,79 89,70 106,21 94,17
9 126,33 101,21 86,83 105,23 103,89 77,67 102,28 105,00
10 105,35 99,52 82,59 111,09 94,13 84,66 107,29 96,47
г^-о
О
Годы 1990 2000
1 113,18 101,80
2 99,32 94,75
3 100,31 98,25
4 110,94 99,17
5 108,62 101,06
6 105,21 106,28
7 92,00 109,68
8 89,93 113,41
9 81,21 91,75
10 99,26 83,85
обобщённая серия индексов годичных колец сосны, произрастающей в сосняках сфагновых лесной зоны России
Годы 1700 1710 1720 1730 1740 1750 1760 1770
1 181,52 129,39 196,47 46,24 114,88 73,70 109,26 115,53
2 115,07 111,82 130,98 60,12 99,65 57,80 86,61 111,11
3 95,62 86,26 88,16 105,20 98,27 81,65 107,56 73,22
4 90,76 91,05 103,27 92,49 99,65 72,98 90,01 91,98
5 89,14 100,64 80,60 78,61 78,89 130,78 107,27 91,98
6 68,88 116,61 123,43 97,11 99,65 107,66 101,90 94,92
7 72,93 126,20 57,93 116,76 124,57 108,38 106,14 101,91
8 72,12 94,25 78,09 135,26 101,73 114,88 86,33 99,71
9 119,94 70,29 73,05 122,54 98,96 120,66 101,05 100,81
10 94,00 73,48 68,01 145,66 83,74 131,50 103,88 118,84
Годы 1780 1790 1800 1810 1820 1830 1840 1850
1 121,53 108,91 90,85 112,16 132,13 107,70 92,95 75,10
2 101,55 59,20 96,82 100,97 128,75 107,67 88,28 76,13
3 130,51 71,55 93,50 78,86 96,76 112,10 97,63 80,63
4 118,27 69,02 95,71 75,96 103,32 115,54 97,26 95,93
5 71,37 86,11 101,01 99,24 100,47 104,18 86,19 121,73
6 118,27 86,43 97,48 79,16 94,11 105,15 95,41 131,59
7 107,26 131,38 108,32 97,11 84,45 101,29 106,11 120,70
8 98,29 125,05 106,51 94,51 75,89 95,76 95,78 101,59
9 69,33 125,58 113,31 118,46 92,40 89,32 115,93 104,26
10 63,62 136,77 96,49 143,58 91,73 61,30 124,45 92,35
Годы 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930
1 64,60 111,41 102,73 78,52 114,66 108,36 90,20 97,93
2 98,25 113,68 97,53 73,42 90,84 113,20 103,50 98,88
3 100,34 117,66 96,21 76,73 100,82 99,37 90,47 96,03
4 83,09 102,93 95,06 86,68 94,94 97,35 98,34 92,53
5 72,62 97,44 109,14 104,72 101,13 96,52 106,34 93,39
6 146,13 99,10 105,03 126,34 91,37 99,96 103,61 94,57
7 94,27 95,61 116,74 104,63 84,10 98,68 107,48 104,35
8 142,47 87,38 96,85 83,15 99,10 87,68 107,51 104,17
9 102,15 93,26 96,25 126,63 99,08 99,13 99,22 103,10
10 96,07 81,54 84,46 139,18 123,96 99,75 93,32 115,05
Годы 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
1 97,06 106,75 107,42 110,99 103,62 104,74 105,93
2 93,64 99,93 114,57 104,85 93,22 97,28 104,48
3 98,80 101,12 112,07 97,65 96,31 101,28 98,22
4 93,09 87,55 96,84 108,02 104,79 105,43 101,33
5 103,71 97,86 95,53 97,54 103,50 99,15 105,41
6 99,31 94,39 90,95 100,34 107,57 86,87 96,82
7 100,63 99,33 103,73 96,00 105,33 97,30 110,45
8 104,30 105,98 99,69 102,96 90,67 94,51 108,13
9 103,49 107,11 89,13 94,73 91,88 102,27 97,93
10 105,97 99,98 90,07 86,92 103,11 111,16 71,29
Годы аномальных приростов сосны (Б - больших, М - малых) в лесной зоне РФ для выборок средних месячных данных чисел Вольфа
№ п.п.
Годы МАКС.
Б-индексы
Сф.
Зел.
Лиш.
№ П.п.
Годы МИН.
М-индексы
Сф.
Зел.
Лиш.
1832
107,7
124,5
149,5
1838
95,8
77,9
55,9
1833
112,1
104,9
105,7
1839
89,3
79,0
80,8
1835
104,2
102,6
157,6
1840
61,3
78,3
67,3
1836
105,1
110,8
106,4
1845
86,2
83,0
83,5
1874
102,9
103,2
105,3
1846
95,4
92,1
88,2
1887
116,7
111,2
108,3
1861
64,6
94,8
88,2
1899
126,6
104,6
101,7
1865
72,6
97,1
95,7
1900
139,2
110,5
103,1
1884
95,1
97,0
82,4
1922
103,5
103,4
105,8
96,9
91,4
83,8
10
1951
106,8
116,3
103,9
10
1889
96,2
89,5
70,9
11
1953
101,1
111,3
111,5
11
1890
84,5
94,3
88,5
12
1962
114,6
110,5
113,6
12
1891
78,5
91,8
93,6
13
1963
112,1
110,8
110,3
13
1898
83,2
92,6
79,1
14
1986
107,6
109,7
105,7
14
1914
97,4
86,0
68,3
15
1987
105,3
116,1
108,6
15
1915
96,5
96,9
92,1
16
1991
104,7
114,2
113,2
16
1921
90,2
92,0
93,7
17
1994
105,4
117,1
110,9
17
1936
94,6
91,5
88,6
18
2007
110,5
107,2
109,7
18
1956
94,4
85,4
73,3
19
2008
108,1
102,3
113,4
19
1966
90,9
96,4
97,0
Ср.
110,2
110,1
112,9
20
1969
89,1
89,4
77,7
г^-о
О
21
1970
90,1
Для определения влияния каждого из перечисленных факторов были отобраны годы только со значительными отклонениями прироста от нормы из двух групп из 30 лет для приростов больше и 40 лет меньше нормы. В состав дат для выборок чисел Вольфа вошли годы, представленные в табл. 4. Для определения геомагнитной активности в годы аномалий прироста количество дат для выборок сокращается до 15 лет с большим приростом и 21 год с малым приростом (табл. 5).
Анализ активности Солнца в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны представлен на рис. 1, который позволяет проследить внутригодовое распределение солнечной активности в годы больших и малых приростов. Основной вывод: в годы больших приростов наблюдается низкая активность Солнца, при которой формируются благоприятные условия для роста сосны.
22
1977
96,0
23
1982
93,2
24
1988
90,7
25
1997
97,3
26 27
1998
94,5
2009
97,9
28
2010
71,3
Ср.
88,5
90,8
90,9
92,1
99,4
88,1
87,7
95,5
97,3
90,8
84,7
95,1
95,7
94,2
92,0
89,9
91,8
83,8
84,7
Результат анализа геомагнитной активности (рис. 2) в годы противоположных аномалий прироста показал, что во внут-ригодовом распределении геомагнитной активности хорошо выражен сезонный ход с двумя максимумами в феврале и сентябре.
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
Годы для выборок геомагнитной активности
№ п.п. Годы МАКС. Б-индексы Годы М-индексы
сф. зел. лиш. МИН. Сф. Зел. Лиш.
1 1874 102,9 103,2 105,3 1884 95,1 97,0 82,4
2 1887 116,7 111,2 108,3 1888 96,9 91,4 83,8
3 1899 126,6 104,6 101,7 1889 96,2 89,5 70,9
4 1900 139,2 110,5 103,1 1890 84,5 94,3 88,5
5 1922 103,5 103,4 105,8 1891 78,5 91,8 93,6
6 1951 106,8 116,3 103,9 1898 83,2 92,6 79,1
7 1953 101,1 111,3 111,5 1914 97,4 86,0 68,3
8 1962 114,6 110,5 113,6 1915 96,5 96,9 92,1
9 1963 112,1 110,8 110,3 1921 90,2 92,0 93,7
10 1986 107,6 109,7 105,7 1936 94,6 91,5 88,6
11 1987 105,3 116,1 108,6 1956 94,4 85,4 73,3
12 1991 104,7 114,2 113,2 1966 90,9 96,4 97,0
13 1994 105,4 117,1 110,9 1969 89,1 89,4 77,7
14 2007 110,5 107,2 109,7 1970 90,1 90,8 84,7
15 2008 108,1 102,3 113,4 1977 96,0 90,9 95,1
16 1982 93,2 92,1 95,7
17 1988 90,7 99,4 94,2
18 1997 97,3 88,1 92,0
19 1998 94,5 87,7 89,9
20 2009 97,9 95,5 91,8
21 2010 71,3 97,3 83,8
Ср. 111,0 109,9 108,3 Ср. 91,4 92,2 86,5
W
45
<"4
/ \ , / м \ ✓
У ^^
Т-1-1-1-1-1-1-1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Рис. 1. Солнечная активность в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны. Источник [3]
24
21
18
15
М \
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII месяцы
Рис. 2. Геомагнитная активность в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны. Источник [1]
106 Таблица 6
Годы для выборок галактических космических лучей ГэВ
№ Годы Б-индексы Годы М-индексы
п.п. МАКС. Сф. Зел. Лиш. МИН. Сф. Зел. Лиш.
1 1962 114,6 110,5 113,6 1966 90,9 96,4 97,0
2 1963 112,1 110,8 110,3 1969 89,1 89,4 77,7
3 1986 107,6 109,7 105,7 1970 90,1 90,8 84,7
4 1987 105,3 116,1 108,6 1977 96,0 90,9 95,1
5 1991 104,7 114,2 113,2 1982 93,2 92,1 95,7
6 1994 105,4 117,1 110,9 1988 90,7 99,4 94,2
7 1997 97,3 88,1 92,0
8 1998 94,5 87,7 89,9
ср. 108,3 113,1 110,4 ср. 92,7 91,8 90,8
Таблица 7
Суммы за год космических факторов среды: аа, ГэВ в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны и индекс аномальности (%)
фактор Прирост - Б Прирост -М Отношение, %
Числа Вольфа 428 672 63,6
Индекс аа 242 214 114,0
Индекс ГэВ 2669 2609 102,0
г^-о
О
ГэВ 2826 -
2726 -
2626 -
2526 -
2426
IV V V VI VII IX X XI XII месяцы
Рис. 3. Галактические космические лучи, приходящие на границу Атмосферы, в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны. Источник [8]
Рис. 4. Меридиональная северная группа циркуляции (ЭЦМ 8а - 12г) в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны. Источник [2]
дни 9 т
8 -7 -6 -5 -4 -3 -
Рис. 5. Мер ид ион альн ая южн ая группа ц ир -куляции (ЭЦМ 13з и 13л) в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны
4,2 3,7 3,2 2,7 2,2 1,7 1,2 0,7
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII _месяцы_
Рис. 6. Зональная группа циркуляции (ЭЦМ 1а - 2в) в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны
2
0,2
Во внутригодовом распределении солнечной активности сезонный ход не наблюдается. Вместе с тем высокая геомагнитная активность абсолютно противоположна солнечной активности и формирует условия, стимулирующие радиальный прирост деревьев. Следовательно, при наблюдении высокой геомагнитной активности можно говорить о формировании большого прироста годичных колец сосны.
Для определения контрастности условий в годы противоположных аномалий использовались расчёты отношений факторов в годы больших величин прироста к данным в годы малых (в процентах). Расчёты годовых значений космических факторов (см. табл. 6, рис. 3) приведены в табл. 7, из которой следует, что характеристики солнечной активности имеют самый значительный диапазон различий, который не покрывается положительными значениями геомагнитной активности и галактическими космическими лучами, благоприятными для роста сосны.
Среди глобальных факторов среды циркуляция атмосферы северного полушария имеет определяющее значение в распределении температуры и осадков на
территории лесной зоны РФ (табл. 8). Из нескольких типов циркуляции атмосферы нами используются характеристики типизации Б.Л. Дзердзеевского [2], представленные типами элементарных циркуляционных механизмов (ЭЦМ). Они объединены в 4 группы: меридиональные северная (рис. 4) и южная (рис. 5), зональная (рис. 6) и нарушение зональности (рис. 7).
дни 11 -|
10 -
9 -
8 -
7 -
6 -
5 -
4 -
3 -
II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Рис. 7. Группа нарушения зональности (ЭЦМ 3 - 7бл) в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны
Таблица 8
Годы аномальных приростов сосны для выборок циркуляции атмосферы северного полушария по типизации Б.Л. Дзердзеевского [2]
№ п.п. Годы макс. Б-индексы № п.п. Годы Мин. М- индексы
сф. Зел. Лиш. Сф. Зел. Лиш.
1 1899 126,6 104,6 101,7 1 1914 97,4 86,0 68,3
2 1900 139,2 110,5 103,1 2 1915 96,5 96,9 92,1
3 1922 103,5 103,4 105,8 3 1921 90,2 92,0 93,7
4 1951 106,8 116,3 103,9 4 1936 94,6 91,5 88,6
5 1953 101,1 111,3 111,5 5 1956 94,4 85,4 73,3
6 1962 114,6 110,5 113,6 6 1966 90,9 96,4 97,0
7 1963 112,1 110,8 110,3 7 1969 89,1 89,4 77,7
8 1986 107,6 109,7 105,7 8 1970 90,1 90,8 84,7
9 1987 105,3 116,1 108,6 9 1977 96,0 90,9 95,1
10 1991 104,7 114,2 113,2 10 1982 93,2 92,1 95,7
11 1994 105,4 117,1 110,9 11 1988 90,7 99,4 94,2
12 2007 110,5 107,2 109,7 12 1997 97,3 88,1 92,0
13 2008 108,1 102,3 113,4 13 1998 94,5 87,7 89,9
ср 111,2 110,3 108,6 14 2009 97,9 95,5 91,8
15 2010 71,3 97,3 83,8
ср. 92,3 92,0 87,9
ю о
а
о о. О
Таблица 9
Годовое количество дней 4-х типов циркуляции атмосферы северного полушария в годы больших (Б) и малых (М) приростов сосны и индекс аномальности (%)
Дни - Б Дни - М %
Меридиональная северная 168,0 201,0 83,7
Нарушение зональности 97,1 83,7 116,0
Меридиональная южная 66,8 56,6 118,0
Зональная 28,5 21,4 133,0
г^-о
CL
сс
CD Ci
О
Анализ внутригодового распределения количества дней в каждом из типов циркуляции был выполнен для дат с большим (Б) и малым (М) приростом сосны и показал, что самое большое количество дней приходится на меридиональную северную циркуляцию атмосферы, затем по убыванию - нарушение зональности, зональную и минимальное количество дней - на меридиональную южную. Расчёты индекса аномальности приведёны в табл. 9. они позволяют оценить контрастность повторяемости каждого типа циркуляции за год в целом. Из 4-х типов циркуляции наблюдается самое большое количество дней с меридиональной северной, вторым по повторяемости является тип нарушение зональности, третьим - меридиональная южная, четвёртым - зональный тип.
В повторяемости меридиональной северной циркуляции наибольшие различия наблюдаются с июня месяца до конца года с экстремумом в июле, когда для лет с большим приростом она имеет повторяемость меньше 8 дней.
В распределении количества дней с меридиональной южной циркуляцией благоприятными для большого роста сосны наблюдаются максимальные значения её повторяемости, начиная с марта и до ноября с экстремумом в июле.
Оптимальной для роста сосны является минимальная повторяемость зональной циркуляции с января месяца по сентябрь. Группа ЭЦМ нарушения зональности имеет большую повторяемость в годы с
большим приростом, начиная с июня до конца года.
Результаты анализа прироста сосны в трёх типах мест её произрастания показали:
- уменьшением прироста сосна лучше откликается на глобальные факторы природной среды во всех местах произрастания;
- высокая солнечная активность формирует условия среды, при возможном прямом воздействии снижает прирост деревьев. Индекс аномальности -63,6%;
- высокая геомагнитная активность стимулирует рост сосны. Индекс аномальности 114%;
- галактические космические лучи (ГэВ), приходящие на границу атмосферы, имеют незначительное положительное влияние на прирост сосны. Индекс аномальности 102%;
- отношение числа дней с циркуляцией атмосферы в северном полушарии в годы противоположных аномалий прироста сосны показало индексы аномальности (по убыванию): зональная циркуляция - 133%, меридиональная южная -118%, нарушение зональности - 116%, меридиональная южная - 83,7%.
- Высокая индивидуальность обобщённых серий по каждому типу мест произрастания (табл. 1-3) даёт возможность их использования при определения мест взятия древесины для предотвращении незаконных рубок.
Список литературы:
[1] [2] [3]
[4]
Заболотная Н.А. Индексы геомагнитной активности / Справочное пособие. Изд. 2-е. - М.: ЛКИ, 2007. - 88 с.
Кононова Н.К. Классификация циркуляционных механизмов северного полушария по Б.Л. Дзерд-зеевскому. - М.: Воениздат, 2009. - 372 с.
Леви К.Г., Задонина Н.В., Язев С.Н., Воронин В.И., Наурусбаев М.М., Хантемиров Р.М. Геодинамика: природные аспекты глобальных солнечных минимумов в 3-х томах. - Иркутск: ИГУ. 2012. - 1747 с.
Липаткин В.А., Пальчиков С.Б., Ловелиус Н.В., Черакшев А.В. База данных прироста годичных колец сосны обыкновенной в сфагновых сосняках лесной зоны России. - СПб.: Астерион. 2016. - 110 с.
[5] Липаткин В.А., Пальчиков С.Б., Румянцев Д.Е., Крылов А.М., Жаворонков Ю.М., Уткин Е.С., Епиш-ков А.А., Доставалов Е.А., Черакшев А.В, Владимирова Д.В. Итоги и перспективы разработки технологии идентификации места произрастания древесины на основе дендрохронологической информации // Материалы международной конференции «Дендро 2012: перспективы применения древесно- кольцевой информации для целей охраны, воспроизводства и рационального использования древесной растительности». - М.: МГУЛ, 2013. - С. 47-49.
[6] Пальчиков С.Б. Нелегальные рубки и меры по их предотвращению // Лесной вестник. - 2013, № 4 (96). - С. 124-126.
[7] Пальчиков С.Б., Румянцев Д.Е. Современное оборудование для дендрохронологических исследований // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - 2010, № 3 (72). - С. 46-51.
[8] Стожков Ю.И., Свиржевский Н.С., Базилевская Г.А., Свиржевский А.К., Квашнин А.Н., Крайнев М.Б., Махмутов В.С., Клочкова Т.И. Потоки космических лучей в максимуме кривой поглощения в атмосфере и на границе атмосферы (1957 - 2007) / Препринт 14 Физического ин-та им. П.Н. Лебедева РАН. - М., 2007. - 77 с.
