Кліматичний сигнал у регіональній деревно-кільцевій хронології Pinus sylvestris L. у Лівобережному Лісостепу
Анотація
Знання щодо реакції деревостанів на минулі умови довкілля можуть допомогти передбачити, як ліси можуть реагувати на майбутній клімат. Вплив клімату на радіальний приріст Pinus sylvestris L. у сосняках Лівобережного Лісостепу досліджено в умовах свіжого бору та свіжого субору із застосуванням стандартних дендрохронологічних методик. Створено регіональну деревно-кільцеву хронологію сосни звичайної, яка складається з 80 індивідуальних деревно-кільцевих серій і базується на шести локальних деревно-кільцевих хронологіях, які містять 5424 шари річної деревини. На основі цієї серії побудовано індексну серію RESIDUAL, з якої вилучено віковий тренд, що зробило її придатною для подальшого поглибленого дендрокліматичного аналізу. Виявлено реперні роки мінімального приросту (1936, 1942, 1954, 1975, 1979, 2000, 2005, 2009 та 2012), упродовж яких ширина шарів річної деревини була меншою, порівняно з відповідними значеннями попереднього року, на 20-46%. Радіальний приріст упродовж цих років обмежували опади, високі температури вегетаційного періоду, екстремальні зимові та ранньовесняні температури. Роки максимального приросту (1935, 1943, 1953, 1988, 2004, 2011 та 2014) характеризувалися сприятливим співвідношенням тепла і вологи. До 1979 р. упродовж мінімальних реперних років радіальний приріст обмежували, насамперед, низькі температури і посухи, але після 1979 р. – лише посухи і теплі зими. За допомогою програми RESPONSE з використанням кореляційного та регресійного аналізів між радіальним приростом сосни та кліматичними чинниками виявлено, що впродовж другого періоду (1989-2017 рр.), порівняно з першим (1960-1988 рр.), посилився негативний вплив температур та позитивний вплив опадів упродовж квітня-серпня на радіальний приріст. У першому періоді позитивний вплив опадів упродовж вегетаційного періоду тривав менший термін – тільки червень-липень. У другому періоді температури червня-грудня попереднього року сильніше впливали на радіальний приріст поточного року на відміну від опадів, вплив яких навпаки – зменшився. Отже, сосна стала чутливішою до впливу клімату впродовж 1989-2017 рр. порівняно з 1960-1988 рр. Це проявилося у збільшенні значущих зв’язків між радіальним приростом сосни та кліматичними чинниками у другому періоді порівняно з першим, що свідчить про ослаблення насаджень і про можливе деяке погіршення радіального приросту найближчими роками. Однак, зважаючи на пластичність сосни та її адаптацію до змін клімату на нинішньому етапі, можемо рекомендувати її подальше використання в сосняках Лівобережного Лісостепу.
Посилання
2. Adams, H. D., & Kolb, T. E. (2005). Tree growth response to drought and temperature in a mountain landscape in northern Arizona, USA. Journal Biogeography, 32, 1629-1640. Retrieved from https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1365-2699.2005.01292.x
3. Allen, C. D., Macalady, A. K., Chenchouni, H., Bachelet D., Mcdowell, N., Vennetier, M. … Cobb, N. (2010). A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests. Forest Ecology and Management, Elsevier, 259(4), 660-684. Retrieved from https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00457602/document
4. Andreu, L., Planells, O., Gutiérrez, E, Helle G. & Schleser, G. (2008). Climatic significance of tree-ring width and δ13C in a Spanish pine forest network. Tellus B: Chemical and Physical Meteorology, 60(5), 771-781. Retrieved from https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1600-0889.2008.00370.x.
5. Cedro, A. (2016). The influence of climatic conditions on the tree-ring width of wild service trees (Sorbus torminalis L.) in Wielkopolska Forest. Research Papers Czerwiec, 77(2), 117-123. Retrieved from https://depot.ceon.pl/bitstream/handle/123456789/10841/DOI-10.1515-frp-2016-0013%20en.pdf?sequence=1&isAllowed=y
6. Clark, J. S.; Iverson, L.; Woodall, C. W., Allen, C. D., Bell, D. M., Bragg, D. C., & Zimmermann, E. (2016). The impacts of increasing drought on forest dynamics, structure, and biodiversity in the United States. Global Change Biology, 22, 2329-2352. Retrieved from https://www.fs.fed.us/nrs/pubs/jrnl/2016/nrs_2016_clark-j_001.pdf
7. Cook, E., & Peters K. (1997). Calculating unbiased tree-ring indices for the study of climatic and environmental change. The Holocene, 7(3), 361-370. Retrieved from https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/095968369700700314
8. Cook, E. R., & Kairiukstis, L. A. (1990). Methods of Dendrochronology. Applications in the Environmental Sciences. International Institute for Applied Systems Analysis. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 394.
http://dx.doi.org/10.1007/978-94-015-7879-0
9. Dai, A. G. (2011). Drought under global warming: A review. Wiley Interdisciplinary Reviews Climate Change, 2, 45-65. https://doi.org/10.1002/wcc.81
10. Didukh, Y. (2009). Ecological aspects of the global climate changes: reasons, consequences and actions. Bulletin of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2, 34-44. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/vnanu_2009_2_12
11. Elferts, D. (2007). Scots pine pointer-years in northwestern Latvia and their relationship with climatic factors. Acta University Latvia, 723, 163-170. Retrieved from http://eeb.lu.lv/EEB/2007/Elferts.shtml
12. Finley K., & Zhang, Ji. (2019). Climate effect on ponderosa pine radial growth varies with tree density and shrub removal. Forests, 10(6), 477. Retrieved from https://www.mdpi.com/1999-4907/10/6/477
13. Fritts, H. C. (1976). Tree rings and climate. London, New York and San Francisco: Academic Press. https://doi.org/10.1177/030913338000400214
14. Génova, M. (2012). Extreme pointer years in tree-ring records of Central Spain as evidence of climatic events and the eruption of the Huaynaputina Volcano (Peru, 1600 AD), Climate Past, 8, 751-764. https://doi.org/10.5194/cp-8-751-2012
15. Gleason, K. E., Bradford, J. B., Bottero, A.. D'Amato, A. W., Fraver, S., Palik, B. J., … Kern, C. C. (2017). Competition amplifies drought stress in forests across broad climatic and compositional gradients. Ecosphere, 8(7), 1-16. Retrieved from https://www.fs.fed.us/nrs/pubs/jrnl/2017/nrs_2017_gleason_001.pdf
16. Gritsan, Y. I., Lovynska, V. M., Sytnyk, S. A., & Hetmanchuk, A. I. (2019). Dendroindication of ecoclimatic condition in forest remediation area within Northern Steppe of Ukraine. Regulator y Mechanisms in Biosystems, 10(4), 457-463. Retrieved from https://medicine.dp.ua/index.php/med/article/view/567
17. Holmes, R. J. (1994). Dendrochronology Program Library. Users Manual. University of Arizona, Tucson Retrieved from https://www.ltrr.arizona.edu/pub/dpl-mac/68k/dpl.txt
18. Koval, I. (2013). Climatic signal in earlywood, latewood and total ring width of Crimean pine (Pinus nigra Pallasiana) from Crimean Mountains, Ukraine. Baltic Forestry, 19(2), 245-251. Retrieved from https://www.balticforestry.mi.lt/bf/index.php?option=com_content&view=article&id=341&catid=42&Itemid=101
19. Linderholm, H., Solberg, B., & Lindholm, M. (2003). Tree-ring records from central Fennoscandia: the relationship between tree growth and climate along a west–east transect. The Holocene, 13(6), 887-895. https://doi.org/10.1191/0959683603hl671rp
20. Lindsey, R., & Dahlman, L. (2019). Climate Change: Global Temperature. Retrieved from: https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-global-temperature.
21. Marquardt, P. E., Brian, R., Miranda, B. R., Jennings, Sh., Thurston, G., & Telewsk, F. W. (2019). Variable climate response differentiates the growth of Sky Island Ponderosa Pines. Trees, 33, 317-332. Retrieved from https://www.fs.fed.us/nrs/pubs/jrnl/2018/nrs_2018_marquardt_001.pdf
22. McDowell, N., Pockman, W. T., Allen, C. D., Breshears, D. D., Cobb, N., Kolb, T., & Enrico, A. (2008). Mechanisms of plant survival and mortality during drought: Why do some plants survive while others succumb to drought? New Phytol, 178, 719-739. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2008.02436.x
23. Meshkova, V. L., & Bajdyk, G. V. (2017). Perspective issues of research on forest entomology (in the wake of IUFRO congress to its 125th anniversary). The Bulletin of Kharkiv National Agrarian University. Series «Phytopathology and Entomology», 1-2. Retrieved from https://knau.kharkov.ua/uploads/visn_ento_fito/2017/17.pdf
24. Natalini, F., Correia, A. C., Vázquez-Piqué J.,. & Alejano R.. (2015).Tree rings reflect growth adjustments and enhanced synchrony among sites in Iberian stone pine (Pinus pinea L.) under climatechange. Annals of Forest Science, 72, 1023-1033. Retrieved from https://link.springer.com/article/10.1007/s13595-015-0521-6
25. Nolan, R. H., Drew, D. M., O’Grady, A. P., Pinkard, E. A., Paul, K., Roxburgh, S. H., … Ramp, D. (2018). Safeguarding reforestation efforts against changes in climate and disturbance regimes. Forest Ecology and Management, 424, 458-467. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378112718304146
26. Olivar J., Rathgeber, C., & Bravot, F. (2015). Climate change, tree-ring width and wood density of pines in Mediterranean environments – Climate, radial growth, and wood International Association of Wood Anatomists. IAWA Journal, 36(3), 257-269. https://doi.org/10.1163/22941932-20150098
27. Vitas, A. (2004). Dendroclimatological research of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the Baltic coastal zone of Lithuania. Baltic Forestry, 10(1), 65-71. Retrieved from https://www.balticforestry.mi.lt/bf/PDF_Articles/2004-10[1]/65_71%20Adomas%20Vitas.pdf.
28. Wigley, T. M. L., Briffa, K. R., & Jones, P. D. (1984). On the average value of correlated time series, with applications in dendroclimatology and hydrometeorology. Journal of Climatology and Applied Meteorology, 23(2), 201-213. Retrieved from https://www.jstor.org/stable/26181323?seq=1
