Дендрохронологічні дослідження в букових насадженнях НПП «Сколівські Бескиди»

Ключові слова: реакція радіального приросту до зміни клімату; температура; опади; гідротермічні коефіцієнти де Мартонне, Селянинова, О1 та О3; індекс аридності лісів.

Анотація

Об’єкт дослідження – праліси бука звичайного (Fagus sylvatica L.) в Національному природному парку «Сколівські Бескиди». Предмет дослідження – реакція радіального приросту бука звичайного на зміну клімату. Мета роботи полягала у встановленні взаємозв’язків між радіальним приростом бука та кліматичними чинниками, щоб виявити чутливість букових деревостанів до зміни клімату.

Застосовано стандартні дендрохронологічні методики. Під час здійснення дендрокліматичного аналізу використано місячні суми опадів, середньомісячні температури і гідротермічні коефіцієнти де Мартонне, Селянинова, О1 та О3, індекс аридності лісів. Здійснено порівняння реакції радіального приросту бука звичайного для двох періодів: 1974–1986 та 1987–2019 рр. У другому періоді збільшення температури, порівняно з першим, відбувалося з різною швидкістю за сезонами: восени – на 14%, влітку – на 9%, взимку – на 29%, упродовж календарного року – на 14%. Поряд з цим, на тлі незначного збільшення середньорічних опадів (на 2%) відбулися деякі зміни в режимі опадів у другому періоді у порівнянні з першим: кількість опадів збільшилася взимку на 6%, навесні – на 11%, восени – на 2%. Влітку навпаки – відбулося зменшення кількості опадів на 3%.

Виявлено реперні роки мінімального (1964, 1972, 1977, 1982, 1990, 1998, 2008, 2014, 2018 рр.) та максимального приросту дерев (1973, 1976, 1989, 1999, 2009 рр.). Реперні роки мінімального приросту характеризуються високими температурами упродовж вегетаційного періоду (відхилення температур від норми упродовж квітня-серпня становило 14-15%), та аномально теплими, або надзвичайно холодними зимами (відхилення середніх температур за період з грудня попереднього по лютий поточного року складало від 40 до107%). Опади меншою мірою обмежували радіальний приріст бука, але у 1986 р. депресію приросту викликав дефіцит опадів упродовж вегетаційного періоду та взимку, коли опади впливають на вологонагромадження в ґрунті (відхилення від норми становили 36 мм, що склало 35%). Роки максимального приросту дерев характеризувалися оптимальним співвідношенням тепла та вологи.

Кореляційні зв’язки між деревно-кільцевими хронологіями Fagus sylvatica L., температурами, опадами та гідротермічними показниками свідчать про те, що зменшення кількості опадів та збільшення випаровуваності завдяки підвищенню температури повітря у другому періоді призвели до того, що букові насадження стали більш уразливими до режиму зволоження. Це підтверджує кількість значущих коефіцієнтів кореляції між радіальним приростом і кліматичними чинниками, яка збільшилася у другому періоді.

Водночас бук європейський наразі зміг адаптуватися до зміни клімату. Про це свідчать деревно-кільцеві хронології ранньої, пізньої та річної деревини, які не виявили значного зменшення в тренді радіального приросту дерев.

Біографії авторів

Iryna M. Koval, Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Висоцького

Доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник сектору екології лісу відділу лісівництва та економіки лісового господарства

Nadiya V. Maksymenko, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

Доктор географічних наук, професор, завідувач кафедри екологічного моніторингу і заповідної справи

Iryna M. Shpakivska, Інститут екології Карпат НАН України

Кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник, завідувач відділу екосиcтемології

Посилання

Adamič, P. C., Levanič, T., Hanzu M., Čater, M. (2023). Growth Response of European Beech (Fagus sylvatica L.) and Silver Fir (Abies alba Mill.) to Climate Factors along the Carpathian Massive. Forests, 14(7), 1318. https://doi.org/10.3390/f14071318
Alley, W. J. (1984). The Palmer Drought Severity Index: Limitations and Assumptions. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 23(7), 1100-1109. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1984)023<1100:TPDSIL>2.0.CO;2
Arora, V. K. (2002). The use of the aridity index to assess climate change effect on annual runoff. Journal of Hydrology, 265, 164-177. Retrieved from https://imedea.uib-csic.es/master/cambioglobal/Modulo_II_cod101604/Modulo_2_03/Puigdefabregas/Arora.pdf
Baltas, E. (2007). Spatial distribution of climatic indices in northern Greece. Meteorological applications, 14, 69-78. https://doi.org/10.1002/met.7
Cook, E. R., & Kairiukstis, L. A. (1990). Methods of Dendrochronology. Applications in the Environmental Sciences. Dordrecht: Kluwer International Institute for Applied Systems Analysis. Academic Publishers. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-015-7879-0
Croitoru, A. Е., Piticar, A., Imbroane, A. М., & Burada, D. C. (2013). Spatiotemporal distribution of aridity indices based on temperature and precipitation in the extra-Carpathian regions of Romania. Theoretical and Applied Climatology, 112, 597-607. https://doi.org/10.1007/s00704-012-0755-2
Diaz, H. F., Bradley, R., & Eischeid, J. K. (1989). Precipitation fluctuation over global land areas since the late 1800s. Journal of Geophysical Research, 94, 1195-1210. Retrieved from http://www.geo.umass.edu/faculty/bradley/diaz1989.pdf
Dittmar, C., Zech, W., & Elling, W. (2003). Growth variations of Common beech (Fagus sylvatica L.) under different climatic and environmental conditions in Europe – a dendroecological study. Forest Ecology and Management, 173(1-3), 1-3. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(01)00816-7.
Fotelli, N. M., Geßler, A., Peuke, A. D., & Rennenberg, H (2001). Drought affects the competitive interaction between Fagus sylvatica seedlings and an early successional species, Rubus fruticosus: responses of growth, water status and δ13C composition. New Phytologist, 151(2), 427-435. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2001.00186.x
Führer, E., Horvath, L., Jagodics, A., Machon, A., & Szabados, I. (2011). Application of new aridity index in Hungarian forestry practice. Quarterly Journal of the Hungarian Meteorological Service, 115(3), 205-216. Retrieved from: https://www.met.hu/downloads.php?fn=/metadmin/newspaper/2012/04/115-3-5-fuhrer.pdf
Gavrilov, M. B, An, W., Xu, C., Radaković, M. G., Hao, Q., Yang, F., Guo, Z., Perić, Z., Gavrilov, G., & Marković, S.B. (2019). Independent Aridity and Drought Pieces of Evidence Based on Meteorological Data and Tree Ring Data in Southeast Banat, Vojvodina, Serbia. Atmosphere, 10(10), 586. https://doi.org/10.3390/atmos10100586
Jetschke, G., Maaten, E., & Maaten-Theunissen, M. (2019). Towards the extremes: A critical analysis of pointer year detection methods. Dendrochronologia, 53, 55-62. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2018.11.004
Lavnyy, V., Mazepa, V. G., & Shyshkanynets, I. F. (2020). Radial Increment of Beech (Fagus Sylvatica L.) in the Ukrainian Carpathans. Forestry ideas, 26(2), 394-403. Retrieved from: https://forestry-ideas.info/issues/issues_Download.php?download=375.
Mette, T., Dolos, K., Meinardus, C., Bräuning, A., Reineking, B., Blaschke, M., … Wellstein, C. (2013). Climatic turning point for beech and oak under climate change in Central Europe. Ecosphere, 4(12), 1-19. https://doi.org/10.1890/ES13-00115.1
Piovesan, G., Biondi F., Bernabei, M., Filippo, A., & Schirone, B. (2005). Spatial and altitudinal bioclimatic zones of the Italian peninsula identified from a beech (Fagus sylvatica L.) tree-ring network. Acta Oecologica, 27(3), 197-210. https://doi.org/10.1016/j.actao.2005.01.001.
Roibu, C., Popa, I., Kirchhefer, Jo., Kirchhefer, A. Jo., & Palaghianu, C. (2017). Growth responses to climate in a tree-ring network of European beech (Fagus sylvatica L.) from the eastern limit of its natural distribution area. Dendrochronologia, 42, 104-116. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2017.02.003.
Schweingruber, F. H. (1996). Tree Rings and Environment-Dendrochronology. Switzerland, Berne: Paul Haup.
Team, H., Lee, J., & Romero, J. (2023). Summary for Policymakers. In: H. Lee (Ed), Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 1-34). IPCC, Geneva, Switzerland. https://doi.org/10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.001
Walentowski, H., Falk, W., Mette, T., Kunz, J., Bräuning, A., Meinardus, C… Leuschner, C. (2017). Assessing Future Suitability of Tree Species under Climate Change by Multiple Methods: A Case Study in Southern Germany. Аnnals of Forest Research, 60, 101-126. https://doi.org/10.15287/afr.2016.789.
WMO Guidelines on the Calculation of Climate Normals (2017). Retrieved from: https://library.wmo.int/viewer/55797/download?file=1203_en.pdf&type=pdf&navigator=1
Адаптація до зміни клімату (2015). Карпатський Інститут Розвитку. Агентство сприяння сталому розвитку Карпатського регіону. Фoрзa. [Adaptation to Climate Change (2015). Carpathian Development Institute, Agency for Promotion of Sustainable Development of the Carpathian Region "Forza". Retrieved from https://forza.org.ua/sites/default/files/adaptation_climate_change_brochure_ua_screen_final.pdf (in Ukrainian)
Атраментова, Л. О., Утєвська, О. М. (2007). Статистичні методи в біології. Харків: ХНУ імені В.Н. Каразіна. [Atramentova, L. O., & Utevska, O. M. (2007). Statistical methods in biology. Kharkiv: V.N. Karazin Kharkiv National University] (in Ukrainian)
Битвинскас, Т. Т. (1974). Дендроклиматические исследования. Ленинград: Гидрометеоиздат. [Bitvinskas T. T. (1974). Dendroclimatic research. Leningrad: Gidrometeoizdat] (in Russian)
Дейнека, А. М., Мілкіна, Л. І., Приндак, В. П. (2006). Ліси Національного природного парку «Сколівські Бескиди», Львів: Сполом. [Deineka, A. M., Milkina, L. I., & Pryndak, V. P. (2006). Forests of the National Nature Park "Skolivski Beskydy". Lviv: Spolom] (in Ukrainian)
Коваль, І. М. (2023). Дендрохронологічні засади оцінювання соснових і дубових деревостанів України. Харків: Мачулiн. [Koval, I. M. (2023). Dendrochronological principles of assessment of pine and oak stands of Ukraine, Kharkiv: Machulin] (in Ukrainian)
Комендар, В. І. (1957). До питання про динаміку рослинних поясів у Східних Карпатах, Український ботанічний журнал, 14, 15-25. [Komendar, V. I. (1957). To the questions about dynamic of plant belts in the Eastern Carpathians. Ukrainian Botanical Journal, 14(4), 15-25] (in Ukrainian)
Король, М., Токар, О., Густі, М., Портах, С., Нагоряк, В., Приндак, В., Земан, В., Крамарець, В. (2022). Структура природних насаджень заповідних територій Українських Карпат та оцінка стовбурового запасу вуглецю. Наукові праці Лісівничої академії наук України, 24, 143-152. [Korol, M., Tokar, O., Gusti, M., Portakh, S., Nagornyak, B., Pryndak, V., Zeman, V., & Kramarets, V. (2022). The structure and stem carbon of natural forest stands in the protected territories of the Ukrainian Carpathians. Proceedings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine, 24, 143-152. https://doi.org/https://doi.org/10.15421/412213] (in Ukrainian)
Малиновський, К. А. (1980). Рослинність високогір'я Українських Карпат. Київ: Наукова думка [Malinovsky, K. A. (1980). Vegetation of the highlands of the Ukrainian Carpathians. Kyiv: Scientific opinion] (in Ukrainian)
Національний природний парк – Сколівські Бескиди (2024). [Skolivski Beskydy National Nature Park (2024). Retrieved from: http://skole.org.ua/] (in Ukrainian)
Олійник, В. С. (2008). Водоохоронно-захисна роль гірських лісів Українських Карпат, її антропогенні зміни та шляхи оптимізації: автореф. дис. д-ра с.-г. наук: 06.03.03. Львів, НЛТУ України [Oliynyk, V. S. (2008). Water protection and protection role of mountain forests of the Ukrainian Carpathians, its anthropogenic changes and ways of optimization. (Doctoral dissertation, Ukrainian National Forestry University, Lviv, Ukraine). Retrieved from http://www.disslib.org/vodookhoronno-zakhysna-rol-hirskykh-lisiv-ukrayinskykh-karpat-yiyi-antropohenni-zminy.html] (in Ukrainian)
Приходько, Н. Ф., Парпан, Т. В., Голубчак, О. І., Приходько, М. М., Гудима, В. М. (2022). Радіальні прирости деревостанів рекреаційно-оздоровчих лісів Придністровського Передкарпаття (Івано-Франківська область). Науковий вісник НЛТУ України, 32(5), 42-49. [Prykhodko, N. F., Parpan, T. V., Holubchak, O. I., Prykhodko, M. M., Hudyma V. M., & Pasternak, P. S. Radial growth of forest stands of recreational and health-improving forests of Prydnistrovya Subcarpathian region (Ivano-Frankivsk region). Scientific Bulletin of Ukrainian National Forestry University, 32(5), 42-49. https://doi.org/10.36930/40320506] (in Ukrainian)
Свириденко, В. Є., Бабіч, О. Г., Киричок, Л. С. (2004). Лісівництво. Київ: Арістей. [Svyridenko, V. E., Babich, O. G., & Kyrychok, L. S. (2004). Forestry. Kyiv: Aristei] (in Ukrainian)
Стойко, С. М. (2009). Потенційні екологічні наслідки глобального потепління клімату в лісових формаціях Українських Карпат. Науковий вісник НЛТУ України, 15, 214-224. [Stoyko, S. M. (2009). Potential ecological consequences of global climate warming in forest ecosystems of Ukrainian Carpathians. Scientific Bulletin of Ukrainian National Forestry University, 15, 214-224. Retrieved from: https://cyberleninka.ru/article/n/potentsiyni-ekologichni-naslidki-globalnogo-poteplinnya-klimatu-v-lisovih-formatsiyah-ukrayinskih-karpat] (in Ukrainian)
Стойко, С. (2011). Вплив глобальної зміни клімату на лісові формації Карпат. Наукові праці Лісівничої академії наук України, 9, 21-29. [Stojko, S. (2011). Global climate changes impact on the forest ecosystems in the Carpathians. Proceedings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine, 9, 21-29. Retrieved from: http://fasu.nltu.edu.ua/index.php/nplanu/article/view/360] (in Ukrainian)
Троцюк, В. І., Миклуш, С. І., Коммармот, Б. М., Хобi, М. Л. (2013). Особливості росту за діаметром дерев букового пралісу. Науковий вісник НЛТУ України, 23(1), 62-68. [Trotsiuk, V. І., Myklush, S. I., Commarmot, B. М., & Hobi, M. L. (2013). Peculiarities of DBH grows increment of the trees in the primeval beech forest. Scientific bulletin of Ukrainian National Forestry University, 23(1), 62-68. Retrieved from: https://forestry-ideas.info/issues/issues_Download.php?download=375] (in Ukrainian)
Шишканинець, І. Ф, Мазепа, В. Г. (2018). Вплив клімату на радіальний приріст бука в середньовікових деревостанах у верхів’ї басейну річки Латориця. Лісівництво і агролісомеліорація, 133, 112-118. [Shyshkanynets, I. F., & Mazepa, V. G. (2018). Іnfluence of climate on the radial increment of beech in the middle-aged stands in upper reaches of the Latorytsya river basin. Forestry and Forest Melioration, 133, 112-118. https://doi.org/10.33220/1026-3365.133.2018.112] (in Ukrainian)
Шпарик, Ю. С., Криницький, Г. Т., Дебринюк, Ю.М. (2020). Тенденції динаміки типів лісорослинних умов і породного складу деревостанів Українських Карпат у зв’язку зі змінами клімату. Наукові праці Лісівничої Академії наук України, 20, 82-92. [Shparyk, Y. S., Krynytskyy, H. T., & Debryniuk, Iu. M. (2020). Trends of dynamics in the site conditions types and species composition of the forest stands in the Ukrainian Carpathians caused by climate changes. Proceedings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine, 20, 82-92. https://doi.org/10.15421/412008] (in Ukrainian)
Опубліковано
2024-10-18
Як цитувати
Koval, I. M., Maksymenko, N. V., & Shpakivska, I. M. (2024). Дендрохронологічні дослідження в букових насадженнях НПП «Сколівські Бескиди». Наукові праці Лісівничої академії наук України, (27), 33-43. https://doi.org/10.15421/412411
Розділ
ЛІСОЗНАВСТВО, ЛІСІВНИЦТВО ТА МИСЛИВСЬКЕ ГОСПОДАРСТВО