sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556621010131sergeogr-1288Research ArticleЭволюция природных системEvolution of Natural SystemПространственно-временной анализ формирования узких годичных колец сосны ленточных боров степной зоны Западной СибириSpatiotemporal Analysis of the Formation of Narrow Tree-Rings of Pine Belt Forests in the Steppe Zone of Western SiberiaРыгаловаН. В.RygalovaN. V.

Барнаул

Barnaul

natalia.ml@mail.ruХарламоваН. Ф.KharlamovaN. F.

Барнаул

Barnaul

Алтайский государственный университетРоссияAltai State UniversityRussian Federation202109062021851109119Copyright © Рыгалова Н.В., Харламова Н.Ф., 20212021Рыгалова Н.В., Харламова Н.Ф.Rygalova N.V., Kharlamova N.F.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1288

В данной статье изложены результаты исследования узких годичных колец сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) ленточных боров (юг Западной Сибири) в степной зоне за период с 1661 по 2019 г. В анализе использованы 19 древесно-кольцевых хронологий, полученных по кернам живых деревьeв и исторической древесины старых сельских домов. Узкие кольца у 75% всех хронологий были отмечены в 2012, 2003, 1996, 1991, 1980, 1974, 1963, 1910, 1896, 1888, 1812, 1795, 1786, 1752, 1748, 1695, 1690 и 1688 гг., которые могут быть определены как региональные реперные годы. Отмечается увеличение частоты формирования минимумов радиального прироста во второй половине ХХ в., а также во второй половине XVIII — начале XIX в., а снижение частоты — в конце XVII — начале XVIII в. В годы формирования узких колец почти в 100% случаев отмечается засуха в весенне-летний период (особенно в мае), также значим дефицит осадков в предшествующий осенне-зимний сезон. Установлено, что максимальная концентрация минимумов прироста сосны приходится на периоды преобладания южных меридиональных циркуляционных эпох.

This article presents the results of the study of narrow pine tree-rings (Pinus sylvestris L.) of the belt forests (south of Western Siberia) in the steppe zone for the period from 1661 to 2019. In the analysis 19 tree-ring chronologies obtained from living trees and historical wood of old rural houses have been used. Narrow tree-rings in 75% of all chronologies have been noted for 2012, 2003, 1996, 1991, 1980, 1974, 1963, 1910, 1896, 1888, 1812, 1795, 1786, 1752, 1748, 1695, 1690 and 1688, which can be defined as regional pointer years. The increase in the frequency of formation of minimum radial growth in the second half of the 20th century, as well as in the second half of the 18th-early 19th centuries has been distinguished. The minimum number of narrow rings falls on the end of the 17th century-the beginning of the 18th century. Drought in the spring and summer period (especially in May) has been observed in the years of narrow rings formation in almost 100% of cases. Also significant is the deficit of precipitation in the preceding autumn-winter season. It has been established that the maximum concentration of pine growth minima falls on the periods of dominance of southern meridional circulation epochs.

узкие годичные кольцасосна обыкновеннаядревесно-кольцевая хронологияленточные борыисторическая древесиназасухизасушливые территориициркуляционные эпохиреперный годNarrow tree-ringsScots pinetree-ring chronologypine belt forestshistorical wooddroughtsemi-arid territorycirculation epochspointer yearПубликация подготовлена при финансовой поддержке РФФИ в рамках реализации проекта № 18-05-00694_аThe study was financially supported by the Russian Foundation for Basic Research (project no. 18-05-00694_а)ReferencesАлтайский край. Атлас. Т. I. М.—Барнаул: ГУГК, 1978. 222 с.Altaiskii krai. Atlas [Altai krai. Atlas]. Moscow, Barnaul: GUGK Publ., 1978, vol. 1. 222 p.Барашкова Н.К. Состояние глобальной циркуляции и экстремальные условия погоды на юге Западной Сибири // География и природные ресурсы. 2002. № 3. С. 64—68.Barashkova N.K. State of global circulation and extreme weather conditions in the south of Western Siberia. Geogr. Prir. Resur, 2002, no. 3, pp. 64-68. (In Russ.).Демидко Д.А., Кривец С.А., Бисирова Э.М. Связь радиального прироста и жизненного состояния у деревьев кедра сибирского // Вестн. Томского ун-та. Сер. биол. 2010. № 4 (12). С. 68—80.Demidko D.A., Krivets SA., Bisirova E.M. Connection between radial increment and tree vitality of Siberian stone pine. Vestn. Tomsk. Gos. Univ., Ser. Biol., 2010, vol. 12, no. 4, pp. 68-80. (In Russ.).Демина А.В., Белокопытова Л.В., Андреев С.Г., Ко-стякова Т.В., Бабушкина Е.А. Динамика радиального прироста сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) как индикатор гидротермического режима лесостепи Западного Забайкалья // Сиб. экол. журн. 2017. Т. 24. № 5. С. 553—566.Demina A.V., Belokopytova L.V., Andreev S.G., Kostyakova T.V., Babushkina E.A. Radial increment dynamics of scots pine (Pinus sylvestris L.) as an indicator of hydrothermal regime of the Western Transbaikalia forest steppe. Sib. Ekol. Zh., 2017, vol. 24, no. 5, pp. 553-566. (In Russ.).Дзердзеевский Б.Л. Общая циркуляция атмосферы и климат. М.: Наука, 1975. 285 с.Dzerdzeevskii B.L. Obshchaya tsirkulyatsiya atmosfery i klimat [General Atmospheric Circulation and Climate]. Moscow: Nauka Publ., 1975. 285 p.Звездчатый пилильщик-ткач: вредоносность, лесопатологические обследования в очагах и меры защиты / ред. Ю.И. Гниненко, Г.А. Серый, Е.Ю. Бондаренко. Пушкино: ВНИИЛМ, 2015. 60 с.Zvezdchatyi pilil’shchik-tkach: vredonosnost’, lesopato-logicheskie obsledovaniya v ochagakh i mery zashchity [Acantholyda posticalis: Harmfulness, Forest Pathology Examinations in Hearths and Protection Measures]. Gninenko Yu.I., Seryi G.A., Bondarenko E.Yu., Eds. Pushkino: VNIILM, 2015. 60 p.Козлова Д.С., Харламова Н.Ф. Изменения показателей экстремальности климата Алтайского края за период 1960—2010 гг. // Изв. Алтайского отд. РГО. 2013. № 34. С. 105—108.Kozlova D.S., Kharlamova N.F Changes in the Altai krai’s climate extremes over the period 1960-2010. Izv. Altai. Otd. Russ. Geogr. O-va, 2013, vol. 34, no. 1, pp. 105-108. (In Russ.).Кононова Н.К. Типы глобальной циркуляции атмосферы: результаты мониторинга и ретроспективной оценки за 1899—2017 гг. // Фундаментальная и прикладная климатология. 2018. № 3. С. 108—123.Kononova N.K. Types of global atmospheric circulation: results of monitoring and retrospective assessment for 1899-2017. Fundam. Prikl. Klimatol., 2018, no. 3, pp. 108-123. (In Russ.).Кулундинская степь и вопросы ее мелиорации / отв. ред. П.Я. Полубаринова-Кочина. Новосибирск: Наука, 1972. 506 с.Kulundinskaya step’ i voprosy ee melioratsii [Kulunda Steppe and Land Reclamation Issues]. Polubarinova-Kochina P.Ya., Ed. Novosibirsk: Nauka Publ., 1972. 506 p.Кучеров С.Е., Мулдашев А.А. Радиальный прирост сосны обыкновенной в районе Карабашского медеплавильного комбината // Лесоведение. 2003. № 2. С. 43—49.Kucherov S.E., Muldashev A.A. Radial growth of ordinary pine in the area of Karabash copper smelting plant. Lesovedenie, 2003, no. 2, pp. 43-49. (In Russ.).Магда В.Н., Ойдупаа О.Ч., Блок Й. Исследование географических особенностей климатического сигнала древесно-кольцевых хронологий методами кластерного анализа // Изв. РГО. 2004. Т. 136. Вып. 6. С. 46-53.Magda V.N., Oidupaa O.Ch., Blok I. Study of geographical features of the climatic signal of tree-ring chronologies by methods of cluster analysis. Izv. Russ. Geogr. O-va, 2004, vol. 136, no. 6, pp. 46-53. (In Russ.).Малышева (Рыгалова) Н.В., Быков Н.И. Дендрохронологические исследования ленточных боров юга Западной Сибири. Барнаул: Азбука, 2011. 125 с.Malysheva (Rygalova) N.V., Bykov N.I. Dendrokhrono-logicheskie issledovaniya lentochnykh borovyuga Zapad-noi Sibiri [Dendrochronological Studies of the Pine Belt Forests in the South of Western Siberia]. Barnaul: Azbuka Publ., 2011. 125 p.Матвеев С.М., Матвеева С.В., Шурыгин Ю.Н. Повторяемость сильных засух и многолетняя динамика радиального прироста сосны обыкновенной в Усманском и Хреновском борах Воронежской области // Журн. Сиб. фед. ун-та. Сер. биол. 2012. № 5. С. 27-42.Matveev S.M., Matveeva S.V., Shurygin Y.N. Repetitiveness of severe droughts and long-term dynamics of radial growth of ordinary pine in Usman and Khrenov pine forests of Voronezh oblast. Zh. Sib. Fed. Univ., Ser. Biol., 2012, no. 5, pp. 27-42. (In Russ.).Мыглан В.С. Климат и социум Сибири в малый ледниковый период. Красноярск: Сиб. фед. ун-т, 2010. 230 с.Myglan V.S. Klimat i sotsium Sibiri v malyi lednikovyi period [Siberia’s Climate and Society in the Little Ice Age]. Krasnoyarsk: Sib. Fed. Univ., 2010. 230 p.Огурцов Л.А., Чередько Н.Н., Волкова М.А., Журавлев Г.Г. Динамика показателей экстремальности климата на территории Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 8. С. 633-639.Ogurtsov L.A., Cheredko N.N., Volkova M.A., Zhuravlev G.G. Dynamics of climate extremes in Western Siberia. Optika Atmosfery i Okeana, 2016, vol. 29, no. 8, pp. 633-639. (In Russ.).Папина Т.С., Малыгина Н.С., Митрофанова Е.Ю. Сравнение реконструкций изменения температуры на Алтае за последние 750 лет по данным с ледника на горе Белуха и донным осадкам Телецкого озера // Лёд и Снег. 2011. № 1 (113). С. 114-118.Papina T.S., Malygina N.S., Mitrofanova E.Yu. Comparison of temperature change reconstructions in Altai over the last 750 years according to the data from the Belukha glacier and bottom sediments of the Teletskoye Lake. Led i Sneg, 2011, vol. 113, no. 1, pp. 114-118. (In Russ.).Ревякин В.С., Харламова Н.Ф. Особенности засушливого климата на территории Алтайского края // Кулундинская степь: прошлое, настоящее, будущее. Барнаул: Изд-во Алтайского ун-та, 2003. С. 305-312.Revyakin V.S., Kharlamova N.F. Features of arid climate in the Altai krai. In Kulundinskaya step’:proshloe, nastoyashchee, budushchee [Kulunda Steppe: Past, Present, Future]. Barnaul: Altai. Univ., 2003, pp. 305— 312. (In Russ.).Румянцев Д.Е., Кухта А.Е., Пучинская Д.В. Климатический сигнал засух в хронологии ели из кисличного типа леса Центрально-лесного заповедника // Вестн. Моск. гос. ун-та леса - Лесной вестник. 2016. Т. 20. № 2. С. 36-43.Rumyantsev D.E., Kukhta A.E., Puchinskaya D.V. Climatic signal of droughts at the Norway spruce chronology from oxalis acetosella site in Central forest reserve. Vestn. Mosk. Gos. Univ. Lesa — Lesnoi Vestn., 2016, vol. 20, no. 2, pp. 36-43. (In Russ.).Рыгалова Н.В. Быков Н.И. Пространственно-временная изменчивость климатического сигнала древесно-кольцевых хронологий ленточных и Приобских боров // Журн. Сиб. фед. ун-та. Сер. биол. 2015. Т. 8. № 4. С. 394-409.Rygalova N.V., Bykov N.I. Spatiotemporal variation of the climatic signal of tree-rings chronology of the pine belt and pine forests in the Ob region. Zh. Sib. Fed. Univ., Ser. Biol., 2015, vol. 8, no. 4, pp. 394-409. (In Russ.).Соломина О.Н. и др. Засухи Восточно-Европейской равнины по гидрометеорологическим и дендрохронологическим данным. М.-СПб.: Нестор-Ис-тория, 2017. 360 с.Solomina O. et al. Zasukhi Vostochno-Evropeiskoi ravniny po gidrometeorologicheskim i dendrokhronolog-icheskim dannym [Droughts of the East European Plain According to Hydrometeorological and Tree-Ring Data]. Moscow, St. Petersburg: Nestor-Istoriya Publ., 2017. 360 p.Тайник А.В., Мыглан В.С., Баринов В.В., Назаров А.Н., Агатова А.Р., Непоп Р.К. Прирост лиственницы сибирской (Larix sibirica Ldb.) на верхней границе леса в Республике Алтай // Изв. РАН. Сер. геогр. 2015. № 6. С. 61-71.Tainik A.V., Myglan V.S., Barinov V.V., Nazarov A.N., Agatova A.R., Nepop R.K. Tree-ring growth of Siberian larch at the upper treeline in the Altai Republic. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2015, no. 6, pp. 61-71. (In Russ.).Хантемиров Р.М., Горланова Л.А., Сурков А.Ю., Шиятов С.Г. Экстремальные климатические события на Ямале за последние 4100 лет по дендрохронологическим данным // Изв. РАН. Сер. геогр. 2011. № 2. С. 89-102.Khantemirov R.M., Gorlanova L.A., Surkov A.Yu., Shiyatov S.G. Extreme climate events on Yamal for the last 4100 years according to dendrochronological data. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2011, no. 2, pp. 89-102. (In Russ.).Черенкова Е.А., Кононова Н.К. Связь атмосферных засух в Европейской России в ХХ веке с макроциркуляционными процессами // Изв. РАН. Сер. геогр. 2009. № 1. С. 73-82.Cherenkova E.A., Kononova N. K. Relationship between atmospheric droughts in European Russia in the 20th century and macrocirculation processes. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2009, no. 1, pp. 73-82. (In Russ.).Шиятов С.Г. и др. Методы дендрохронологии. Ч. I. Красноярск: Изд-во КрасГУ, 2000. 80 с.Shiyatov S.G. et al. Metody dendrokhronologii [Methods of Dendrochronology]. Krasnoyarsk: Krasnoyarsk Univ. Publ., 2000, vol. 1. 80 p.Babushkina E.A., Zhirnova D.F., Belokopytova L.V., Tychkov I.I., Vaganov E.A., Krutovsky K.V. Response of four tree species to changing climate in a moisture-limited area of South Siberia // Forests. 2019. V. 10. № 11. 99 p.Babushkina E.A., Zhirnova D.F., Belokopytova L.V., Tychkov I.I., Vaganov E.A., Krutovsky K.V. Response of four tree species to changing climate in a moisture-limited area of South Siberia. Forests, 2019, vol. 10, no. 11, 999. doi 10.3390/f10110999BloomfieldP. Fourier Analysis of Time Series: An Introduction. John Wiley & Sons Publ., 2000. 275 p.Bloomfield P. Fourier Analysis of Time Series: An Introduction. John Wiley & Sons Publ., 2000. 275 p.Cook E.R., Kairiukstis L. Methods of Dendrochronology: applications in environmental sciences. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Acad. Publ., 1990. 394 p.Cook E.R., Kairiukstis L. Methods of Dendrochronology: Applications in Environmental Sciences. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Acad. Publ., 1990. 394 p.Cropper J.P. Tree-ring skeleton plotting by computer // Tree-Ring Bull. 1979. V. 39. P. 47-60.Cropper J.P. Tree-ring skeleton plotting by computer. Tree-Ring Bull., 1979, vol. 39, pp. 47-60.He M., Brauning A., Griefiinger J., HochreutherP, Wernicke J. May-June drought reconstruction over the past 821 years on the south-central Tibetan Plateau derived from tree-ring width series // Dendrochronolo-gia. 2018. V. 47. P. 48-57.He M., Brauning A., GrieBinger J., HochreutherP., Wernicke J. May-June drought reconstruction over the past 821 years on the south-central Tibetan Plateau derived from tree-ring width series. Dendrochronologia, 2018, vol. 47, pp. 48-57.Holmes R.L. Computer-assisted quality control in treering data and measurement // Tree-Ring Bull. 1983. V. 43. P. 69-78.Holmes R.L. Computer-assisted quality control in tree-ring data and measurement. Tree-Ring Bull., 1983, vol. 43, pp. 69-78.Jetschke G., Maaten E., Maaten-Theunissen M. Towards the extremes: A critical analysis of pointer year detection methods // Dendrochronologia. 2019. V. 53. P. 55-62.Jetschke G., Maaten E., Maaten-Theunissen M. Towards the extremes: A critical analysis of pointer year detection methods. Dendrochronologia, 2019, vol. 53, pp. 55-62.Kopabayeva A., Mazarzhanova K., Kose N., Akkemik U. Tree-ring chronologies of Pinus sylvestris from Burabai Region (Kazakhstan) and their response to climate change // Dendrobiology. 2017. V. 78. P. 96-110.Kopabayeva A., Mazarzhanova K., Kose N., AkkemikU. Tree-ring chronologies of Pinus sylvestris from Burabai Region (Kazakhstan) and their response to climate change. Dendrobiol., 2017, vol. 78, pp. 96110.Koprowski M., Przybylak R., Zielski A., Pospieszynska A. Tree rings of Scots pine (Pinus sylvestris L.) as a source of information about past climate in northern Poland // Int. J. of Biometeorology. 2012. V. 56 (1). P. 1-10.Koprowski M., Przybylak R., Zielski A., Pospieszyriska A. Tree rings of Scots pine (Pinus sylvestris L.) as a source of information about past climate in northern Poland. Int. J. Biometeorol., 2012, vol. 56, no. 1, pp. 1-10.Kostyakova T.V., Babushkina E.A., Belokopytova L.V., Touchan R. Precipitation reconstruction for the Khakassia region, Siberia, from tree rings // The Holocene. 2018. V. 3 (28). P. 377-385.Kostyakova T.V., Babushkina E.A., Belokopytova L.V., Touchan R. Precipitation reconstruction for the Khakassia region, Siberia, from tree rings. The Holocene, 2018, vol. 28, no. 3, pp. 377-385.Peterson T.C., Folland Ch., Gruza G., Hogg W, MokssitA., Plummer N. Report on the Activities of the Working Group on Climate Change Detection and Related Rapporteurs 1998-2001. WMO, Rep. WCDMP-47, WMO-TD 1071, Geneve, Switzerland. 143 p. http://etccdi.pacificclimate.org/docs/wgccd.2001.pdfPeterson T.C., Folland C., Gruza G., Hogg W., Moks-sit A., Plummer N. Report on the Activities of the Working Group on Climate Change Detection and Related Rapporteurs 1998—2001. ICPO Publication Series, no. 48. Geneva: WMO, 2001. 143 p. Available at: http://etc-cdi.pacificclimate.org/docs/wgccd.2001.pdf (accessed: 08.11.2020).Rinn F. TSAP V3.5. Computer program for tree-ring analysis and presentation. Heidelberg: Frank Rinn Distribution, 1996. 264 p.Rinn F. TSAP V3.5. Computer Program For Tree-Ring Analysis and Presentation. Heidelberg: Frank Rinn Distribution, 1996. 264 p.Risio Allione L., Lara W.H., Bogino S., Bravo F How aridity variations affect Prosopis caldenia growth in transitional forests in the semiarid Argentinean Pampas // Dendrochronologia. 2018. V. 50. P. 126-133.Allione L.R., Lara W.H., Bogino S., Bravo F. How aridity variations affect Prosopis caldenia growth in transitional forests in the semiarid Argentinean Pampas. Dendrochronologia, 2018, vol. 50, pp. 126-133.St. George S. et al. The Tree-Ring Record of Drought on the Canadian Prairies // J. Climate. 2009. V. 22. P. 689-710.St. George S., Meko D.M., Girardin M.P. et al. The tree-ring record of drought on the Canadian Prairies. J. Clim., 2009, vol. 22, no. 3, pp. 689-710.Tabakova M.A., Arzac A., Martinez E., Kirdyanov A.V. Climatic factors controlling Pinus sylvestris radial growth along a transect of increasing continentality in southern Siberia // Dendrochronologia. 2020. V. 62. 125709.Tabakova M.A., Arzac A., Martinez E., Kirdyanov A.V. Climatic factors controlling Pinus sylvestris radial growth along a transect of increasing continentality in southern Siberia. Dendrochronologia, 2020, vol. 62, 125709. doi 10.1016/j.dendro.2020.125709Ward J.H. Hierarchical grouping to optimize an objective function // J. American Statistical Association. 1963. V. 58. Iss. 301. P. 236-244.Ward J.H. Hierarchical grouping to optimize an objective function. J. Am. Stat. Assoc., 1963, vol. 58, no. 301, pp. 236-244.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.