Дендрохронологический анализ природных процессов в криолитозоне (на примере Центральной Якутии) 03. 02. 08 Экология




На правах рукописи


Николаев Анатолий Николаевич


ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ в криолитозоне (на примере Центральной Якутии)


03.02.08 - Экология


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук






Якутск 2011

Работа выполнена в Учреждении Российской Академии наук «Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения РАН»


Научный консультант: доктор биологических наук, профессор,

академик РАН

Ваганов Евгений Александрович


Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Саввинов Дмитрий Дмитриевич

доктор биологических наук

Хантемиров Рашит Мигатович

доктор геолого-минералогических наук

Леви Кирилл Георгиевич


Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

Институт леса им. В.Н. Сукачева

Сибирского отделения РАН


Защита состоится 28 октября 2011 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.306.03 при ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова» по адресу: 677000, Якутск, ул. Белинского, 58. Факс (4112) 33-58-12.


С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова» по адресу: 677000, г. Якутск, ул. Белинского, 58.


Автореферат разослан « » 2011 г.


Ученый секретарь

д


иссертационного совета Н.С. Данилова


Введение


Актуальность темы

Криолитозона занимает 2/3 территории России и почти четверть земного шара. Почти вся территория Якутии находится в зоне сплошного залегания многолетнемерзлых пород. Только на юге республики появляются участки с прерывистым и островным типом распространения многолетней мерзлоты.

Криолитозона является климатически уязвимым элементом природной среды. В связи с последним глобальным потеплением климата появилось много работ о деградации многолетней мерзлоты (Величко, 1992; Гречищев, 1997; Павлов, 2001, 2003; Чудинова и др., 2003; Романовский, 2005; Мельников, 2007; Romanovsky et al. 2002; Brown et al., 2000, 2007). Однако прогноз изменения криолитозоны разработан недостаточно. Мерзлотные ландшафты криолитозоны в силу особенностей своего строения и внутренней структуры по-разному реагируют на эти изменения. Многие из этих оценок не учитывают роль лесов как защитного фактора. Древесная растительность создает в приземном слое особый микроклиматический режим, отдельные элементы которого резко отличаются от микроклимата открытых пространств. При этом реакция взаимовлияния мерзлоты и древесной растительности может значительно различаться в разных типах леса. В некоторых ландшафтах глубина протаивания при изменении климатических факторов может измениться в сторону увеличения, а в других – возможна обратная ситуация. Оценка устойчивости мерзлотных условий в криолитозоне является одной из важных прикладных задач в изучении криогенных ландшафтов (Федоров и др., 1989, 2003; Brouchkov et al., 2004; Гаврильев и др. 2008).

В связи с вышеуказанными причинами исследование роста и развития лесов криолитозоны имеет большое научное и практическое значение. Рост растений в криолитозоне тесно связан с климатическими и почвогрунтовыми условиями мест их произрастания (Поздняков, 1956, 1986; Уткин, 1965; Тыртиков, 1973; Тимофеев и др., 1994; Абаимов, 2000; Николаев, 2008, 2010; Nikolaev et al., 2009). При этом информация об изменении климата четко фиксируется радиальным приростом деревьев в виде годичных колец различной толщины. Существует настоятельная необходимость в исследовании динамики радиального прироста древесных пород в зависимости от изменений климатических параметров и мерзлотных условий местопроизрастаний. Методы сбора и обработки этой информации подробно разработаны в дендроклиматологии.

Вследствие своего географического положения Якутия является одним из идеальных полигонов для изучения влияния многолетней мерзлоты на рост и развитие лесной растительности. В последние годы на территории Центральной Якутии начаты работы по изучению влияния гидротермических условий мерзлотных почв на радиальный прирост деревьев, основанные на применении дендрохронологических методов исследований (Николаев, Федоров, 2004; Nikolaev et al, 2009; Николаев и др., 2011). В Центральной Якутии Институтом мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН и Институтом биологических проблем криолитозоны СО РАН организована широкая сеть мониторинговых полигонов, где ведутся непрерывные комплексные исследования в течение последних 15-20 лет. Основными лесообразующими породами Центральной Якутии являются лиственница и сосна, которые имеют хорошо различимые годичные кольца и достигают возраста 300-400 и более лет. Прирост этих деревьев очень чувствителен к изменению климатических факторов, гидротермических условий почво-грунтов и мерзлотных условий (Николаев и др., 2001).
^ Цель исследования
Цель работы – изучение особенностей радиального прироста лиственницы и сосны в условиях сплошного распространения многолетней мерзлоты и дендрохронологический анализ динамики развития природных процессов, влияющих на лесные экосистемы, на примере криолитозоны Центральной Якутии.

Задачи исследования

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

– построить сеть обобщенных древесно-кольцевых хронологий по живым деревьям, охватывающую большинство ключевых районов на территории Центральной Якутии;

– провести сравнительный анализ основных статистических характеристик радиального прироста древесных пород и построенных древесно-кольцевых хронологий для различных районов Центральной Якутии;

– оценить роль и влияние основных климатических факторов на многолетнюю изменчивость радиального прироста лиственницы и сосны в разных условиях местопроизрастания;

– провести сравнительный анализ влияния температуры воздуха и количества выпадающих атмосферных осадков на радиальный прирост лиственницы и сосны в разные периоды времени при изменении климатических факторов в течение последних 120 лет;

– изучить влияние высоты снежного покрова, сроков его становления и схода на рост древесных пород на Лено-Вилюйском и Лено-Амгинском междуречьях Центральной Якутии;

– исследовать влияние температуры почвы и содержания почвенной влаги на разных глубинах деятельного слоя многолетнемерзлых грунтов на радиальный прирост древесных пород;

– провести сравнительный анализ радиального прироста древесных пород на Лено-Вилюйском и Лено-Амгинском междуречьях, различающихся характером распределения криогенных ландшафтов;

– провести дендрохронологический анализ динамики развития термокарстового озера и наледей и пирогенного фактора на рост древесных пород Центральной Якутии;

– оценить значение антропогенного влияния на лесные экосистемы методами дендрохронологии.

2746812925807098.html
2746949418943130.html
2747053769691209.html
2747162187656323.html
2747232391897294.html