ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ИССЛЕДОВАНИИ ДИНАМИКИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

APPLICATION OF DENDROCHRONOLOGICAL METHODS IN STUDYING THE DYNAMICS OF FOREST ECOSYSTEMS

Ruzana Ibrayeva

student, Department of Biology and Ecology, Toraighyrov University,

Kazakhstan, Pavlodar

Dilnaz Zhantasova

student, Department of Biology and Ecology, Toraighyrov University,

Kazakhstan, Pavlodar

Aisana Salykbaeva

student, Department of Biology and Ecology, Toraighyrov University,

Kazakhstan, Pavlodar

Ulzhan Burkitbaeva

scientific supervisor, PhD, associate professor, Toraigyrov University,

Kazakhstan, Pavlodar

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются возможности применения дендрохронологических методов в исследовании динамики лесных экосистем. Лесные экосистемы представляют собой сложные системы, которые постоянно претерпевают изменения под воздействием климатических, экологических и антропогенных факторов. Для изучения этих динамических изменений дендрохронология является важным инструментом. Этот метод позволяет выявлять причины и последствия изменений в экосистеме путём анализа годичных колец деревьев. В статье рассматриваются теоретические основы метода дендрохронологии, его преимущества и ограничения, а также обсуждаются аспекты оценки воздействия природных катастроф и климатических изменений на лесные экосистемы. Особое внимание уделяется значению применения данного метода для устойчивого управления лесными экосистемами и адаптации к изменениям климата.

ABSTRACT

This article explores the potential of using dendrochronological methods to study the dynamics of forest ecosystems. Forest ecosystems are complex systems that continuously undergo changes due to climatic, ecological, and anthropogenic factors. Dendrochronology serves as an important tool for investigating these dynamic changes. By analyzing tree-ring data, this method allows researchers to identify the causes and consequences of ecosystem changes. The article examines the theoretical foundations of dendrochronology, discusses its advantages and limitations, and evaluates the impact of natural disasters and climate change on forest ecosystems. Special attention is given to the importance of applying this method for sustainable forest ecosystem management and adaptation to climate change.

Ключевые слова: Лесные экосистемы; дендрохронология; годичные кольц; динамика экосистем; природные катастрофы; изменения климата; экологическое исследование.

Keywords: Forest ecosystems; dendrochronology; annual rings; ecosystem dynamics; natural disasters; climate change; ecological research.

Введение

Лесные экосистемы являются ключевым элементом биосферы, выполняя важные функции: регулирование климата, сохранение биоразнообразия и накопление углерода [1, с. 36]. Однако в последние десятилетия они испытывают всё большее давление со стороны климатических изменений и антропогенной деятельности. Это делает изучение их динамики особенно актуальным.

Одним из эффективных методов, позволяющих исследовать долгосрочные изменения в лесах, является дендрохронология — анализ годичных колец деревьев. Этот подход предоставляет ценную информацию о реакции лесных экосистем на климатические и экологические изменения, а также используется для оценки их устойчивости и разработки стратегий управления природными ресурсами.

Основная часть

Под динамикой лесных экосистем понимается процесс изменений внутри экосистемы под воздействием как внутренних, так и внешних факторов с течением времени. Эти изменения могут быть связаны как с природными факторами (климатические изменения, природные катастрофы), так и с антропогенным воздействием (вырубка лесов, сельскохозяйственная деятельность, промышленное загрязнение).

Основными проявлениями динамики являются изменения видового состава растительности, скорости роста деревьев по высоте и диаметру, а также изменение плотности лесного покрова. Эти процессы во многом зависят от климатических изменений, состояния почв и антропогенных факторов, нарушающих экологическое равновесие. Научные исследования показывают, что климатические изменения оказывают прямое влияние на лесные экосистемы. Кроме того, с помощью годичных колец деревьев можно исследовать долгосрочную динамику лесов и их адаптацию к изменениям климата [2, с. 36].

Антропогенные воздействия, особенно вырубка лесов и загрязнение окружающей среды, снижают способность лесных экосистем к естественному восстановлению. Это приводит к сокращению численности видов и нарушению их структурных характеристик. Поэтому постоянный мониторинг и анализ динамики лесных экосистем, включая применение современных методов, таких как дендрохронология, имеет важное значение для обеспечения их долгосрочной устойчивости [3, с. 72].

Дендрохронология – это наука, которая позволяет определить экологические, климатические и геологические условия прошлых периодов путём изучения годичных колец деревьев. Этот метод помогает установить не только возраст дерева, но и внешние факторы, повлиявшие на его рост[4, с. 36].

Научное обоснование дендрохронология получила в начале XX века благодаря американскому астроному Эндрю Элликотту Дугласу. Он исследовал взаимосвязь между солнечной активностью и годовыми кольцами деревьев. В результате было установлено, что дендрохронологические данные могут применяться не только в климатологии и экологии, но и в археологии и геологии [5, с. 72].

Исследования, основанные на годичных кольцах деревьев, позволяют точно описывать долговременные изменения климатических условий [1, с. 42]. Кроме того, дендрохронология позволяет точно определять время строительства археологических объектов. Метод даёт надёжные результаты при изучении древесных материалов, поскольку климатические условия при формировании годичных колец оказывают заметное влияние на их физическую структуру [6, с. 154].

Для дендрохронологических исследований используются деревья с чётко выраженными годовыми кольцами. Как правило, это виды, произрастающие в умеренных и холодных климатических зонах.

1. Хвойные деревья

• Эти деревья растут медленно, поэтому их кольца хорошо отражают долгосрочные климатические изменения.
• Сибирская сосна (Pinus sibirica) – растёт в Казахстане и Сибири, часто используется для климатических исследований.
• Ель (Picea spp) – широко распространена в северном полушарии, хорошо реагирует на изменения температуры воздуха.

2. Лиственные деревья

• Также имеют чётко выраженные годичные кольца, особенно в условиях континентального климата.
• Дуб (Quercus spp) – очень долговечный вид (может жить до 1000 лет), важен для археологических исследований.
• Ясень (Fraxinus spp) – произрастает вдоль рек, помогает изучать историю наводнений.

3. Деревья тропических регионов

• У некоторых тропических деревьев годичные кольца выражены слабо, но отдельные виды пригодны для исследований:
• Тиковое дерево (Tectona grandis) – произрастает в Индонезии и Индии, отражает сезонные изменения влажности.
• Бальса (Ochroma spp) – хотя и быстрорастущий вид, используется в исследованиях в некоторых регионах.

Непригодные для исследований деревья:

• У некоторых деревьев в тропических лесах сезонные кольца слабо выражены, так как они растут равномерно в течение всего года.
• Пальмы и бамбук – у этих растений отсутствуют годичные кольца.

Также при интерпретации дендрохронологических данных важную роль играет знание и опыт исследователя, поскольку существует риск неправильного толкования информации [14, с. 113].

Метод дендрохронологии имеет особую ценность при исследовании динамики лесных экосистем. Ниже приведены его основные преимущества и ограничения:

Преимущества использования дендрохронологии:

• относительная точность исследований;
• широкая временная шкала;
• возможность получения точных данных по годам путём анализа годичных колец;
• высокая эффективность при изучении влияния природных и антропогенных факторов на лесные экосистемы;
• важная роль в разработке стратегий устойчивого управления лесными ресурсами.

Основные ограничения дендрохронологии:

• эффективность исследования зависит от породы деревьев и географического региона;
• не все деревья формируют чёткие годичные кольца, или их трудно различить;
• ограниченная область применения – метод эффективен только в регионах с сезонным типом роста;
• утрата старых деревьев может снизить точность исследования.

При изучении динамики лесных экосистем данный метод позволяет исследовать экологические и климатические условия, повлиявшие на рост деревьев, путём анализа годичных колец. Эти кольца точно отражают последствия таких внешних факторов, как природные катастрофы, климатические изменения или антропогенное воздействие [8, с. 36].

Использование дендрохронологии позволяет восстановить историю леса. Например, по кольцам деревьев можно определить частоту и интенсивность таких природных явлений, как засухи, наводнения и лесные пожары, происходившие в прошлом. Кроме того, метод важен для изучения способности лесных экосистем адаптироваться к изменениям климата. По толщине годичных колец можно оценить температуру и количество осадков в определённые периоды [9, с. 42].

Также дендрохронология применяется для выявления воздействия антропогенных факторов. Замедление темпов роста деревьев или изменения в структуре годичных колец могут быть связаны с загрязнением почвы или высоким уровнем вредных веществ в воздухе. Эти данные могут стать основой для принятия мер по охране и восстановлению лесов [10, с. 58].

Дендрохронология играет важную роль и в лесном хозяйстве. Для эффективного управления лесами необходимо знать динамику роста деревьев, их продуктивность и продолжительность жизни. Эта информация позволяет разрабатывать стратегии долгосрочного использования лесных ресурсов [11, с. 74].

Заключение

Дендрохронология представляет собой эффективный метод исследования изменений в лесных экосистемах. Посредством анализа годичных колец деревьев становится возможным выявление климатических изменений, экологических процессов и воздействия природных явлений. Эти исследования играют важную роль в управлении лесными ресурсами и в защите окружающей среды.

Список литературы:

1. Учебное пособие «8D08302 – Лесные ресурсы и лесное хозяйство», Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина.
2. Равкин В. А. Экология и охрана природы: Учебное пособие. – Алматы: Ғылым, 2021. – 256 с.
3. Белгибаева Л. С. Климатические изменения и лесные экосистемы. – Астана: ЭкоПресс, 2018. – 312 с.
4. Дуглас Э. Э. Основы дендрохронологии. – М.: Наука, 1983. – 152 с.
5. Фритц Х. История древесных колец: Дендрохронология в науке. – СПб.: Лань, 2001. – 320 с.
6. Шиянов С. М. Тайны древесных колец. – Алматы: КазНУ, 2008. – 240 с.
7. Ларсон А. Дерево и окружающая среда. – Томск: Университетская печать, 2001. – 156 с.
8. Керимбаев Н. С. Методы исследования лесных экосистем. – Нур-Султан: Білім, 2018. – 198 с.
9. Сулейменов К. Г. Экологические последствия природных явлений. – Шымкент: Экосервис, 2019. – 276 с.
10. Бекенов А. М. Основы лесного хозяйства. – Караганда: Туран, 2021. – 310 с.
11. Шийдловский И. В. Дендрохронология и её применение. – Москва: Наука, 1984. – 248 с.