Кафедра высших растений
Биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова
Влияние климатических факторов на анатомическое строение древесины дуба черешчатого (Quercus robur) в средней полосе России.
Руководитель: научный сотрудник лаборатория исторической экологии Института проблем экологии и эволюции РАН Хасанов Б.Ф. (bulatfk@gmail.com)
Исследование изменений климата последних тысячелетий представляет собой насущную задачу не только из-за наблюдающегося глобального потепления. До сих пор процессы, приводящие к изменениям характера атмосферной циркуляции, неизвестны в деталях. Один из путей решения этой проблемы – построение долговременных климатических реконструкций с высокой разрешающей способностью. Древесина, сохраняющаяся в различных природных архивах и археологических памятниках, представляет собой надёжную материальную основу для таких палеоклиматических исследований. Существенный прогресс в этой области был связан с использованием различных параметров (ширины, максимальной плотности, изотопного состава) годичных колец хвойных деревьев, обитающих на границе своего ареала. Это связано с тем, что хвойные на границе ареала живут под действием ярко выраженного лимитирующего фактора, температуры тёплого времени года. В добавок, их древесина однородна, состоит только из трахеид, и ширина годичного кольца оказывается хорошим интегральным показателем величины прироста всего дерева. Климатические реконструкции продолжительностью в несколько тысяч лет уже созданы для северных и высокогорных районов Евразии и Америки.
Несмотря на многолетние попытки, использование дендрохронологических методов в умеренных широтах пока не привело к значительным достижениям. Это происходит прежде всего потому, что формирование древесины здесь характеризуется значительно более сложными связями с внешними факторами. В умеренном климате деревья могут формировать кольца почти одинаковой ширины даже в заметно отличающиеся по метеорологическим условиям годы. Если так, то существует ли принципиальная возможность построения долговременных климатических реконструкций по древесине из умеренных широт? По нашему мнению, да, существует! Древесина лиственных пород состоит из разнообразных элементов, имеющих для дерева различную цену, поэтому климатические факторы оказывают влияние не только и не столько на величину прироста, сколько на количественные анатомические показатели годичных колец. Более того, характер этих небольших, но видимых отклонений от анатомической нормы тесно связан с конкретными метеорологическими условиями. Иными словами, деревья умеренных широт тоже записывают и хранят климатическую информацию, и цель предлагаемой работы заключается в том, чтобы её расшифровать.
Для этого предполагается собрать образцы древесины дуба черешчатого (Quercus robur) в нескольких пунктах средней полосы России (Московская, Калужская, Тульская, Владимирская и Рязанская области). Образцы будут собраны приростным буром, позволяющим получить древесину всех годичных колец от сердцевины до коры без ущерба для дерева. Параллельно, будут собраны образцы древесины других видов, имеющих, как и дуб, кольце-сосудистую древесину (ясень, вяз, некоторые интродуценты). В нашей лаборатории разработан оригинальный протокол измерений количественных анатомических показателей, позволяющий сравнительно быстро анализировать большое количество образцов. Имеется полуавтоматический измерительный комплекс Velmex, хорошая (Olympus, Leica) оптика для работы в проходящем и отражённом свете и фиксации изображений. Данные о структуре древесины надо будет сравнить с данными инструментальных метеорологических наблюдений. Эта работа позволит выявить анатомические особенности древесины дуба, возникающие под действием метеорологических факторов, а сравнение реакции нескольких видов с кольце-сосудистой древесиной должно пролить свет на механизмы возникновения этих особенностей. Полученные результаты в дальнейшем будут использованы для создания долговременной реконструкции климата на основе субфоссильной древесины дуба (больше известной как морёный дуб). Работы по построению древесно-кольцевой хронологии по такой древесине активно ведутся в нашей лаборатории уже несколько лет.