Растения рассказывают

В наше время дендрохронологические исследования широко развиваются как у нас, так и за рубежом. Общепринятым считается, что дендрохронология - это систематическое изучение древесных колец с целью датирования событий прошлого и оценки климатических изменений.

На пнях свежеспиленных деревьев хорошо заметны годичные кольца. И многие, наверно, подсчитывали их, чтобы установить возраст дерева. Особенно интересно это делать на сосновых и еловых пахнущих смолой спилах с четкими слоями. Со школьной скамьи мы знаем, что весной и в начале лета откладывается светлое кольцо ранней, или весенней, древесины, а затем летом формируется более темный и прочный слой поздней. Ближе к центру дерева расположен слой ранней древесины, замыкает его поздняя. И так повторяется год за годом, десятилетие за десятилетием, пока дерево живет.

Люди издавна подметили, что от того, где дерево произрастает, зависят свойства годичных колец, прочность древесины и возможности ее использования. На влажных землях, например, быстро растет так называемая мяндовая сосна. Кольца на пнях у нее светло-желтые, широкие, но древесина мягкая, слабая. А вот у "кондовых", или "рудовых", сосен, произрастающих на сухих песчаных гривах, годичные слои тонкие, темные, едва различимые, но долговечность и прочность именно этих сосен издревле известна. Современный "чемпион" долгожительства - сосна из подобных местообитаний в Калифорнии.

Около пяти столетий назад Леонардо да Винчи отметил зависимость ширины годичных колец деревьев Средиземноморья от осадков. Более двух столетий назад Карл Линней проследил уменьшение ширины приростов в соответствии со снижением температур в северных краях.

Трудности, с которыми встречается каждый занимающийся подсчетом годичных колец, связаны прежде всего с тем, что ширина кольца определяется одновременно десятком причин. А вот какая из них ведущая - определить очень трудно. Даже применение компьютерной техники, оценивающей "вес" каждого природного фактора, не проясняет дела.

Можно выделить пять узловых моментов, своеобразных "уровней", с которыми имеют дело дендрохронологи: годичные кольца с особенностями клеточного строения; дерево в целом, состоящее из этих колец; сообщество деревьев, имеющих сходные изменения в приросте; характер местообитания этих деревьев и, наконец, зона, для которой типичны рассматриваемые местообитания. Недоучет специфики на одном из этих "уровней" может свести на нет кропотливый труд по измерению колец и их последующие сопоставления. Поясним же коротко главнейшие из встречающихся трудностей на каждом "уровне".

Сложности измерения каждого годичного кольца связаны с тем, что бывают годы, когда кольцо может совсем не сформироваться, а в другие годы могут отложиться сразу два слоя. Например, вблизи ледников на Центральном Кавказе, в ущелье Азау, в 1976 г. у осин и берез появились ложные полукольца в направлении к леднику. Это было связано с тем, что после теплого апреля из ущелья подули холодные ветры со снегом. Деревья прекратили вегетацию. А потом все началось заново. Не зная особенностей этого года, можно было бы посчитать каждый год за два. В засушливых условиях деревья прекращают расти в сухие месяцы, но после обильных осадков рост возобновляется.

Годичные кольца строго концентрической формы встречаются очень редко. Обычно кольцо с одной стороны шире, с другой - уже, что связано с ориентировкой дерева, характером кроны, наклоном ствола. Поэтому дендрохронологи измеряют кольца по двум диаметрам, а затем рассчитывают средние величины прироста.

Но информацию может дать и анализ асимметричной, так называемой креневой, древесины. Замеряя наклоны деревьев на оползневых склонах в парках Москвы и сопоставляя наклоны деревьев с шириной колец, удалось выявить, что деревья могут менять наклон под действием движения грунтов и ветров, а затем восстанавливают вертикальность. При этом ширина колец у наклонявшихся деревьев бывает асимметрична. Поскольку многие деревья затем приобретают первоначальное положение, то годичные кольца у них снова становятся концентрическими. Лесоводы называют такую крень "прожилковой".

Разнообразие в рисунке годичных колец и возможностей их использования для выявления былых лавин, селей, ледников в горах можно быстро усвоить. Там, где был уничтожен весь лес и растет одновозрастный подрост, простой подсчет колец укажет на год былого разрушения. Всего точнее дают сведения вертикальные побеги, растущие на поваленных деревьях. По окраинам сохранившегося старого леса всегда можно найти деревья с асимметричными кольцами и следами былых ударов. Если полученные сведения по различным деревьям совпадают, то можно уверенно воссоздать картину действия стихий в этом месте за 200 - 300 лет в соответствии с максимальным возрастом деревьев.

Следы действия селей на старой лиственнице

Интерес представляет анализ групп деревьев определенных мест, по которым можно выявить общие изменения. Но каждое дерево еще растет и само по себе, увеличивая прирост в годы расцвета, в 20 - 100 лет, и уменьшая его в старости. Снижение прироста от неблагоприятных условий может происходить сразу, а может наступить только на следующий год или захватить несколько последующих лет. Ряд формул, применяемых в дендрохронологии, дают возможность абстрагироваться от этих помех и количественно охарактеризовать приросты групп деревьев как представителей определенной местности. На пределе развития лесов сбор массового материала невозможен. Поэтому выбор характерных модельных деревьев, остро реагирующих на колебания среды и при этом как бы демонстрирующих своим приростом колебания сотен деревьев, - залог успешной работы дендрохронолога.

Американский ученый Г. Фритс предложил называть серии приростов таких деревьев "чувствительными" и разработал формулу для их оценки. Говоря житейским языком, анализируются приросты тех "несчастных" особей, которых еще семенами занесло в скверные условия. И поскольку деревья не могут сами изменить условия обитания, они вынуждены всю жизнь "страдать", резко снижая прирост в засушливые или холодные годы и откладывая кольцо пошире в редкие хорошие годы. Напротив, в хороших условиях прирост деревьев плавно увеличивается и уменьшается в соответствии с возрастом; такие серии приростов называются "благоприятными", и подсчет колец этих деревьев неинтересен, так как не дает информации о внешних аномалиях.

При работе в редколесьях на полярном и высотном пределах лесов или в лесостепи можно не учитывать взаимодействие между деревьями. Но в лесу могут быть всякие неожиданности. Деревья-долгожители могут резко увеличивать прирост после 150 лет за счет выпадения из-под полога леса берез и осин, достигших своего предельного возраста. Ветровалы, буреломы, сели, лавины, снеговалы, приводящие к гибели многих деревьев, дают возможность оставшимся резко увеличить прирост за счет естественного изреживания. Немалое значение имеет и плодоношение деревьев. В год обильного плодоношения ели в Карпатах, например, на ней откладывались узкие годичные кольца.

Все эти сложности затрудняют выявление условий прошлого по годичному приросту, хотя каждое дерево объективно фиксирует все особенности каждого года жизни. И возможности получения информации могут быть самыми неожиданными...

Однажды после публикации в журнале "Природа" № 6 за 1968 г. моей короткой заметки об индикации по деревьям склоновых процессов в редакцию пришло письмо из Охотска от Юрия Васильевича Шереметьева, который сообщал, что еще в начале века адмирал Григорович подметил свойство лиственниц побережья откладывать широкие годичные слои поздней древесины перед суровой ледовитой зимой. В течение многих лет Ю. В. Шереметьев безошибочно прогнозировал по приросту лиственниц ледовитость Охотского моря, связывая это с тем, что глубокий продолжительный антициклон в конце лета с теплой солнечной погодой вызывает определенный режим давления в холодный период, что в свою очередь и определяет ледовитость. В лесах Охотского побережья много старых деревьев.