Дендрохронологическое исследование древесины в исторически значимых арктических объектах

УДК

630*561.24(98)(045)

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-5-106-118

Аннотация

Исследования древесины в Арктике проводились на островах Вайгач, Гуккера (Земля Франца-Иосифа) и Новой Земле. В ходе экспедиции «Арктический плавучий университет – 2013» были взяты образцы древесины (керны) из строений на ключевых участках арктических островов. По образцам древесины строили древесно-кольцевые серии и получали «плавающие хронологии», которые «привязывали» к дендрошкалам растущих деревьев с известным годом образования каждого годичного кольца. Перекрестное датирование плавающих хронологий осуществляли следующим образом. Дендрошкалу и плавающую хронологию накладывали друг на друга и рассчитывали коэффициент синхронности, затем сдвигали на 1 год и снова рассчитывали, и так сдвигали и перебирали все возможные варианты. По результатам с максимальным коэффициентом синхронности оценивали визуальное сходство и датировали годичные кольца плавающей хронологии, а по самому наружному кольцу датировали объект. Дендрохронологическим методом был определен год образования каждого годичного кольца бревен строений, что позволило предположить время их возведения, считая, что это происходило через год-два после рубки дерева. Все исследованные объекты располагались в местах с сохранившейся историей их создания, что очень важно для подтверждения объективности полученных данных. В результате исследований определены даты строительства: на о-ве Вайгач строение датируются 1945 г., на о-ве Гуккера (Земля Франца-Иосифа) – постройки 1936 г., бывшая баня на м. Желания (Новая Земля) – 1935 г., сруб дзота (там же) – 1938 г., маяк (там же) – 1952 г., сруб на берегу бух. Ледяная Гавань (Новая Земля) – 1938 г., относительно «современное» строение (там же) датируется 1991 г. Дата строительства маяка из исторических документов – 1954 г., а датирование по годичным кольцам показывает, что бревна срублены в 1952 г. и, вероятно, завезены заранее. Проведенные исследования на основе дендрохронологического метода открывают большие возможности для определения возраста безымянных деревянных объектов в Арктике.
Финансирование: Исследования выполнены в рамках государственного задания Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лаверова УрО РАН (проекты № 0409-2019-0039; № ГР АААА-А18-118011690221-0)

Сведения об авторах

П.А. Феклистов¹, д-р с.-х. наук, проф.; ResearcherID: AAC-2377-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8226-893X
Н.М. Бызова², канд. геогр. наук, доц.; ResearcherID: AAS-9212-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3493-092X
А.И. Пашкевич³, д-р геогр. наук, проф.; ResearcherID: AAS-3167-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8134-5999
Е.В. Сазанова², канд. экон. наук, доц.; ResearcherID: G-8650-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5731-7517
А.Н. Соболев⁴, канд. с.-х. наук; ResearcherID: AAS-3366-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7961-8318
¹Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лаверова УрО РАН, наб. Северной Двины, д. 109, г. Архангельск, Россия, 163000; e-mail: pfeklistov@yandex.ru
²Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; e-mail: n.byzova@narfu.ru
³Университет Даларны, Высшая Школа Технологии и Бизнеса, Хогскулегатан 2, г. Фалун, SE-79188, Швеция; e-mail: alp@du.se
⁴Соловецкий музей-заповедник, Архангельская обл., пос. Соловки; e-mail: alex-sobol@mail.ru

Ключевые слова

дендрохронологический метод, дендрошкала, Арктика, объекты историко-культурного наследия, плавающая хронология

Для цитирования

Феклистов П.А., Бызова Н.М., Пашкевич А.И., Сазанова Е.В., Соболев А.Н. Дендрохронологическое исследование древесины в исторически значимых арктических объектах // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 106–118. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-106-118

Литература

1. Адаменко М.Ф. Динамика прироста лиственницы как индикатор термического режима летних сезонов в Горном Алтае // Региональные географические исследования в Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1978. С. 20–23. [Adamenko M.F. Dynamics of Larch Increment as an Indicator of the Thermal Regime of Summer Seasons in the Altai Mountains. Regional Geographic Research in Western Siberia. Novosibirsk, Nauka Publ., 1978, pp. 20–23].
2. Битвинскас Т.Т. Дендроклиматические исследования. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 172 с. [Bitvinskas T.T. Dendroclimatic Research. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1974. 172 p.].
3. Боярский П.В. История освоения арктического архипелага Новая Земля: моногр. / под общ. ред. К.С. Зайкова. Архангельск: САФУ, 2015. 100 с. [Boyarskiy P.V. The History of Development of the Arctic Archipelago of Novaya Zemlya: Monograph. Ed. by K.S. Zaykov. Arkhangelsk, NArFU Publ., 2015. 100 p.].
4. Гаврило М., Ермолов Е. Проблемы выявления и сохранения историкокультурного наследия Арктики: пример с Земли Франца-Иосифа // Охраняется государством. 2015. № 3. С. 16–35. [Gavrilo M., Ermolov E. Problems of Identification and Preservation of Historical and Cultural Heritage of the Arctic: Case Study from Franz Josef Land. Okhranyayetsya gosudarstvom, 2015, no. 3, pp. 16–35].
5. Еремеев И.И., Дзюба О.Ф. Очерки исторической географии лесной части Пути из варяг в греки //Археологические и палеогеографические исследования между Западной Двиной и озером Ильмень. СПб.: Нестор-История, 2010. С. 158–161. [Eremeev I.I., Dzyuba O.F. Essays on Historical Geography of the Forest Part of the Trade Route from the Varangians to the Greeks. Archaeological and Paleogeographic Studies between the Western Dvina and Lake Ilmen. Saint Petersburg, Nestor-Istoriya Publ., 2010, pp. 158–161].
6. Комин Г.Е. Цикличность в динамике прироста деревьев и древостоев сосны таежной зоны Западной Сибири // Изв. СО АН СССР. Сер.: Биол. науки. 1970. № 15. Вып. 3. С. 36–44. [Komin G.E. Cyclicity in the Dynamics of Increment of Pine Trees and Stands of the Taiga Zone of Western Siberia. Izvestiya sibirskogo otdeleniya akademii nauk SSSR. Seriya biologicheskikh nauk, 1970, , iss. 3, no. 15, pp. 36–44].
7. Комин Г.Е., Пьянков Ю.А., Шиятов С.Г. Определение сходства между дендрохронологическими рядами // Экология. 1973. № 4. С. 29–34. [Komin G.E., P’yankov Y.A., Shiyatov S.G. Assessment of Similarities of Dendrochronological Series. Ekologia [Soviet Journal of Ecology], 1973, vol. 4, no. 4, pp. 29–34].
8. Лир Х., Польстер Г., Фидлер Г. Физиология древесных растений. М.: Лесн. пром-сть, 1974. 421 с. [Lir Kh., Pol’ster G., Fidler G. Physiology of Woody Plants. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1974. 421 p.].
9. Ловелиус Н.В. Изменчивость прироста деревьев. Дендроиндикация природных процессов и антропогенных воздействий. Л.: Наука, 1979. 232 с. [Lovelius N.V. Variability of Trees Increment. Dendroindication of Natural Processes and Anthropogenic Influences. Leningrad, Nauka Publ., 1979. 232 p.].
10. Пинаевская Е.А. Влияние климатических параметров на формирование радиального прироста сосны на северной границе ареала Европейского Севера России // Вестн. КрасГАУ. 2018. № 2(137). С. 208–214. [Pinaevskaya E.A. The Influence of Climatic Parameters on the Formation of Radial Growth of the Pine on the North Border of the Area of European North of Russia. Vestnik KrasGAU [The Bulletin of KrasGAU], 2018, no. 2(137), pp. 208–214].
11. Тарханов С.Н., Пинаевская Е.А., Аганина Ю.Е. Адаптивные реакции морфологических форм сосны (Pinus sylvestris L.) в стрессовых условиях северной тайги (на примере Северо-Двинского бассейна) // Сиб. экол. журн. 2018. Т. 25, № 4. С. 425–437. [Tarkhanov S.N., Pinaevskaya E.A., Aganina Y.E. Adaptive Responses of Morphological Forms of the Pine (Pinus sylvestris L.) under Stressful Conditions of the Northern Taiga (in the Northern Dvina Basin). Sibirskiy Ekologicheskiy Zhurnal [Contemporary Problems of Ecology], 2018, vol. 25, no. 4, pp. 425–437]. DOI: 10.15372/SEJ20180404
12. Шиятов С.Г. Сверхвековой цикл в колебаниях индексов прироста лиственницы (Larix sibirica) на полярной границе леса // Биоэкологические основы дендрохронологии: материалы к симп. XII-го Междунар. ботан. конгресса, Ленинград, июль 1975. Вильнюс-Ленинград, 1975. С. 47–53. [Shiyatov S.G. Supersecular Cycle in Fluctuations in the Growth Indices of Larch (Larix sibirica) at the Polar Border of the Forest. Bioecological Foundations of Dendrochronology: Materials to the Symposium of the 12th International Botanical Congress. Leningrad, July, 1975. Vilnius, 1975, pp. 47–53].
13. Шиятов С.Г. Дендрохронологические ряды Северо-Востока европейской части СССР // Дендроклиматологические шкалы Советского Союза. Ч. II. Каунас, 1981. С. 80–86. [Shiyatov S.G. Dendrochronological Series of Northeast of the European Part of the USSR. Dendroclimatological Scales of the Soviet Union. Part 2. Kaunas, 1981, pp. 80–86].
14. Феклистов П.А. К методике установления сходства дендрохронологических рядов // Тез. докл. III Всесоюз. конф. «Дендроклиматические исследования в СССР». Архангельск: АЛТИ, 1978. С. 71–72. [Feklistov P.A. On the Method of Recognizing Similarities of Dendrochronological Series. Abstracts of the 3rd All-Union Conference “Dendroclimatic Research in the USSR”. Arkhangelsk, ALTI Publ., 1978, pp. 71–72].
15. Bréda N., Badeau V. Forest Tree Responses to Extreme Drought and Some Biotic Events: Towards a Selection according to Hazard Tolerance? Comptes Rendus Geoscience, 2008, vol. 340, iss. 9-10, pp. 651–662. DOI: 10.1016/j.crte.2008.08.003
16. Dobbertin M.K., Braecker O.U. Tree Rings and People. International Conference on the Future of Dendrochronology. Switzerland, WSL, 2001, pp. 252–253.
17. Glock W.S. A Rapid Method of Correlation for Continuous Time Series. American Journal of Science, 1942, vol. 240, no. 6, pp. 437–442. DOI: 10.2475/ajs.240.6.437
18. Huber B. Über die Sicherheit jahrringschronologischer Datierung. Holz als Rohund Werkstoff [European Journal of Wood and Wood Products], 1943, Bd. 6, N. 10/12, S. 263–268. DOI: 10.1007/BF02603303
19. Hustich J. Correlation of Tree-Ring Chronologies of Alaska, Labrador and Northern Europe. Acta Geographica, 1956, vol. 15, no. 3, pp. 3–26.
20. Kempes C.P., Myers O.B., Breshears D.D., Ebersole J.J. Comparing Response of Pinus edulis Tree-Ring Growth to Five Alternate Moisture Indices Using Historic Meteorological Data. Journal of Arid Environments, 2008, vol. 72, iss. 4, pp. 350–357. DOI: 10.1016/j.jaridenv.2007.07.009
21. Linderholm H.M., Moberg A., Grudd H. Peatland Pines as Climate Indicators? A Regional Comparison of the Climatic Influence on Scots Pine Growth in Sweden. Canadian Journal of Forest Research, 2002, vol. 32, no. 8, pp. 1400–1410. DOI: 10.1139/x02-071
22. Mazepa V.S. Stand Density in the Last Millennium at the Upper Tree-Line Ecotone in the Polar Ural Mountains. Canadian Journal of Forest Research, 2005, vol. 35, no. 9, pp. 2082–2091. DOI: 10.1139/x05-111
23. Shiyatov S.G. Rates of Change in the Upper Treeline Ecotone in the Polar Ural Mountains. PAGES News, 2003, vol. 11, no. 1, pp. 8–10. DOI: 10.22498/pages.11.1.8
24. Vitas A. Dendroclimatological Research of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) in the Baltic Coastal Zone of Lithuania. Baltic Forestry, 2004, vol. 10, no. 1, pp. 65–71.
25. Yarmishko V.T. Radial Growth of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) in Varied Environment Influenced by Air Pollution in the European North of Russia. Forestry Ideas, 2015, vol. 21, no. 2, pp. 375–383.

Ссылка на английскую версию:

Dendrochronological Studies of Wood at Historically Significant Sites of the Arctic

DENDROCHRONOLOGICAL STUDIES OF WOOD AT HISTORICALLY SIGNIFICANT SITES OF THE ARCTIC

P.A. Feklistov¹, Doctor of Agriculture, Prof.; ResearcherID: AAC-2377-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8226-893X
N.M. Byzova², Candidate of Geography, Assoc. Prof.; ResearcherID: AAS-9212-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3493-092X
A.I. Pashkevich³, Doctor of Geography, Prof.; ResearcherID: AAS-3167-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8134-5999
E.V. Sazanova², Candidate of Economics, Assoc. Prof.; ResearcherID: G-8650-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5731-7517
A.N. Sobolev⁴, Candidate of Agriculture; ResearcherID: AAS-3366-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7961-8318
¹N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research UB RAS, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 109, Arkhangelsk, 163000, Russian Federation; e-mail: pfeklistov@yandex.ru
²Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation; e-mail: n.byzova@narfu.ru
³School of Technology and Business Studies, Dalarna University, Högskolegatan 2, Falun, SE-791 88, Sweden; e-mail: alp@du.se
⁴Solovki State Historical, Architectural and Natural Museum-Reserve, pos. Solovki, Arkhangelsk Region, 164070, Russian Federation; e-mail: alex-sobol@mail.ru

Studies of wood in the Arctic were carried out on Vaygach Island, Hooker Island (Franz Joseph Land) and Novaya Zemlya. During the expedition “Arctic Floating University – 2013”, wood samples (cores) were taken from the buildings in key areas of the Arctic islands. Conforming to the wood samples we constructed tree-ring series and obtained floating chronologies, which were linked to dendroscales of standing trees with known year of each annual ring formation. Crossdating of floating chronologies was performed as follows. Dendroscale and floating chronology were overlapped and the synchronicity coefficient was calculated, then the dendroscale was shifted for a year and the coefficient was calculated again; the procedure was repeated until all possible options were checked. Visual similarity was assessed and the annual rings of floating chronology were dated based on the results with the maximum synchronicity coefficient, and the object was dated by the outermost ring. The year of formation of each annual ring of the buildings logs was determined by the dendrochronological method, resulting in assumption of the time of their construction, taking into account that it occurred a year or two after the tree felling. All the studied objects were located in areas with preserved history of their creation, which is highly important for confirming the objectivity of the obtained results. The dates of the buildings were determined as follows: Vaigach Island, 1945; Hooker Island (Franz Josef Land), 1936; the former bathhouse on Cape Zhelaniya (Novaya Zemlya), 1935; timber from the pillbox, 1938; the lighthouse, 1952; the frame on the coast of Ledyanaya Gavan’ Bay (Novaya Zemlya), 1938; a relatively modern building on the coast of the bay, 1991. Interesting to note that according to the obtained historical records the Lighthouse was built in year 1954, while dating by annual rings shows that the logs were in 1952 and they were probably imported in advance. The years for the construction research based on the use of the dendrochronological method opens up great opportunities at determining the age of unnamed wooden in the Arctic.
For citation: Feklistov P.A., Byzova N.M., Pashkevich A.I., Sazanova E.V., Sobolev A.N. Dendrochronological Studies of Wood at Historically Significant Sites of the Arctic. Lesnoy zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 106–118. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-106-118
Funding: The research was carried out within the framework of the state assignment of the N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research, UB RAS (project No. 0409-2019-0039; No. ГР ААА -А18-118011690221-0).

Keywords: dendrochronological method of study, dendroscales, the Arctic, historical and cultural heritage sites, floating chronology.

Поступила 14.08.19 / Received on August 14, 2019