vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biology10.55959/MSU0137-0952-16-79-2-6vestnik-bio-msu-1372Research ArticleОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕRESEARCH ARTICLEКлиматический отклик радиального прироста Larix cajanderi в Северной и Центральной ЯкутииClimatic response of radial growth of Larix cajanderi in the Northern and Central Yakutiahttps://orcid.org/0000-0002-4344-714XХоцинскаяК. И.KhotcinskaiaK. I.

Хоцинская Ксения Игоревна – мл. науч. сотр. лаборатории комплексных исследованийдинамики лесов Евразии,

660041, г. Красноярск, просп. Свободный, д. 79

79 Svobodnyy pr., Krasnoyarsk, 660041

kkhotsinskaya@sfu-kras.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7978-0737СергееваО. В.SergeevaO. V.

Сергеева Оксана Валерьевна – мл. науч. сотр. лаборатории комплексных исследований динамики лесов Евразии,

660041, г. Красноярск, просп. Свободный, д. 79

79 Svobodnyy pr., Krasnoyarsk, 660041

osergeeva@sfu-kras.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6797-4964КирдяновА. В.KirdyanovA. V.

Кирдянов Александр Викторович – докт. биол. наук., ст. науч. сотр. лаборатории структуры древесных колец,

660041, г. Красноярск, просп. Свободный, д. 79;

660036, г. Красноярск, ул. Академгородок, д. 50/28

79 Svobodnyy pr., Krasnoyarsk, 660041;

50/28 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036

kirdyanov@ksc.krasn.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2270-2049НиколаевА Н.NikolaevA. N.

Николаев Анатолий Николаевич – докт. биол. наук, ректор,

677000, г. Якутск, ул. Белинского, д. 58

58 Belinskogo str., Yakutsk, 677000

rector@s-vfu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6027-4930АкулининаК. В.AkulininaK. V.

Акулинина Кристина Васильевна – мл. науч. сотр. лаборатории комплексных исследований динамики лесов Евразии,

660041, г. Красноярск, просп. Свободный, д. 79

79 Svobodnyy pr., Krasnoyarsk, 660041

kakulinina@sfu-kras.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0175-873XКошурниковаН. Н.KoshurnikovaN. N.

Кошурникова Наталья Николаевна – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаборатории комплексных исследований динамики лесов Евразии,

660041, г. Красноярск, просп. Свободный, д. 79

79 Svobodnyy pr., Krasnoyarsk, 660041

nkoshurnikova@sfu-kras.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3688-7753КолмогоровА. И.KolmogorovA. I.

Колмогоров Алексей Иванович – науч. сотр.,

660041, г. Красноярск, просп. Свободный, д. 79;

677000, г. Якутск, ул. Белинского, д. 58

79 Svobodnyy pr., Krasnoyarsk, 660041;

58 Belinskogo str., Yakutsk, 677000

ai.kolmogorov@s-vfu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3361-5349АрсакА.ArzacA.

Arzac Alberto – канд. биол. наук, доц. кафедры экологии и природопользования,

660041, г. Красноярск, просп. Свободный, д. 79

79 Svobodnyy pr., Krasnoyarsk, 660041

aarzak@sfu-kras.ruСибирский федеральный университетРоссияSiberian Federal UniversityRussian FederationСибирский федеральный университет; Институт леса имени В.Н. Сукачева, Сибирское отделение Российской академии наукРоссияSiberian Federal University; V.N. Sukachev Institute of Forest, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationСеверо-Восточный федеральный университет имени М.К. АммосоваРоссияAmmosov North-Eastern Federal UniversityRussian FederationСибирский федеральный университет; Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. АммосоваРоссияSiberian Federal University; Ammosov North-Eastern Federal UniversityRussian Federation202420082024792137143Copyright © Хоцинская К.И., Сергеева О.В., Кирдянов А.В., Николаев А.Н., Акулинина К.В., Кошурникова Н.Н., Колмогоров А.И., Арсак А., 20242024Хоцинская К.И., Сергеева О.В., Кирдянов А.В., Николаев А.Н., Акулинина К.В., Кошурникова Н.Н., Колмогоров А.И., Арсак А.Khotcinskaia K.I., Sergeeva O.V., Kirdyanov A.V., Nikolaev A.N., Akulinina K.V., Koshurnikova N.N., Kolmogorov A.I., Arzac A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/1372

Повышение температуры в высоких широтах приведет к изменению водного баланса и термического режима многолетнемерзлых почв, что повлияет на структуру и функционирование растительных сообществ северных биогеоценозов. Изучение отклика радиального прироста деревьев на текущие изменения среды и климата является одним из методов для понимания реакции отдельных компонентов растительных сообществ в будущем. В работе представлены результаты дендроклиматического анализа деревьев лиственницы Каяндера (Larix cajanderi Mayr), произрастающих в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты на четырех участках с различными условиями в Северной и Центральной Якутии (Республика Саха). Был проведен корреляционный анализ между индексами ширины годичных колец и климатическими показателями для периода с 1966 по 2021 гг. Результаты показали, что основным фактором, лимитирующим радиальный прирост деревьев на всех исследуемых местообитаниях, является температура воздуха (преимущественно июня месяца; r = от 0,38 до 0,41; p < 0,01). При этом происходит смещение даты максимальных температурных сигналов и увеличение их интенсивности с широтой. Наиболее высокой чувствительностью обладают древесные растения, произрастающие на севере изучаемого региона в условиях короткого вегетационного периода. Скользящие корреляции показали общее снижение интенсивности температурного отклика в хронологиях радиального прироста со временем, что, вероятно, связано с ростом летней температуры в последние десятилетия. Это подчеркивает экологическую пластичность изучаемого вида лиственницы. Полученные результаты могут помочь в оценке изменений продуктивности древесного полога лесных экосистем отдельных регионов бореальной зоны.

Warming trends in high latitudes will lead to changes in the thermo-hydrological regime of permafrost soils, affecting the structure and functioning of northern ecosystems. The study of radial tree growth response to current environmental conditions is commonly used to understand the future reaction of trees. This study evaluates the response of four Cajander larch (Larix cajanderi Mayr) sites in the continuous permafrost region to different environmental conditions in Northern and Central Yakutia (Republic of Sakha). Correlation coefficients between tree-ring width indexes and climate parameters were calculated over the 1966–2021 period. The results showed that air temperature is the main factor limiting the radial tree growth in all the sites (mainly June temperature; r = 0,38–0,41; p < 0,01). However, the timing and intensity of the temperature sensitivity increases with the latitude. The most sensitive to climate woody plants grow in the northern part of the study region where growing season is rather short. Running correlations showed a general decreasing trend in intensity of the temperature response in radial growth chronologies. Probably it is linked to the increase in summer temperatures in recent decades, thus highlighting the ecological plasticity of the larch trees. These results can help to assess changes in the productivity of the forest ecosystems in particular regions of boreal zone.

дендроэкологияприрост древесиныдревесно-кольцевая хронологияизменение климатамноголетняя мерзлоталиственницаdendroecologytree growthtree-ring chronologyclimate changepermafrostlarchReferencesНиколаев А.Н., Федоров П.П., Десяткин А.Р. Влияние гидродинамического режима мерзлотных почв на радиальный прирост лиственницы и сосны в Центральной Якутии. Сиб. экол. журн. 2011;(2):189–201.Николаев А.Н., Федоров П.П., Десяткин А.Р. Влияние гидродинамического режима мерзлотных почв на радиальный прирост лиственницы и сосны в Центральной Якутии. Сиб. экол. журн. 2011;(2):189–201.Поздняков Л.К. Даурская Лиственница. М.: Наука; 1975. 312 с. 3. Vaganov E.A., Hughes M.K., Kirdyanov A.V., Schweingruber F.H., Silkin P.P. Influence of snowfall and melt timing on tree growth in subarctic Eurasia. Nature. 1999;400(6740):149–151.Поздняков Л.К. Даурская Лиственница. М.: Наука; 1975. 312 с. 3. Vaganov E.A., Hughes M.K., Kirdyanov A.V., Schweingruber F.H., Silkin P.P. Influence of snowfall and melt timing on tree growth in subarctic Eurasia. Nature. 1999;400(6740):149–151.Kirdyanov A., Hughes M., Vaganov E., Schweingruber F., Silkin P. The importance of early summer temperature and date of snow melt for tree growth in the Siberian Subarctic. Trees. 2003;17:61–69.Kirdyanov A., Hughes M., Vaganov E., Schweingruber F., Silkin P. The importance of early summer temperature and date of snow melt for tree growth in the Siberian Subarctic. Trees. 2003;17:61–69.Kirdyanov A.V., Saurer M., Siegwolf R., Knorre A.A., Prokushkin A.S., Churakova O.V., Fonti M.V., Büntgen U. Long-term ecological consequences of forest fires in the continuous permafrost zone of Siberia. Environ. Res. Lett. 2020;15(3):034061.Kirdyanov A.V., Saurer M., Siegwolf R., Knorre A.A., Prokushkin A.S., Churakova O.V., Fonti M.V., Büntgen U. Long-term ecological consequences of forest fires in the continuous permafrost zone of Siberia. Environ. Res. Lett. 2020;15(3):034061.Kirdyanov A.V, Saurer M., Arzac A., Knorre A.A., Prokushkin A.S., Churakova O.V, Arosio T., Bebchuk T., Siegwolf R., Büntgen U. Science of the total environment thawing permafrost can mitigate warming-induced drought stress in boreal forest trees. Sci. Total Environ. 2024;912:168858.Kirdyanov A.V, Saurer M., Arzac A., Knorre A.A., Prokushkin A.S., Churakova O.V, Arosio T., Bebchuk T., Siegwolf R., Büntgen U. Science of the total environment thawing permafrost can mitigate warming-induced drought stress in boreal forest trees. Sci. Total Environ. 2024;912:168858.Rantanen M., Karpechko A.Y., Lipponen A. Nordling K., Hyvärinen O., Ruosteenoja K., Vihma T., Laaksonen A. The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979. Commun. Earth Environ. 2022;3(1):168.Rantanen M., Karpechko A.Y., Lipponen A. Nordling K., Hyvärinen O., Ruosteenoja K., Vihma T., Laaksonen A. The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979. Commun. Earth Environ. 2022;3(1):168.Jorgenson M.T., Romanovsky V., Harden J., Shur Y., O’Donnell J., Schuur E.A.G., Kanevskiy M., Marchenko S. Resilience and vulnerability of permafrost to climate change. Can. J. For. Res. 2010;40(7):1219–1236.Jorgenson M.T., Romanovsky V., Harden J., Shur Y., O’Donnell J., Schuur E.A.G., Kanevskiy M., Marchenko S. Resilience and vulnerability of permafrost to climate change. Can. J. For. Res. 2010;40(7):1219–1236.Serreze M.C., Dyurgerov M., Romanovsky V., Oechel W.C., Zhang J.T., Barry R.G., Walsh J.E., Chappin III F.S., Osterkamp T. Observational evidence of recent change in the northern high-latitude environment. Clim. Chang. 2000;46(1–2):159–207.Serreze M.C., Dyurgerov M., Romanovsky V., Oechel W.C., Zhang J.T., Barry R.G., Walsh J.E., Chappin III F.S., Osterkamp T. Observational evidence of recent change in the northern high-latitude environment. Clim. Chang. 2000;46(1–2):159–207.Шерстюков А.Б., Шерстюков Б.Г. Пространственные особенности и новые тенденции в изменениях термического состояния почвогрунтов и глубины их сезонного протаивания в зоне многолетней мерзлоты. Метеорол. гидрол. 2015;(2):5–12.Шерстюков А.Б., Шерстюков Б.Г. Пространственные особенности и новые тенденции в изменениях термического состояния почвогрунтов и глубины их сезонного протаивания в зоне многолетней мерзлоты. Метеорол. гидрол. 2015;(2):5–12.Им С.Т., Харук В.И., Ли В.Г. Миграция северной границы вечнозелёных хвойных древостоев в Сибири в XXI столетии. Совр. пробл. дист. зонд. Земли косм. 2020;17(1):176–187.Им С.Т., Харук В.И., Ли В.Г. Миграция северной границы вечнозелёных хвойных древостоев в Сибири в XXI столетии. Совр. пробл. дист. зонд. Земли косм. 2020;17(1):176–187.Осокин Н.И., Сосновский А.В. Влияние метеорологических условий на теплоизоляционные свойства мохового покрова по данным измерений на Шпицбергене. Криосф. Земли. 2021;25(4):17–25.Осокин Н.И., Сосновский А.В. Влияние метеорологических условий на теплоизоляционные свойства мохового покрова по данным измерений на Шпицбергене. Криосф. Земли. 2021;25(4):17–25.Linderholm H.W. Growing season changes in the last century. Agric. For. Meteorol. 2006;137(1–2):1–14.Linderholm H.W. Growing season changes in the last century. Agric. For. Meteorol. 2006;137(1–2):1–14.Prokushkin A.S., Hagedorn F., Pokrovsky O.S., Viers J., Kirdyanov A.V., Masyagina O.V., Prokushkina M.P., McDowell W.H. Permafrost regime affects the nutritional status and productivity of larches in Central Siberia. Forests. 2018;9(6):314.Prokushkin A.S., Hagedorn F., Pokrovsky O.S., Viers J., Kirdyanov A.V., Masyagina O.V., Prokushkina M.P., McDowell W.H. Permafrost regime affects the nutritional status and productivity of larches in Central Siberia. Forests. 2018;9(6):314.Andresen C.G., Lawrence D.M., Wilson C.J., McGuire A.D., Koven C., Schaefer K., Jafarov E., Peng S., Chen X., Gouttevin I., Burke E., Chadburn S., Ji D., Chen G., Hayes D., Zhang W. Soil moisture and hydrology projections of the permafrost region – a model intercomparison. Cryosphere. 2020;14(2):445–459.Andresen C.G., Lawrence D.M., Wilson C.J., McGuire A.D., Koven C., Schaefer K., Jafarov E., Peng S., Chen X., Gouttevin I., Burke E., Chadburn S., Ji D., Chen G., Hayes D., Zhang W. Soil moisture and hydrology projections of the permafrost region – a model intercomparison. Cryosphere. 2020;14(2):445–459.Kharuk V.I., Ranson K.J., Petrov I.Y.A., Dvinskaya M.L., Im S.T., Golyukov A.S. Larch (Larix dahurica Turcz) growth response to climate change in the Siberian permafrost zone. Reg. Environ. Change. 2019;19:233–243.Kharuk V.I., Ranson K.J., Petrov I.Y.A., Dvinskaya M.L., Im S.T., Golyukov A.S. Larch (Larix dahurica Turcz) growth response to climate change in the Siberian permafrost zone. Reg. Environ. Change. 2019;19:233–243.Peel M.C., Finlayson B.L., McMahon T.A. Updated world map of the Köppen-Geiger climate classification. Hydrol. Earth Syst. Sci. 2007;11(5):1633–1644.Peel M.C., Finlayson B.L., McMahon T.A. Updated world map of the Köppen-Geiger climate classification. Hydrol. Earth Syst. Sci. 2007;11(5):1633–1644.Булыгина О.Н., Коршунова Н.Н., Разуваев В.Н. Специализированные массивы данных для климатических исследований. Труды Всерос. науч.-исслед. ин-та гидромет. информации – МЦД. 2014;(177):136–148.Булыгина О.Н., Коршунова Н.Н., Разуваев В.Н. Специализированные массивы данных для климатических исследований. Труды Всерос. науч.-исслед. ин-та гидромет. информации – МЦД. 2014;(177):136–148.Guijarro J.A. Homogenization of climatic series with Climatol. Reporte Técnico State Meteorological Agency (AEMET), Balearic Islands Office, Spain. 2018. 20 pp.Guijarro J.A. Homogenization of climatic series with Climatol. Reporte Técnico State Meteorological Agency (AEMET), Balearic Islands Office, Spain. 2018. 20 pp.R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. 2023. URL https://www.R-project.org/.R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. 2023. URL https://www.R-project.org/.Grissino-Mayer H.D. Evaluating crossdating accuracy: a manual and tutorial for the computer program COFECHA. Tree-Ring Res. 2001;57(2):205–221.Grissino-Mayer H.D. Evaluating crossdating accuracy: a manual and tutorial for the computer program COFECHA. Tree-Ring Res. 2001;57(2):205–221.Cook E.R., Holmes R. Guide for computer program ARSTAN. The international tree-ring data bank program library version 2.0. Esd. H.D. Grissino-Mayer, R.L. Holmes, and H.C. Fritts: Universisty of Arizona; 1996:75–87.Cook E.R., Holmes R. Guide for computer program ARSTAN. The international tree-ring data bank program library version 2.0. Esd. H.D. Grissino-Mayer, R.L. Holmes, and H.C. Fritts: Universisty of Arizona; 1996:75–87.Cook E.R., Peters K. The smoothing spline: a new approach to standardizing forest interior tree-ring width series for dendroclimatic studies. Tree-Ring Bulletin. 1981;41:45–53.Cook E.R., Peters K. The smoothing spline: a new approach to standardizing forest interior tree-ring width series for dendroclimatic studies. Tree-Ring Bulletin. 1981;41:45–53.Wigley T.M.L., Briffa K.R., Jones P.D. On the average value of correlated time series, with applications in dendroclimatology and hydrometeorology. J. Appl. Meteorol. 1984;23(2):201–213.Wigley T.M.L., Briffa K.R., Jones P.D. On the average value of correlated time series, with applications in dendroclimatology and hydrometeorology. J. Appl. Meteorol. 1984;23(2):201–213.Zang C., Biondi F., Treeclim: An R package for the numerical calibration of proxy climate relationships. Ecography. 2015;38(4):431–436.Zang C., Biondi F., Treeclim: An R package for the numerical calibration of proxy climate relationships. Ecography. 2015;38(4):431–436.Hughes M.K., Vaganov E.A., Shiyatov S.G., Touchan R., Funkhuoser G. Twentieth-century summer warmth in nothern Yakutia in a 600-year context. Holocene. 1999;9(5):629–634.Hughes M.K., Vaganov E.A., Shiyatov S.G., Touchan R., Funkhuoser G. Twentieth-century summer warmth in nothern Yakutia in a 600-year context. Holocene. 1999;9(5):629–634.Kirdyanov A.V., Treydte K.S., Nikolaev A., Helle G., Schleser G.H. Climate signals in tree-ring width, wood density and δ13C from larches in Eastern Siberia (Russia). Chem. Geol. 2008;252(1–2):31–41.Kirdyanov A.V., Treydte K.S., Nikolaev A., Helle G., Schleser G.H. Climate signals in tree-ring width, wood density and δ13C from larches in Eastern Siberia (Russia). Chem. Geol. 2008;252(1–2):31–41.Kirdyanov A.V., Piermattei A., Kolář T., Rybníček M., Krusic P.J., Nikolaev A.N., Reinig F., Büntgen U. Notes towards an optimal sampling strategy in dendroclimatology. Dendrochronologia. 2018;52:162–166.Kirdyanov A.V., Piermattei A., Kolář T., Rybníček M., Krusic P.J., Nikolaev A.N., Reinig F., Büntgen U. Notes towards an optimal sampling strategy in dendroclimatology. Dendrochronologia. 2018;52:162–166.Saurer M., Kirdyanov A.V., Prokushkin A.S., Rinne K.T., Siegwolf R.T.W. The impact of an inverse climate-isotope relationship in soil water on the oxygen-isotope composition of Larix gmelinii in Siberia. New Phytol. 2016;209(3):955–964.Saurer M., Kirdyanov A.V., Prokushkin A.S., Rinne K.T., Siegwolf R.T.W. The impact of an inverse climate-isotope relationship in soil water on the oxygen-isotope composition of Larix gmelinii in Siberia. New Phytol. 2016;209(3):955–964.Churakova (Sidorova) O.V., Porter T.J., Zharkov M.S., Fonti M.V., Barinov V.V., Taynik A.V., Kirdyanov A.V., Knorre A.A., Wegmann M., Trushkina T.V., Koshurnikova N.N., Vaganov E.A., Myglan V.S., Siegwolf R.T.W., Saurer M. Climate impacts on tree-ring stable isotopes across the Northern Hemispheric boreal zone. Sci. Total Environ. 2023;870: 161644.Churakova (Sidorova) O.V., Porter T.J., Zharkov M.S., Fonti M.V., Barinov V.V., Taynik A.V., Kirdyanov A.V., Knorre A.A., Wegmann M., Trushkina T.V., Koshurnikova N.N., Vaganov E.A., Myglan V.S., Siegwolf R.T.W., Saurer M. Climate impacts on tree-ring stable isotopes across the Northern Hemispheric boreal zone. Sci. Total Environ. 2023;870: 161644.Arzac A., Popkova M., Anarbekova A., Olano J.M., Gutiérrez E., Nikolaev A., Shishov V. Increasing radial and latewood growth rates of Larix cajanderi Mayr. and Pinus sylvestris L. in the continuous permafrost zone in Central Yakutia (Russia). Ann. For. Sci. 2019;76:96.Arzac A., Popkova M., Anarbekova A., Olano J.M., Gutiérrez E., Nikolaev A., Shishov V. Increasing radial and latewood growth rates of Larix cajanderi Mayr. and Pinus sylvestris L. in the continuous permafrost zone in Central Yakutia (Russia). Ann. For. Sci. 2019;76:96.Huang J.G., Bergeron Y., Denneler B., Berninger F., Tardif J. Response of Forest Trees to Increased Atmospheric CO2. Crit. Rev. Plant Sci. 2007;26(5–6):265–283.Huang J.G., Bergeron Y., Denneler B., Berninger F., Tardif J. Response of Forest Trees to Increased Atmospheric CO2. Crit. Rev. Plant Sci. 2007;26(5–6):265–283.Liu X., Zhao L., Voelker S., Xu G., Zeng X., Zhang X., Zhang L., Sun W., Zhang Q., Wu G., Li X. Warming and CO2 enrichment modified the ecophysiological responses of Dahurian larch and Mongolia pine during the past century in the permafrost of northeastern China. Tree Physiol. 2019;39(1):88–103.Liu X., Zhao L., Voelker S., Xu G., Zeng X., Zhang X., Zhang L., Sun W., Zhang Q., Wu G., Li X. Warming and CO2 enrichment modified the ecophysiological responses of Dahurian larch and Mongolia pine during the past century in the permafrost of northeastern China. Tree Physiol. 2019;39(1):88–103.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.