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 - ýже, 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.
Подсчет колец и выявление возможных колебаний позволили бы наметить и будущие изменения приростов и ледовитости. Пример же этот демонстрирует разнообразие практических выходов из материалов по приростам деревьев.
Успехи дендрохронологии в нашей стране бесспорны. На всесоюзных совещаниях, проходивших в Вильнюсе (1968), Каунасе (1972), Архангельске (1978), Иркутске (1983), было показано большое разнообразие возможностей этого метода и приложения полученных результатов к практике. В последние годы опубликованы интересные сводки по дендрохронологии, а в прекрасном библиографическом указателе по вопросам дендрохронологии, составленном А. Ситникайте, каждый интересующийся может найти все публикации по этому вопросу.
Описание дендрохронологического метода мне бы хотелось закончить, несмотря на перечисленные сложности, похвальным словом его простоте. Каждый любознательный человек может увидеть на поперечном спиле годичные кольца разной ширины. Сопоставив узкие и широкие годичные кольца последних лет с известными событиями - холодами, засухами, можно углубить сведения об этих явлениях за всю жизнь дерева. Темные кольца холодных зим, следы ударов лавин, селей, ветровалов несложно увидеть и продатировать.