Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Физико-географическая характеристика региона исследования 7
1.1. Орографические особенности 7
1.2. Характеристика климата 11
1.3. Гляциогидрологические особенности 17
1.4. Растительность 23
ГЛАВА 2. Динамика прироста лиственницы сибирской в горах юго западной тувы и северо-западной Монголии 28
2.1. Дендрохронологические исследования в Горном Алтае, Туве и Монголии 28
2.2. Дендрохронологический анализ радиального прироста лиственницы сибирской
2.2.1. Сбор полевого материала 34
2.2.2. Лабораторная обработка древесно-кольцевого материала 38
2.3. Динамика прироста лиственницы сибирской 49
ГЛАВА 3. Дендроиндикация динамики термических характеристик горных ландшафтов юго-западной тувы и северо-западной Монголии 56
3.1. Анализ связи метеорологических параметров с приростом древесных колец 56
3.2. Анализ связи гидрологических параметров с приростом древесных колец 63
3.3. Динамика температур воздуха июня-июля с 1715 г. по древесно-кольцевой реконструкии 68
ГЛАВА 4. Дендроиндикация динамики гидрологических характеристик горных ландшафтов юго-западной тувы и северо западной Монголии 77
4.1. Анализ связи метеорологических параметров с приростом древесных колец 77
4.2. Анализ связи гидрологических параметров с приростом древесных колец 79
4.2. Динамика расходов воды мая-июня с 1474 г. по древесно-кольцевой реконструкии 82
Заключение 90
Литература
- Характеристика климата
- Дендрохронологический анализ радиального прироста лиственницы сибирской
- Анализ связи гидрологических параметров с приростом древесных колец
- Анализ связи гидрологических параметров с приростом древесных колец
Введение к работе
Актуальность темы. Горные ландшафты и их компоненты очень чувствительны к изменениям климата. Оценка изменчивости факторов их динамики является одной из важнейших географических задач современности. Для ее решения необходимо наличие длительных рядов инструментальных наблюдений. Но зачастую сеть метеорологических станций и гидрологических постов в труднодоступных горных регионах бывает редкой, а период инструментальных наблюдений не позволяет сделать надежные выводы о динамике гидротермических параметров. Ярким примером могут служить труднодоступные горные территории Внутренней Азии (Юго-Западная Тува, Северо-Западная Монголия), которые много лет служат объектом комплексных географических исследований Санкт-Петербургского Государственного университета (Геоэкология горных котловин, 1992; Горный массив Монгун-Тайга, 2012; Горы и люди, 2010). Регион характеризуется развитием континентального и резкоконтинентального климатов, наличием относительно крупных водно-ледниковых бассейнов и фрагментарно выраженным лесным поясом.
Одним из косвенных методов оценки природных условий в прошлом является
дендрохронологический метод. Древесные сообщества во внутриконтинентальных горах
произрастают в экстремальных условиях и отличаются большой степенью
чувствительности даже к незначительным изменениям климатических факторов, относительно невелико антропогенное влияние. Организация базы дендрохронологических геоданных и анализ факторов, лимитирующих прирост древесных колец, дает возможность проследить длительную историю пространственно-временной изменчивости различных ландшафтных компонентов в условиях сложного горного рельефа и мозаичности климатических условий, а также дать прогноз будущих изменений.
Целью работы является ретроспективная дендроиндикация гидротермических
характеристик горных ландшафтов Юго-Западной Тувы и Северо-Западной Монголии для
выявления длительновременных тенденций их изменчивости и колебаний с
внутривековыми периодами.
Для выполнения поставленной цели в ходе работы решались следующие задачи: 1. Заложить пробные площадки для отбора древесных образцов (кернов) на верхнем и нижнем пределах произрастания лесной растительности в районах с фрагментарным распространением среднегорных лесов на юго-западе Тувы и северо-западе Монголии.
2. Построить локальные древесно-кольцевые хронологии по ширине годичных колец для
каждой пробной площадки, после обработки полученных древесных кернов, для выявления
пространственно-временных закономерностей изменений радиальных приростов деревьев.
3. Построить древесно-кольцевые хронологии по ширине годичных колец,
репрезентативные на региональном уровне, согласно результатам, полученным при
решении второй задачи.
4. Выявить связи между региональными рядами приростов годичных колец и
инструментальными данными по имеющимся в регионе метеорологическим станциям и
гидрологическим постам и на основании полученных результатов построить
соответствующие реконструкции гидротермических параметров.
5. Выявить длительновременные тенденции изменчивости гидротермических параметров, а
также циклические колебания с внутривековыми периодами по полученным
реконструкциям.
Личный вклад автора состоит в сборе фактического материала в ходе полевых исследований 2012–2014 гг., лабораторной обработке древесных образцов, измерении ширины годичных колец, построении древесно-кольцевых хронологий, проведении дендроклиматического и дендрогидрологического анализов, построении реконструкций гидротермических параметров и анализе их длительной динамики, в исследовании циклической структуры рядов приростов древесных колец и ее интерпретации.
Научная новизна исследования заключается в том, что впервые был проведен пространственно-временной анализ динамики приростов древесных колец как по различным высотным уровням, так и между районами Юго-Западной Тувы и СевероЗападной Монголии. Построены региональные древесно-кольцевые хронологии по верхней части среднегорных лесных массивов Юго-Западной Тувы и Северо-Западной Монголии (UTL) и по нижней части среднегорных лесных массивов Северо-Западной Монголии (LTL). Установлены статистически значимые связи между региональными хронологиями и температурами первой половины вегетационного периода (июнь-июль), а также с речным стоком в мае-июне, т.е. от периода снеготаяния и до начала вегетации. На основе хронологии UTL получена региональная реконструкция температуры воздуха июня-июля с 1715 г. Также впервые выполнена реконструкция стока мая-июня р. Буянт (Монголия) с 1474 г. на основе хронологии LTL. Проведена интерпретация 20–40-летних циклических колебаний приростов древесных колец.
Практическая значимость полученных результатов заключается в том, что построенные длительновременные реконструкции гидротермических параметров по древесно-кольцевым хронологиям являются надежным косвенным источником информации о динамике климата. Тщательный анализ циклических колебаний позволяет делать прогноз в изменении температуры воздуха июня-июля и расходов воды мая-июня бассейна внутреннего стока р. Ховд на ближайшие десятилетия. Данные результаты будут иметь значимость для отдельных отраслей народного хозяйства (для сельского и лесного хозяйств, водопользования), поскольку любое изменение климата неизбежно отражается на остальных компонентах ландшафта.
На защиту выносятся следующие положения:
1.Реконструкция температуры воздуха июня-июля, выполненная по
дендрохронологическим данным, показывает, что в Юго-Западной Туве и Северо-Западной Монголии в 18 в. и вплоть до 1880-х гг. температуры воздуха были ниже современных на 0,6С, что отражает условия окончания Малой ледниковой эпохи. В 20–21 вв. изменение температур июня-июля носит колебательный характер, статистически значимого тренда не наблюдается.
2.Во временных рядах реконструированных температур до 1880-х гг. выявлены колебания со средним периодом 35 лет. После этого временного рубежа и до наших дней средний период колебаний температур воздуха июня-июля составил 25 лет.
3.Реконструкция речного стока мая-июня, выполненная по дендрохронологическим данным, показывает, что в Северо-Западной Монголии сток в 16–19 вв. был на 15% ниже, по сравнению с 20 в., в 21 в. наблюдается тенденция к понижению стока. Выявлены циклические колебания длительностью от 30 до 45 лет.
Апробация работы. Результаты исследования были представлены на международных конференциях: «9th International Conference on Dendrochronology» (Мельбурн, 2014), «MAIRS Open Science Conference 2014» (Пекин, 2014), Международная конференция «Наука и общество» (Донецк, 2014), «Экосистемы Центральной Азии: исследования, сохранение, рациональное использование» (Улангом, 2014), «The Fourth International Asian Dendrochronological Conference on Climate Change and Tree Rings» (Катманду, 2015). По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в список ВАК России.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Список литературы включает 133 наименования, 28 из
Характеристика климата
Устойчивый снежный покров устанавливается с октября-ноября до начала апреля. Мощность снежного покрова невелика, количество твердых осадков определяется высотой склонов и длительностью холодного периода. Наибольшие мощности снежного покрова и наиболее длительное его залегание характерны для горных хребтов, в котловинах устойчивый снежный покров практически не образуется (Национальный Атлас Монгольской…, 1990). При этом, как отмечается в монографии «Горы и люди» (2010) мощность снега увеличивается с высотой только до 1800–2000 м, а выше этой отметки снова уменьшается вследствие ветрового переноса.
Резкоконтинентальный климат с четко выраженным летним максимумом осадков, выпадающих в высокогорной части массива преимущественно в твердом виде, длительная и малоснежная зима вызывают промерзание почвы. Поэтому в регионе широкое развитие имеют различные мерзлотные явления (пучение, солифлюкция, термокарст). Для высокогорья характерно глубокое сплошное (в наиболее приподнятых частях) и прерывистое многолетнее промерзание пород. Для среднегорья и низкогорья наиболее типичен островной характер промерзания (Горы и люди, 2010; Национальный Атлас Монгольской…, 1990; Шац, 1978).
Регион исследования характеризуется наличием центров современного оледенения, несмотря на резко-континентальные климатические условия. В настоящее время оледенение существует благодаря значительным абсолютным высотам отдельных хребтов, низким температурам воздуха, продолжительной зиме и короткому лету, высокой концентрации снега на подветренных северо-восточных склонах как следствие метелевого переноса и лавинного питания. Ледниковые массивы, в свою очередь, дают начало таким крупным рекам как Катунь и Ховд (рис. 5).
На Монгольском Алтае имеется несколько узлов оледенения: Табын-Богдо-Ола, Цаст-Ула, Мунх-Хайран и др. Наибольшим по площади центром оледенения в регионе является оледенение массива Табын-Богдо-Ола, первоисследователем которого был В.В. Сапожников (1949). На 2008–2010 гг. на территории монгольской части массива насчитывалось около 63 ледников. Крупнейшей является система ледников Потанина-Александры (36,9 км2) (Сыромятина и др., 2014).
В ледниковом узле Табын-Богдо-Ола берет начало р. Цаган-Ус (Белая Кобдо), в летнее время несущая большое количество взвешенных частиц. Вместе с рекой Хара-Салагийн-Гол (Черная Кобдо), несущей прозрачные воды (поскольку исток ее не связан с ледниками), они впадают в систему озер Хотон-Хурган, из которых вытекает одна из наиболее крупных рек Центрально-Азиатского бассейна – р. Ховд. Приняв многочисленные притоки (р. Цаган-Гол, р. Согоог-Гол, р. Сагсай-Гол, р. Буянт-Гол), р. Ховд впадает в систему озер Хара-Ус – Хар - Дургэн (Лимнология и палеолимнология Монголии, 1994).
Значительными являются ледники Горного Алтая. Крупнейшие ледники принадлежат Катунскому хребту: Большой и Малый Берельские ледники, ледник Менсу, Аккемский, Мошту-Айры и Геблера. Именно с ледника Геблера берет начало основная река Горного Алтая - р. Катунь с многочисленными притоками (левыми – р. Кокса, р. Урсул, р. Сема, р. Каменка и правыми - р. Мульта, р. Кучерла, р. Аргут, р. Чуя, р. Сумульта, р. Иша). При слиянии Катуни с р. Бия образуется р. Обь.
Вторым по площади оледенения в Горном Алтае является Южно-Чуйский хребет (Большой Талдуринский ледник, Софийский, Ядринцева и др.). На Северо-Чуйском хребте расположены ледники Большой Маашей, Левый и Правый Актру.
На территории массива Монгун-Тайга в Юго-Западной Туве на 2010 г. насчитывается 32 ледника суммарной площадью 20,3 км2. Характерно преобладание малых ледников (площадью менее 1 км2) склонового, висячего и карового типов. Тем не менее, основной вклад в общую площадь оледенения массива вносят долинные ледники. Оледенение массива Монгун-Тайга в основном приурочено к северо-восточным склонам, где выгодно сочетаются малое количество инсоляции и питание за счет метелевого переноса, поскольку эти склоны являются подветренными. Кроме того, главный водораздел массива в самой высокой его части вытянут с северо-запада на юго-восток, что определяет ориентировку самых крупных ледников массива – Восточный Мугур и Селиверстова. С точки зрения морфологического строения, это сложно-долинные многоярусные ледники комплекса куполовидной вершины (Горный массив Монгун-Тайга, 2012).
В ледниковых долинах массива с его северной стороны начинается р. Каргы и ее притоки, впадающие в оз. Урэг. С юго-восточной стороны протекает крупнейшая река массива – р. Моген-Бурен (Бух-Мурэн), берущая начало из озера Хиндиктык-Коль, которая вместе с притоками и более мелкими реками, стекающими с ледников Монгун-Тайги, впадает в западно-монгольское озеро Ачит.
Большинство рек Тувы относятся к бассейну Енисея (Улуг-Хема), который образуется при слиянии рек Большой Енисей (Бий-Хем) и Малый Енисей (Ка-Хем). Вблизи северной границы республики Тыва в Енисей впадает крупный приток – р. Хемчик (со своими притоками Барлык, Чиргакы, Шеми, Чадан, а также Алаш и Ак-Суг), берущий свое начало на северо-восточном склоне хребта Шапшальского.
Дендрохронологический анализ радиального прироста лиственницы сибирской
Согласно рассчитанным показателям все локальные хронологии являются достаточно чувствительными к изменениям внешних факторов среды. Однако значения EPS показывают, что 4 локальные хронологии (RVR_n, TAL_n, KOG_c, HOT_n) не могут служить объектами дендроклиматического анализа (выделены жирным шрифтом).
Низкие показатели локальной хронологии KOG_c подтверждают ее непригодность к дальнейшему использованию. А непригодность хронологий RVR_n, TAL_n и HOT_n может быть вызвана недостаточным количеством образцов или же нарушением принципа выбора места сбора образцов. Данные участки расположены в нижних частях лесных массивов, в непосредственной близости к реке или озеру. Вследствие этого данные хронологии из дальнейшего анализа исключаются.
В локальных древесно-кольцевых хронологиях, испытывающих влияние сходного комплекса природных условий, изменчивость индексов прироста должна быть синхронной. В связи с этим возникает возможность регионального обобщения таких древесно-кольцевых рядов. Кроме того, в процессе обобщения хронологий снижается влияние случайных факторов прироста, благодаря чему можно проследить общий климатический сигнал.
Для выполнения поставленной задачи был использован метод главных компонент (Айвазян и др., 1989; Peters et al., 1981). Поскольку в дальнейшем планируется проведение реконструкций на основе составных древесно-кольцевых хронологий, связь между рядами должна быть устойчива во времени, иначе можно не соблюсти принцип актуализма (Магда, 2003). Поэтому связь между рядами рассматривалась не только за весь имеющийся период времени, но и на отдельных 50-летних периодах (со сдвигом 25 лет). Хронологии признавались возможными к объединению в том случае, когда на каждом отдельном 50-летнем периоде большая часть изменчивость прироста описывалась одной компонентой (при собственном значении 1) с факторными нагрузками более 0,5. Дополнительно была проведена оценка циклических колебаний в локальных хронологиях (Приложение 1).
Все тувинские хронологии демонстрируют относительно устойчивую во времени связь, кроме AKH_n, которая, по-видимому, отражает в большей степени локальные условия, в связи с чем, в дальнейший анализ она не включается. Границы выделенных циклов по минимумам приростов в тувинских хронологиях, в большинстве случаев, совпадают или отличаются на незначительное количество лет. Существенно циклическая структура отличается только у хронологии AKH_n. Очевидно, что на Юго-Западе Тувы, где разница высот между верхним (2300 м) и нижним (2100 м) пределами распространения лесной растительности составляет в среднем 200 м, прирост древесины лимитируется общим фактором. Т.е. в данном случае нижняя граница лесного массива не является климатической и условия произрастания деревьев являются сходными с теми, в которых произрастают деревья на верхней границе.
Анализ пространственно-временных закономерностей монгольских хронологий показал, что в данном случае объединение хронологий должно проводиться по высотным поясам. В данном случае, разница высот между верхним (2500 м) и нижним (2100) пределами распространения лесной растительности составляет в среднем 400 м. Условия формирования прироста на верхней границе леса отражают хронологии EZA, ZAG, HOT_v и NHO_v. Данные хронологии хорошо согласуются с тувинскими, в том числе у них сходна и циклической структура. Все эти хронологии были объединены в одну региональную древесно-кольцевую хронологию UTL (upper tree-line), отражающую изменчивость прироста лиственницы сибирской, произрастающей в верхней части среднегорных лесных массивов Юго-Западной Тувы и Северо-Западной Монголии (коэффициент межсерийной корреляции составил 0,4; первая главная компонента описывает 43% изменчивости за общий период 1715–2014 гг.).
Также получена хронология LTL (lower tree-line), отражающая изменчивость прироста лиственницы сибирской, произрастающей в нижней части среднегорных лесных массивов Северо-Западной Монголии. В ее состав вошли хронологии KOG_n, MOG_n, AX, XN, KG, DN (коэффициент межсерийной корреляции составил 0,3; первая главная компонента описывает 42% изменчивости за общий период 1474–2014 гг.). Важно отметить, что циклическая структура данных хронологий существенно отличается от хронологий по верхней границе леса.
Связь хронологий KOG_v, MOG_v и KOB_v с другими локальными хронологиями не устойчива во времени. Интересен тот факт, что усиление связи данных рядов с хронологиями по нижней границе леса происходит в 20 в. Структура цикличности данных рядов в 20 в. также полностью сходна с цикличностью рядов по нижней границе. А в период 18–19 вв. связь этих хронологий усиливается с хронологиями во верхней границе леса. Границы циклов в приросте, при этом, совпадают с границами циклов по верхней границе леса. Вероятно, в данном случае имела место смена лимитирующих факторов или же сказывается влияние нескольких факторов одновременно, которые в те или иные периоды усиливаются или ослабевают. Подобное явление описывалось в работах по Центральной Монголии (Овчинников и др., 2006) и Южной Сибири (Магда, 2003). Построение реконструкций по данным локальным хронологиям может быть некорректным, поэтому в состав региональных хронологий они не включаются.
Прежде, чем проводить анализ динамики прироста полученных региональных хронологий, необходимо устранить статистическую неоднородность рядов LTL и UTL, которая возникает вследствие того, что при обобщении используются хронологии разного возраста. Т.е. на разных временных отрезках хронологии среднее значение индексов прироста высчитывается из неодинакового количества составляющих ее рядов. Наполненность хронологий UTL и LTL локальными хронологиями легко проследить по графикам на рис. 2.5.
Анализ связи гидрологических параметров с приростом древесных колец
Таким образом, полученная реконструкция свидетельствует, что период Малой ледниковой эпохи с 16–19 вв. характеризовался засушливыми условиями в исследуемом регионе, а дальнейшее потепление сопровождалось увеличением увлажненности. В 16–19 вв. уровни расходов воды в 16–19 вв. были понижены на 15% по сравнению с 20 в. Полученные результаты не противоречат работе N.K. Davi et al. (2009), в которой был реконструирован индекс сухости Палмера (PDSI – Palmer Drougтh Severiтy Index Reconsтrucтion) за июнь-сентябрь на основе части набора древесно-кольцевых хронологий, используемых и в настоящей работе (хронологии AX, XN, KG, см. Главу 2). Авторы проводили сравнение полученной реконструкции с другой реконструкцией индекса сухости Палмера за апрель-июнь c 1675–2002, построенной на основе дендрохронологической информации для Центрального Тянь-Шаня (Северо-Запад Китая) (Li et al., 2006). Реконструкции показали достаточно хорошую корреляцию (r=0,3), а также согласованность в общих климатических тенденциях (аридизация в Малый ледниковый период и последующее увеличение увлажненности).
Ранее для территории Монголии уже проводились реконструкции стока р. Селенга c 1637– 1997 за апрель-октябрь (Davi et al., 2006), р. Керулен c 1630–2007 за август предыдущего года по июль текущего (Pederson et al., 2001; Davi et al., 2013) и р. Ерее с 1680–2001 за май-сентябрь (Pederson et al. 2012). Все три реконструкции схожи в том, что 20 в., в целом, был влажнее, по сравнению с предыдущими столетиями. Однако наблюдаются и региональные различия: тренд к увеличению влажности в 20 в. наиболее характерен для Западной Монголии, нежели для Восточной. Данный факт согласуется с результатами уже упомянутого исследования N. Davi et al. (2009) на крайнем западе Монголии, а также с результатами настоящего исследования.
Для Алтае-Саянского региона в исследовании O.V. Sidorova et al. (2011) получена хронология изменения содержания стабильных изотопов 18О в древесных кольцах с 1779–2007, которая отражает изменение осадков июля. Сравнение с реконструкцией годового количества осадков по донным отложениям Телецкого озера (Kalugin et al., 2007) показало хорошее соответствие между ними. Оба ряда характеризуются трендом к увеличению количества осадков с середины 19 в. Инструментальные наблюдения по данным метеостанции Барнаул также фиксируют увеличение годового количества осадков с середины 19 в. к началу 20 в. (Харламова, 2013).
Результаты палинологических исследований, проводившихся в межгорных впадинах Тувы, свидетельствуют что период с 16–19 вв. характеризовался сильной аридизацией климата, которая сопровождалась угнетением древесной растительности и широким развитием сухих и опустыненных ценозов. Тогда как с конца 19 в. имеет место увеличение увлажненности, совместно с расширением ареалов древесных пород (Геоэкология горных котловин, 1992).
Можно заключить, что выявленные тенденции в изменении увлажнения хорошо согласуются с другими работами по Западной Монголии, крайнему Северо-Западу Китая, аридным районам Тувы, а также с некоторым сдвигом во временных рамках – по Русскому Алтаю.
Описание циклической структуры исходного древесно-кольцевого ряда было представлено в Главе 2 (раздел 2.5). В хронологии LTL колебания прироста с наибольшей амплитудой представляют собой колебания брикнеровского типа. Выделяются циклы длительностью от 30 до 45 лет. С 80-х гг. 19 века колебания также становятся несколько короче, чем в предшествующий период, однако данные изменения в структуре цикличности не так существенны, как в хронологии UTL. Границы циклов по минимумам приростов соответствуют 1475 – 1519 – 1560 – 1602 – 1646 – 1690 – 1728 – 1760 – 1799 – 1842 – 1886 – 1921 – 1951 – 1983 годам. Последний цикл, начавшийся в 1983 году, возможно, еще не завершен, поскольку, если проводить границу по минимуму в 2009 г., то продолжительность его составит 26 лет. Относительная устойчивость предшествующих циклов дает основание предположить, что основной минимум текущего цикла еще не наступил.
Для верификации выделенных колебаний в реконструированном ряде расхода воды, по данным древесно-кольцевой хронологии LТL, были использованы наиболее продолжительные по времени наблюдений данные гидрологических постов для бассейна реки Ховд (Ховд–Мянгад, Ховд–Баяннуур, Буянт–Дэлуун), для бассейна реки Енисей (Енисей-Базаиха, Енисей–Никитино, Енисей–Кызыл) и для бассейна реки Обь (Томь–Новокузнецк, Бия–Бийск, Обь–Барнаул). Данные гидрологических постов бассейнов рек Енисей и Обь взяты с гидрологической базы данных R-ArcticNET (A Regional, Hydrometeorological Data Network For the pan-Arctic Region. URL: http://www.r-arcticnet.sr.unh.edu/v4.0/main.html) (табл. 4.5).
При сравнении циклических колебаний в реконструкции расхода воды с непосредственными наблюдениями, рассчитаны средние значения расходов рек за май-июнь по бассейнам. При этом учитывалась теснота корреляционной связи (коэффициент корреляции 0,4), и схожесть в циклической структуре.
Изменчивость гидрологических данных в пространстве не так устойчива, как изменчивость температур воздуха. Реконструированные расходы воды за май-июнь коррелируют только с расходами воды рек бассейна Ховда. С расходами воды рек бассейнов Оби и Енисея статистически значимой связи не обнаружено, при этом между непосредственными значениями расходов рек Оби и Енисея корреляционная связь достаточно высокая. Это дает основания предположить, что выявленные внутривековые колебания в реконструкции стока характерны только для территории Северо-Западной Монголии (табл. 4.5).
Анализ связи гидрологических параметров с приростом древесных колец
Для обнаружения взаимосвязи между климатическими параметрами и приростом в программе SТAТISТICA рассчитывались коэффициенты корреляции между индексами прироста хронологии LТL и среднемесячными значениями температуры и месячных сумм осадков за период, в течение которого возможно влияние климатических факторов на прирост (с сентября предыдущего года по август текущего) по данным следующих метеостанций: Ак-Кем, Кара-Тюрек, Кош-Агач, Мугур-Аксы, Кызыл, Сарыг-Сеп, Эрзин, Туран, Тээли, Тоора-Хем, Улгий, Ялалт, Ховд. Все рассчитанные значения коэффициентов корреляции представлены в табл. 4.1, 4.2.
Для выявления связи между приростом и гидрологическими параметрами рассчитывались коэффициенты корреляции между приростом и среднемесячными значениями расходов воды, измеренными на следующих гидрологических постах: Чаган–Кызыл-Маны, Шагонар–Арыскан, Элегест–Хову-Аксы, Ховд–Улгий, Ховд–Баяннуур, Ховд–Мянгад, Буянт–Дэлуун, Буянт–Ховд, Сагсай–Буянт, Согоог–Улаанхус (См. Главу 1, рис. 1.5). Все полученные значения представлены в табл. 4.3.
Рассмотрим зависимости между стоком, приростом и климатическими параметрами отдельно по гидрологическим бассейнам так, как это было сделано в Главе 3 (раздел 3.1.2.).
Бассейн р. Обь. Между индексами прироста хронологии LТL и расходами воды по данным г/п Чаган–Кызыл-Маны статистической связи не наблюдается.
Бассейн р. Енисей. Найдена корреляционная связь прироста с расходами воды по г/п Шагонар–Арыскан с сентября предыдущего года по февраль текущего (r=0,4–0,5), в апреле (r=0,6). В некоторых случаях между расходами воды в эти месяцы и осадками мая-июля наблюдается статистически значимая корреляционная связь (r=0,4–0,5), что, возможно, косвенно говорит о лимитирующем значении осадков при формировании прироста, при чем это может быть влияние осадков как текущего, так и предшествующего лета. Вместе с тем, с расходами воды по г/п Элегест–Хову-Аксы статистической связи не наблюдается. В Главе 3 (раздел 3.1.2) был проведен корреляционный анализ между значениями расходов воды по данным всех гидропостов между собой за период с мая по сентябрь, когда сток на реках региона наибольший. За этот период между данными гидропостов на р. Элегест и Шагонар наблюдается высокая корреляция (r=0,7), тогда как за остальной период года (с октября по апрель) корреляционной связи нет. Вероятнее всего, это связано с различной площадью водосборных бассейнов и соответственно с площадью промерзания данных рек. Те есть, связь прироста с расходами воды по г/п Шагонар–Арыскан может быть и случайной.
Бассейн р. Ховд. Между приростом и расходами воды, измеренными на гидрологических постах рек бассейна Ховда наблюдается более тесная корреляционная связь, нежели с данными рек бассейнов Оби и Енисея. Выявлена корреляция индексов прироста с расходами воды по данным г/п Ховд–Улгий с сентября предыдущего года по ноябрь предыдущего года (r=0,3–0,4), январь-март текущего года (r=0,3–0,5), а также за май (r=0,5). Связь прироста со стоком сентября-ноября предыдущего года может быть косвенным отражением влияния осадков июля предыдущего года на прирост, поскольку между расходами воды в сентябре-ноябре наблюдается положительная корреляция с осадками июля (r=0,3–0,5). Между стоком февраля-марта выявлена положительная корреляция с температурой января-февраля (r=0,3–0,4) и отрицательная – с осадками января-февраля (r=-0,3–-0,4). А сток в мае статистически связан с температурой в мае (r=0,6), при этом прирост с температурой в мае не имеет корреляции.
Статистически значимая корреляционная связь наблюдается между приростом и стоком в январе по данным г/п Ховд–Баяннуур (r=0,4) и в мае (r=0,5). Объяснить данную связь через климатическое влияние на сток не удалось.
Между индексами прироста существует положительная корреляционная связь с расходами воды по данным г/п Ховд–Мянгад за сентябрь-октябрь и декабрь предыдущего года (r=0,3). В эти месяцы выявлена статистическая связь стока с осадками июня-июля (r=0,4–0,5), что возможно также указывает на влияние летних осадков предыдущего года на прирост. Связь хронологии со стоком в январе-мае (r=0,3–0,6) не удалось объяснить из-за отсутствия статистической связи метеопараметров с расходами воды. Сток в июне положительно коррелирует с приростом (r=0,4) и отрицательно – с температурой воздуха апреля-мая. Сток в августе положительно коррелирует с приростом (r=0,3) и осадками июня-июля (r=0,3–0,4), а с температурой воздуха в мае и июле по данным метеостанции Улгий – отрицательно (r=-0,3). Таким образом, статистическая связь прироста со стоком по данным г/п Ховд–Мянгад косвенно указывает на влияние летних осадков предшествующего и текущего года на прирост.
Положительная корреляционная связь найдена между приростом и расходами воды по данным г/п Буянт–Дэлуун за май-июль (r=0,3–0,6). Влияния метеорологических параметров на сток в мае не выявлено, в июне наблюдается отрицательная корреляция стока с температурой воздуха апреля-мая (r=-0,4–-0,5) и положительная с осадками июня (r=0,4), а в июле наблюдается отрицательная корреляция с температурой воздуха мая-июля (r=-0,4–-0,6) и положительная – с осадками июня-июля (r=0,3–0,5).
Между стоком по данным г/п Буянт–Ховд в декабре предыдущего года и январе текущего найдена корреляционная связь с индексами прироста (r=0,3). Сток в декабре статистически связан с температурой воздуха в мае (r=0,3–0,4) и июле (r=0,4), хотя эта связь может быть случайной, а также с осадками августа и декабря (0,4–0,5). Между данными г/п Сагсай–Буянт и приростом корреляционной связи не выявлено. Сток по данным г/п Согоог–Уланхус в июне статистически положительно связан с индексами прироста (r=0,4) и отрицательно – с температурой воздуха в мае (r=-0,4).
Выявленные связи между гидрологическими параметрами и хронологией LTL косвенно указывают на ведущее значение осадков июня-июля при формировании прироста колец на нижней границе леса. Подобные связи уже отмечались другими исследователями для нижней границы леса (Овчинников и др., 2006; Ойдупаа, 2007). Примечательно, что между приростом и температурой воздуха в указанные месяцы статистической связи не наблюдается, что позволяет с уверенностью утверждать, что прирост колец ни нижней границе леса не лимитируется температурой воздуха. В противном случае, это влияние было бы обнаружено так, как это было сделано при анализе факторов прироста на верхней границе леса.
Поскольку связь прироста с метеорологическими параметрами возможно установить лишь косвенно, построение реконструкций какого-либо из параметров невозможно. Однако высокие статистические связи между хронологией LТL и данными гидрологических постов Монголии позволяют построить на основе данной хронологии реконструкцию расхода воды, которая, с одной стороны позволит, с некоторым допущением, судить об изменении увлажнения территории, и с другой – не потерять значительную часть климатической информации.