Гадавыя кольцы дрэў даюць навукоўцам унікальную магчымасць зазірнуць у мінулае і аднавіць карціну прыродных з’яў, што адбываліся сотні і нават тысячы гадоў таму. Дэндрахранолагі, якія вывучаюць гадавыя кольцы, здольныя не толькі вызначыць узрост дрэва, але і расшыфраваць, якія ўмовы навакольнага асяроддзя ўплывалі на яго развіццё.
Як тлумачыў Зялёнаму парталу былы загадчык лабараторыі лясной экалогіі і дэндрахранологіі Інстытута эксперыментальнай батанікі НАН Максім Ермохін, дрэвы запісваюць у сваіх кольцах інфармацыю пра змены клімату, стыхійныя бедствы і нават глабальныя катастрофы.
«Калі паглядзець на спіл дрэва, можна заўважыць, што адны гадавыя кольцы шырокія, іншыя – вузкія, а дзе-нідзе можна ўбачыць і зарослыя галінкі або пашкоджанні», – адзначае даследчык. Гэтыя адрозненні нясуць у сабе гісторыю ўмоў, у якіх расло дрэва.
Навошта нам глядзець на кольцы дрэў?
Аналізуючы серыі гадавых кольцаў розных дрэў, навукоўцы могуць рэканструяваць прыродныя працэсы, што адбываліся сотні гадоў таму.
«Гадавыя кольцы асабліва добра падыходзяць для даследавання кліматычных змен. Напрыклад, у залежнасці ад таго, дзе расло дрэва – на сухадоле, у балотах ці на пойме – яго кольцы будуць адлюстроўваць розныя параметры клімату», – тлумачыць Максім.
Апроч кліматычных з’яў, у гадавых кольцах можна знайсці сляды глабальных катаклізмаў. Адным з прыкладаў з’яўляюцца вулканічныя вывяржэнні.
«Калі адбываецца буйны выбух і вялікая колькасць рэчываў выкідваецца ў атмасферу, асабліва ў стратасферу, гэта можа прывесці да змяншэння колькасці сонечнага святла, што таксама адлюстроўваецца ў гадавых кольцах. Яны выдатна фіксуюць і пажары, якія адбываліся ў тым месцы, дзе расце дрэва», – адзначае даследчык.
Калі пажар праходзіць праз лес, многія дрэвы выжываюць, але на іх ствалах застаюцца пашкоджанні, якія адбіваюцца ў кольцах. Такім чынам, вывучаючы спілы дрэў, можна не толькі вызначыць, калі адбываліся пажары, але і ацаніць іх маштаб і частату. Для некаторых рэгіёнаў свету, асабліва горных, важнай інфармацыяй, якую вучоныя атрымліваюць з гадавых кольцаў, могуць стаць дадзеныя пра лавіны і дынаміку ледавікоў.
«Лавіны наносяць сур’ёзныя пашкоджанні дрэвам, і гэтыя пашкоджанні захоўваюцца ў гадавых кольцах», – тлумачыць навуковец.
Фактычна, дрэвы вядуць своеасаблівы «дзённік» усіх прыродных з’яў, што адбываліся вакол іх. І хоць чалавек не мог зафіксаваць, напрыклад, стыхійнае бедства тысячу гадоў таму, сёння навукоўцы могуць аднавіць яго гісторыю дзякуючы дэндрахраналогіі.
Адной з галоўных пераваг дэндрахраналогіі з’яўляецца яе дакладнасць
«Гадавыя кольцы дазваляюць рабіць рэканструкцыі з дакладнасцю да аднаго года, чаго не могуць забяспечыць іншыя метады.
Для параўнання, іншыя навуковыя метады, такія як аналіз ледавіковых кернаў або каралаў, не могуць даць такую дакладнасць. Калі мы маем магчымасць назваць дакладны год, напрыклад, што дрэва было ссечана ў 997-м годзе, то гэта сапраўды ўражвае», – дадае навуковец.
Сёння ў Еўропе ўжо пабудавана храналогія гадавых кольцаў, якая ахоплівае больш за 12 тысяч гадоў, а ў суседніх Польшчы і Літве ўжо даўно пабудаваны шматвекавыя храналогіі.
Раней у Беларусі не існавала адзінай дэндрахраналагічнай базы, таму праца ішла павольна. Максім з калегамі пачалі збіраць археалагічную і гістарычную драўніну ў 2008 годзе, і толькі праз дзесяць гадоў ім удалося аб’яднаць усе кавалкі ў адзіную храналогію. «Заходняя частка Беларусі добра супадае з польскімі ці літоўскімі ўзорамі, але чым далей на ўсход, тым большая неабходнасць ствараць уласную базу дадзеных», – адзначае навуковец.
Для пабудовы працяглай храналогіі дэндролагі выкарыстоўваюць некалькі крыніц. У першую чаргу – гэта жывыя дрэвы. Аднак іх узрост абмежаваны.
Ад жывых дрэў да старажытных пабудоў: як будуюць храналогію
Адна з асноўных складанасцей дэндрахраналогіі ў Беларусі – гэта недахоп старажытных лясоў.
Тым не менш, у некаторых месцах усё яшчэ можна сустрэць сосны ва ўзросце 200–250 гадоў. Такія дрэвы захаваліся, напрыклад, у Белавежскай пушчы і ў Бярэзінскім запаведніку, або на балотах. Аднак у рэгіёнах з актыўнай лясной гаспадаркай старажытныя дрэвы сустракаюцца значна радзей.
Каб пашырыць храналогію і заглянуць далей у мінулае, навукоўцы выкарыстоўваюць не толькі жывыя дрэвы, але і драўніну з гістарычных пабудоў. Спачатку бяруцца ўзоры з сучасных дрэў, напрыклад, да 1 800 года. Пры гэтым дрэвы не высечваюцца – навукоўцы выкарыстоўваюць метад карэння, калі са ствала вымаюць невялікі ўзор гадавых кольцаў. «Гэта як узяць аналіз крыві ў чалавека, нічога страшнага для дрэва няма», – жартуе даследчык.
Далей вучоныя шукаюць пабудовы 19 стагоддзя, зробленыя з такіх жа парод драўніны, як і жывыя дрэвы.
«Мы павінны выкарыстоўваць драўніну з таго ж рэгіёну, каб храналогія была дакладнай. Потым гадавыя кольцы жывых дрэў і драўляных пабудоў накладваюцца адно на адно, утвараючы бесперапынную серыю. Калі мы знаходзім драўніну з будынка 19 стагоддзя, то атрымліваем дадатковы адрэзак мінулага. Гэтак крок за крокам можна вандраваць у мінулае», – кажа даследчык.
Звычайна найбольш старажытную драўніну можна знайсці ў цэрквах і касцёлах.
«Найстарэйшая пабудова, якую нам удалося датавать, – гэта Спаса-Прэабражэнская царква ў Полацку. Даследаванне паказала, што дубы для яе будаўніцтва былі зрублены ў 1124–1137-х гадах», - кажа Максім.
Самая халодная зіма ў Беларусі была ў 1940 годзе
Гадавыя кольцы могуць расказаць не толькі пра ўзрост дрэва, але і пра экстрэмальныя кліматычныя падзеі.
Адна з найбольш значных анамалій за апошнюю тысячу гадоў – гэта зіма 1939-1940 года, калі тэмпературы паветра падалі ніжэй 40 °С.
Пасля яе рост дрэў значна запаволіўся, а затым яшчэ дадалася і засушлівае лета, што добра бачна па вельмі вузкіх гадавых кольцах. «Калі зіма халодная, дрэва пачынае вегетацыю значна пазней, таму гадавое кальцо атрымліваецца вузкім», – тлумачыць навуковец.
Даследаванні паказваюць, што ў Беларусі галоўнымі фактарамі, якія ўплываюць на шырыню гадавых кольцаў хвойных парод, з’яўляюцца зімовыя і ранневясновыя тэмпературы. Летнія засухі таксама маюць значэнне, але найбольшая сувязь назіраецца менавіта з тэмпературай ранняй вясны і зімы.
Адзін з нечаканых фактараў, які ўплывае на шырыню гадавых кольцаў, – гэта фотасінтэз зімой. Пры тэмпературы да -4 °C сосны і елкі могуць працягваць паглынаць святло і запасаць пажыўныя рэчывы, якія могуць быць выкарыстаныя вясной.
«Хвойныя пароды, у адрозненне ад лістападных, захоўваюць хвою на працягу ўсяго года і могуць фотасінтэзаваць нават пры слаба адмоўных тэмпературах. Калі зіма цёплая, асабліва з частымі адлігамі, дрэвы не ўваходзяць у глыбокі стан спакою, а працягваюць хаця б мінімальна фотасінтэзаваць», – адзначае навуковец. Гэта дазваляе ім захаваць рэсурсы, якія пасля ідуць на рост у новым сезоне.
Аднак калі зіма суровая, працэс фотасінтэзу спыняецца, і вясной дрэвы пачынаюць рост без дадатковага рэсурснага «багажу». У выніку гадавое кальцо атрымліваецца значна вузейшым.
Лістападныя пароды, такія як бяроза, вольха або дуб, не маюць такога механізму. «Калі дрэва скідае лісце, яно губляе магчымасць фотасінтэзаваць узімку», – кажа Максім Ермохін. Таму аналіз шырыні гадавых кольцаў хвойных парод дае больш дакладную карціну зімовых тэмператур і ўмоў росту.
Дэндрахраналогія і кліматычныя прагнозы на будучыню
На падставе аналізу гадавых кольцаў навукоўцы могуць не толькі вывучаць мінулы клімат, але і прагназаваць, як будуць мяняцца беларускія лясы ў будучыні.
«Мы ведаем, як клімат уплывае на шырыню гадавых кольцаў, а гэта значыць, што можам ацаніць, якія пароды будуць лепш адаптаваныя да новых умоў», – тлумачыць навуковец.
Ужо ў 2010 годзе была распрацавана першая стратэгія адаптацыі лясной гаспадаркі Беларусі да кліматычных зменаў, у якой былі выкарыстаны дадзеныя дэндрахраналогіі.
«Асноўнае пытанне – якія пароды садзіць у будучыні?
Калі клімат стане цяплейшым і сушэйшым, звычайная елка, напрыклад, не зможа выжываць так, як раней. Аднак рашэнні, што прымаюцца на дзяржаўным узроўні, часам выклікаюць пытанні. Міністэрства лясной гаспадаркі пачало разглядаць ідэю высаджвання бука і піхты, але для мяне гэта выглядае спрэчна», – кажа навуковец.
Гэтыя пароды сапраўды любяць цяпло, але яны вельмі патрабавальныя да вільгаці. «Калі летам будзе засушліва, што тады рабіць з гэтым букам?» – задаецца пытаннем даследчык і прапануе рабіць стаўку на мясцовыя віды, якія ўжо гістарычна прыстасаваныя да беларускага клімату. «Напрыклад, дуб – гэта выдатны выбар», – адзначае ён.
Пры гэтым можна звярнуць увагу на абодва яго родныя віды, якія растуць у Беларусі: дуб скальны – які зараз сустракаецца толькі на самым захадзе Беларусі і лепш адаптаваны да засух; і дуб чарашчаты – традыцыйны від, які расце па ўсёй краіне.
«Гэтыя дубы могуць нават ствараць гібрыды, што можа даваць ім дадатковую ўстойлівасць», – кажа даследчык.
Але, канешне, нягледзячы на тое, што дуб добра пераносіць засуху, у лясной гаспадарцы яго выкарыстанне застаецца складаным. Ён расце значна павольней, і першыя 10–15 гадоў за ім патрэбны пільны догляд. У адрозненне ад елкі, для якой дастаткова некалькі разоў зрабіць асвятленне, і яна будзе расці далей.
Аднак у доўгатэрміновай перспектыве дубовыя лясы могуць стаць больш устойлівымі да кліматычных змен. Іх трэба не толькі актыўна садзіць, але і абараняць, каб захаваць каштоўныя экалагічныя тэрыторыі.
700-гадовыя дубы – гэта міф
Шматлікія крыніцы сцвярджаюць, што некаторыя беларускія дубы могуць дасягаць узросту 700-800 гадоў, але, як тлумачыць навуковец, гэтыя дадзеныя не падмацаваныя навуковымі даследаваннямі.
«Максімальны зафіксаваны ўзрост дуба ў Беларусі – каля 400 гадоў. А ўсе гэтыя шыльды пра 700-800 гадоў… Гэта, хутчэй, фальклёр. Я нават пра гэта жартую, што на плоце таксама шмат чаго напісана. Пры прысваенні статусу прыроднага помніка ўзрост часта ацэньваўся на вока, прычым з улікам гістарычных легенд. Мог нехта сказаць, што пад гэтым дубам нейкі вядомы ваяр адпачываў, і вось ужо яму “даюць” 800 гадоў», – іранічна заўважае даследчык.
Праблема вызначэння дакладнага ўзросту старых дрэў у тым, што яны з часам становяцца пустымі знутры. Гніль і пашкоджанні прыводзяць да страты значнай часткі кольцаў, таму дакладна вызначыць іх узрост становіцца немагчыма. Аднак нават калі дрэва вялікае, гэта не азначае, што яно старажытнае. Максім прыводзіць у прыклад вядомы Сцелмужскі дуб у Літве, якому прыпісваюць ад 1 000 да нават 2 000 гадоў.
«Аднак калі паразмаўляць з дэндрахранолагамі, яны лічаць, што гэта, хутчэй за ўсё, не адно дрэва, а некалькі дубоў, якія зрасліся разам. Такія гістарычныя памылкі часта звязаныя з легендамі і турыстычным інтарэсам. Для турыстаў гэта прыгожа – мець 700-гадовы дуб. Але калі правесці навуковы аналіз, лічбы могуць быць зусім іншымі», – падкрэслівае ён.