Formation of Frost Damages in Coniferous Trees in Different Climatic Periods on the Polar Ural Mountains
Frequency of recurrence, intensity and spatio-temporal distribution of frost damage in larch and spruce growing on the same southwest exposed slope at the upper tree-line and at the bottom of the mountain valley in the Polar Ural Mountains were studied with aim to reveal the dynamics of their format...
Published in: | Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya |
---|---|
Main Authors: | , |
Other Authors: | , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | Russian |
Published: |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya
2018
|
Subjects: | |
Online Access: | https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/787 https://doi.org/10.1134/S2587556618060055 |
id |
ftjiransg:oai:oai.sergeogr.elpub.ru:article/787 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya |
op_collection_id |
ftjiransg |
language |
Russian |
topic |
frost damage Polar Urals larch spruce frost tree-ring chronologies морозобойные повреждения Полярный Урал лиственница ель заморозки древесно-кольцевые хронологии |
spellingShingle |
frost damage Polar Urals larch spruce frost tree-ring chronologies морозобойные повреждения Полярный Урал лиственница ель заморозки древесно-кольцевые хронологии M. Gurskaya A. М. Гурская А. Formation of Frost Damages in Coniferous Trees in Different Climatic Periods on the Polar Ural Mountains |
topic_facet |
frost damage Polar Urals larch spruce frost tree-ring chronologies морозобойные повреждения Полярный Урал лиственница ель заморозки древесно-кольцевые хронологии |
description |
Frequency of recurrence, intensity and spatio-temporal distribution of frost damage in larch and spruce growing on the same southwest exposed slope at the upper tree-line and at the bottom of the mountain valley in the Polar Ural Mountains were studied with aim to reveal the dynamics of their formation in different climatic periods over the last 100 years. At the upper tree-line damages form more often in larch than in spruce, but at the bottom of the valley, on the contrary, damages form two-three times less frequently in larch than in spruce in the same climatic periods. The high frequency of damage formation in early wood is confined with warm climatic periods with early start of vegetation and low May snow depth. The most extreme years have been identified, when a large number of trees are damaged. The difference in frequency of frost damage formation with West Siberian has shown. Risk of a damage of coniferous trees by late spring frosts due to recent climate changes in the Polar Urals is increased. В горах Полярного Урала изучены частота повторяемости, интенсивность и пространственно-временное распределение морозобойных повреждений у ели и лиственницы, произрастающих в пределах одного склона юго-западной экспозиции на верхней границе распространения деревьев и на дне горной долины, с целью выявить пространственно-временную динамику их формирования в различные климатические периоды за последние 100 лет. На верхней границе леса повреждения формируются чаще у лиственницы по сравнению с елью, а на дне горной долины у лиственницы, напротив, повреждения формируются в два-три раза реже, чем у ели в одни и те же климатические периоды. Высокая частота формирования повреждений в ранней древесине хвойных приурочена к теплым климатическим периодам с ранним началом вегетации и небольшой высотой снега в мае. Выявлены наиболее экстремальные годы, когда повреждается большое количество деревьев, показано отличие от местообитаний, расположенных в Западной Сибири. Существует повышенный риск повреждений хвойных деревьев поздними весенними заморозками в связи с недавними изменениями климата на Полярном Урале. |
author2 |
The author is grateful to V.S. Mazepa for valuable advices. This work was partly supported by the Russian Foundation for Basic Research, projects no. 14-04-91356 and 15-04-04933 and the program of the UrB RAS no. 15-2-4-22. Автор благодарит В.С. Мазепу за ценные советы при написании рукописи. Работа выполнена при частичной поддержке грантов РФФИ № 14-04-91356 и 15-04-04933 и программы УрО РАН № 15-2-4-22. |
format |
Article in Journal/Newspaper |
author |
M. Gurskaya A. М. Гурская А. |
author_facet |
M. Gurskaya A. М. Гурская А. |
author_sort |
M. Gurskaya A. |
title |
Formation of Frost Damages in Coniferous Trees in Different Climatic Periods on the Polar Ural Mountains |
title_short |
Formation of Frost Damages in Coniferous Trees in Different Climatic Periods on the Polar Ural Mountains |
title_full |
Formation of Frost Damages in Coniferous Trees in Different Climatic Periods on the Polar Ural Mountains |
title_fullStr |
Formation of Frost Damages in Coniferous Trees in Different Climatic Periods on the Polar Ural Mountains |
title_full_unstemmed |
Formation of Frost Damages in Coniferous Trees in Different Climatic Periods on the Polar Ural Mountains |
title_sort |
formation of frost damages in coniferous trees in different climatic periods on the polar ural mountains |
publisher |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya |
publishDate |
2018 |
url |
https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/787 https://doi.org/10.1134/S2587556618060055 |
genre |
Arctic Sibirica ural mountains Полярный Урал |
genre_facet |
Arctic Sibirica ural mountains Полярный Урал |
op_source |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya; № 6 (2018); 70-80 Известия Российской академии наук. Серия географическая; № 6 (2018); 70-80 2658-6975 2587-5566 |
op_relation |
https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/787/581 https://izvestia.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/787/539 Барри Р.Г. Погода и климат в горах. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 312 с. Ваганов Е.А., Шиятов С.Г., Мазепа В.С. Дендроклиматические исследования в Урало-Сибирской Субарктике // Новосибирск: СО РАН, 1996. 246 с. Гольцберг И.А. Агроклиматическая характеристика заморозков в СССР и методы борьбы с ними. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 217 с. Гурская М.А., Шиятов С.Г. Распределение морозобойных колец в древесине хвойных деревьев // Экология. 2006. № 1. С. 1–8. Климат России / ред. Н.В. Кобышева. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. 655 с. Медведева М.А., Барталёв С.А., Лупян Е.А. и др. Возможности оценки момента наступления вегетационного сезона на основе спутниковых и метеорологических данных // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2008. № 5. С. 313–321. Раабен М.Е. Стратиграфия древних свит Полярного Урала // Стратиграфия и тектоническое строение северной оконечности Приполярного Урала. М.: ГИН АН СССР, 1959. 131 с. Урал и Приуралье: Природные условия и естественные ресурсы СССР // М.: Наука, 1968. 460 с. Хантемиров Р.М., Горланова Л.А., Шиятов С.Г. Патологические структуры в годичных кольцах можжевельника сибирского (Juniperus sibirica Burgsd.) и их использование для реконструкции экстремальных климатических событий // Экология. 2000. № 3. С. 185–192. Хромов С.П. Метеорология и климатология. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 456 с. Чудновский А.Ф. Заморозки. Л.: Гидрометеоиздат, 1949. 124 с. Augspurger C.K. Frost damage and cascading negative effects on Aesculus glabra // Plant Ecology. 2011. № 212. P. 1193–1203. Augspurger C.K. Reconstructing patterns of temperature, phenology, and frost damage over 124 years: spring damage risk is increasing // Ecology. 2013. № 94(1). P. 41–50. Briffa K., Jones P., Schweingruber F., Osborn T. Influence of volcanic eruptions on Northern Hemisphere summer temperature over the last 600 years // Nature. 1998. № 393. P. 450–455. Briffa K.R., Osborn T.J., Schweingruber F.H., Jones Ph.D., Shiyatov S.G., Vaganov E.A. Tree-ring width and density data around the Northern Hemisphere: Part 2. Spatio-temporal variability and associated climate patterns // The Holocene. 2002. № 12(6). P. 759–789. Cannell M.G.R. Analysis of risks of frost damage to forest trees in Britain. In Crop Physiology of Forest Trees / Tigerstedt P.M.A., Tigerstedt M.A., Puttonen P., and Koski V. (Ed). Helsinki: Helsinki Univ. Press, 1985. P. 153–166. Glerum C., Farrar J.L. Frost ring formation in the stem of some coniferous species // Canad. J. Bot. 1966. № 44(7). P. 879–886. Gurskaya M.A. Temperature Conditions of the Formation of Frost Damages in Conifer Trees in the High Latitudes of Western Siberia // Biology Bulletin. 2014. № 41(2). P. 187–196. Gurskaya M.A., Shiyatov S.G. Formation of Two Xylem Frost injuries in One Annual Ring in Siberian spruce under Conditions of Western Siberian forest-tundra // Russian J. of Ecology. 2002. № 33(2). P. 73–79. Gurskaya M., Moiseev P., Wilmking M. Does slope exposure affect frost ring formation in Picea obovata growing at treeline in the Southern Urals? // Silva fennica. 2016. № 3. 1560 p. Filion L., Payette S., Gauthier L., Boutin Y. Light rings in sub-arctic conifers as a dendrochronological tool // Quat. Res. 1986. № 26. P. 272–279. Hänninen H. Climate warming and the risk of frost damage to boreal forest trees: identification of critical ecophysiological traits // Tree Physiology. 2006. № 26. P. 889–898. Holmes R.L. Computer-assisted quality control in treering dating and measurement // Tree-Ring Bulletin. 1983. № 43. P. 69–78. Inouye D.W. The ecological and evolutionary significance of frost in the context of climate change // Ecology Letters. 2000. № 3. P. 457–463. IPCC 2013: Climate change 2013: the physical science basis. Contribution of working group I to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change / Stocker T.F., Qin D., Plattner G.K., Tignor M., Allen S.K., Boschung J., Nauels A., Xia Yu., Bex V., and Midgley B.M. (Ed). Cambridge, New York: Cambridge Univ. Press, 2013. 1535 p. IPCC-2012 SREX Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Field C.B., Barros V., Stocker T.F., Qin D., Dokken D.J., Ebi K.L., Mastrandrea M.D., Mach K.J., Plattner G.-K., Allen S.K., Tignor M., and Midgley M. (Ed). Cambridge, New York: Cambridge Univ. Press. 2012. P. 1–19. LaMarch V.C., Hirschboeck K.K. Frost rings in trees as records of major volcanic eruptions // Nature. 1984 307. P. 121–126. Marchand N., Filion L. False rings in the white pine (Pinus strobus) of the Outaouais Hills, Québec (Canada), as indicators of water stress // Can. J. For. Res. 2012. № 42. P. 12–22. Rinn F. TSAP Time Series Analysis and Presentation. Ver. 3.0. Reference Manual. Heidelberg, 1996. 262 p. URL. www.meteo.ru. https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/787 doi:10.1134/S2587556618060055 |
op_doi |
https://doi.org/10.1134/S2587556618060055 |
container_title |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya |
container_issue |
1 |
container_start_page |
111 |
op_container_end_page |
128 |
_version_ |
1766302559541133312 |
spelling |
ftjiransg:oai:oai.sergeogr.elpub.ru:article/787 2023-05-15T14:28:23+02:00 Formation of Frost Damages in Coniferous Trees in Different Climatic Periods on the Polar Ural Mountains ФОРМИРОВАНИЕ МОРОЗОБОЙНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ У ХВОЙНЫХ ДЕРЕВЬЕВ В РАЗЛИЧНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ НА ПОЛЯРНОМ УРАЛЕ M. Gurskaya A. М. Гурская А. The author is grateful to V.S. Mazepa for valuable advices. This work was partly supported by the Russian Foundation for Basic Research, projects no. 14-04-91356 and 15-04-04933 and the program of the UrB RAS no. 15-2-4-22. Автор благодарит В.С. Мазепу за ценные советы при написании рукописи. Работа выполнена при частичной поддержке грантов РФФИ № 14-04-91356 и 15-04-04933 и программы УрО РАН № 15-2-4-22. 2018-12-19 application/pdf https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/787 https://doi.org/10.1134/S2587556618060055 rus rus Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya Известия Российской академии наук. Серия географическая https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/787/581 https://izvestia.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/787/539 Барри Р.Г. Погода и климат в горах. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 312 с. Ваганов Е.А., Шиятов С.Г., Мазепа В.С. Дендроклиматические исследования в Урало-Сибирской Субарктике // Новосибирск: СО РАН, 1996. 246 с. Гольцберг И.А. Агроклиматическая характеристика заморозков в СССР и методы борьбы с ними. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 217 с. Гурская М.А., Шиятов С.Г. Распределение морозобойных колец в древесине хвойных деревьев // Экология. 2006. № 1. С. 1–8. Климат России / ред. Н.В. Кобышева. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. 655 с. Медведева М.А., Барталёв С.А., Лупян Е.А. и др. Возможности оценки момента наступления вегетационного сезона на основе спутниковых и метеорологических данных // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2008. № 5. С. 313–321. Раабен М.Е. Стратиграфия древних свит Полярного Урала // Стратиграфия и тектоническое строение северной оконечности Приполярного Урала. М.: ГИН АН СССР, 1959. 131 с. Урал и Приуралье: Природные условия и естественные ресурсы СССР // М.: Наука, 1968. 460 с. Хантемиров Р.М., Горланова Л.А., Шиятов С.Г. Патологические структуры в годичных кольцах можжевельника сибирского (Juniperus sibirica Burgsd.) и их использование для реконструкции экстремальных климатических событий // Экология. 2000. № 3. С. 185–192. Хромов С.П. Метеорология и климатология. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 456 с. Чудновский А.Ф. Заморозки. Л.: Гидрометеоиздат, 1949. 124 с. Augspurger C.K. Frost damage and cascading negative effects on Aesculus glabra // Plant Ecology. 2011. № 212. P. 1193–1203. Augspurger C.K. Reconstructing patterns of temperature, phenology, and frost damage over 124 years: spring damage risk is increasing // Ecology. 2013. № 94(1). P. 41–50. Briffa K., Jones P., Schweingruber F., Osborn T. Influence of volcanic eruptions on Northern Hemisphere summer temperature over the last 600 years // Nature. 1998. № 393. P. 450–455. Briffa K.R., Osborn T.J., Schweingruber F.H., Jones Ph.D., Shiyatov S.G., Vaganov E.A. Tree-ring width and density data around the Northern Hemisphere: Part 2. Spatio-temporal variability and associated climate patterns // The Holocene. 2002. № 12(6). P. 759–789. Cannell M.G.R. Analysis of risks of frost damage to forest trees in Britain. In Crop Physiology of Forest Trees / Tigerstedt P.M.A., Tigerstedt M.A., Puttonen P., and Koski V. (Ed). Helsinki: Helsinki Univ. Press, 1985. P. 153–166. Glerum C., Farrar J.L. Frost ring formation in the stem of some coniferous species // Canad. J. Bot. 1966. № 44(7). P. 879–886. Gurskaya M.A. Temperature Conditions of the Formation of Frost Damages in Conifer Trees in the High Latitudes of Western Siberia // Biology Bulletin. 2014. № 41(2). P. 187–196. Gurskaya M.A., Shiyatov S.G. Formation of Two Xylem Frost injuries in One Annual Ring in Siberian spruce under Conditions of Western Siberian forest-tundra // Russian J. of Ecology. 2002. № 33(2). P. 73–79. Gurskaya M., Moiseev P., Wilmking M. Does slope exposure affect frost ring formation in Picea obovata growing at treeline in the Southern Urals? // Silva fennica. 2016. № 3. 1560 p. Filion L., Payette S., Gauthier L., Boutin Y. Light rings in sub-arctic conifers as a dendrochronological tool // Quat. Res. 1986. № 26. P. 272–279. Hänninen H. Climate warming and the risk of frost damage to boreal forest trees: identification of critical ecophysiological traits // Tree Physiology. 2006. № 26. P. 889–898. Holmes R.L. Computer-assisted quality control in treering dating and measurement // Tree-Ring Bulletin. 1983. № 43. P. 69–78. Inouye D.W. The ecological and evolutionary significance of frost in the context of climate change // Ecology Letters. 2000. № 3. P. 457–463. IPCC 2013: Climate change 2013: the physical science basis. Contribution of working group I to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change / Stocker T.F., Qin D., Plattner G.K., Tignor M., Allen S.K., Boschung J., Nauels A., Xia Yu., Bex V., and Midgley B.M. (Ed). Cambridge, New York: Cambridge Univ. Press, 2013. 1535 p. IPCC-2012 SREX Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Field C.B., Barros V., Stocker T.F., Qin D., Dokken D.J., Ebi K.L., Mastrandrea M.D., Mach K.J., Plattner G.-K., Allen S.K., Tignor M., and Midgley M. (Ed). Cambridge, New York: Cambridge Univ. Press. 2012. P. 1–19. LaMarch V.C., Hirschboeck K.K. Frost rings in trees as records of major volcanic eruptions // Nature. 1984 307. P. 121–126. Marchand N., Filion L. False rings in the white pine (Pinus strobus) of the Outaouais Hills, Québec (Canada), as indicators of water stress // Can. J. For. Res. 2012. № 42. P. 12–22. Rinn F. TSAP Time Series Analysis and Presentation. Ver. 3.0. Reference Manual. Heidelberg, 1996. 262 p. URL. www.meteo.ru. https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/787 doi:10.1134/S2587556618060055 Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya; № 6 (2018); 70-80 Известия Российской академии наук. Серия географическая; № 6 (2018); 70-80 2658-6975 2587-5566 frost damage Polar Urals larch spruce frost tree-ring chronologies морозобойные повреждения Полярный Урал лиственница ель заморозки древесно-кольцевые хронологии info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2018 ftjiransg https://doi.org/10.1134/S2587556618060055 2022-02-22T14:59:21Z Frequency of recurrence, intensity and spatio-temporal distribution of frost damage in larch and spruce growing on the same southwest exposed slope at the upper tree-line and at the bottom of the mountain valley in the Polar Ural Mountains were studied with aim to reveal the dynamics of their formation in different climatic periods over the last 100 years. At the upper tree-line damages form more often in larch than in spruce, but at the bottom of the valley, on the contrary, damages form two-three times less frequently in larch than in spruce in the same climatic periods. The high frequency of damage formation in early wood is confined with warm climatic periods with early start of vegetation and low May snow depth. The most extreme years have been identified, when a large number of trees are damaged. The difference in frequency of frost damage formation with West Siberian has shown. Risk of a damage of coniferous trees by late spring frosts due to recent climate changes in the Polar Urals is increased. В горах Полярного Урала изучены частота повторяемости, интенсивность и пространственно-временное распределение морозобойных повреждений у ели и лиственницы, произрастающих в пределах одного склона юго-западной экспозиции на верхней границе распространения деревьев и на дне горной долины, с целью выявить пространственно-временную динамику их формирования в различные климатические периоды за последние 100 лет. На верхней границе леса повреждения формируются чаще у лиственницы по сравнению с елью, а на дне горной долины у лиственницы, напротив, повреждения формируются в два-три раза реже, чем у ели в одни и те же климатические периоды. Высокая частота формирования повреждений в ранней древесине хвойных приурочена к теплым климатическим периодам с ранним началом вегетации и небольшой высотой снега в мае. Выявлены наиболее экстремальные годы, когда повреждается большое количество деревьев, показано отличие от местообитаний, расположенных в Западной Сибири. Существует повышенный риск повреждений хвойных деревьев поздними весенними заморозками в связи с недавними изменениями климата на Полярном Урале. Article in Journal/Newspaper Arctic Sibirica ural mountains Полярный Урал Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya 1 111 128 |