Long-Term Growth Trends Analysis of Norway Spruce Stands in Relation to Possible Climate Change: Case Study of Leningrad Region = Анализ долговременных тенденций роста древостоев ели европейской в связи с возможным изменением климата (на примере Ленинградской области)

The Lisino training and experimental forest of the Saint-Petersburg State Forest Technical University was chosen as a study area. The forest is located in the central part of the Leningrad region and has a high level of protection as a forest of scientific and historical value. According to the official data, mean annual temperature in the region increased by 0.6 °C within 10 years as well as precipitation. The impact determination of changing climate conditions on Norway spruce trees growth was the aim of this study. Three most representative compartments dominated by Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) were selected for data collection. Core samples were taken by the Pressler increment borer from 107 dominant trees while climatic data were obtained from the nearest weather stations. Tree rings were measured and analyzed using WinDendro software while climate data were processed by Microsoft Excel. Tree ring data cover the time interval from 1848 to 2011, each ring was characterized by width, calendar year, age and diameter of the tree. Radial growth was analyzed within age and diameter classes. Annual rings widths were varied from 0.1 to 6 mm. There was a positive trend in age classes of 0-20, 21-40 and 41-60 years old. The growth was very slow in the age classes of 61-80, 81-100 and >100. Diameters are larger in the age classes of 20-40 and 41-60 as compare to the local diameter growth table which was developed in the 19th century. Diameters for age classes older than 41-60 years were less than prescribed by the diameter growth table. Annual rings width for all age classes also demonstrate cyclic dynamics, moreover, the decline in growth sometimes occurred in recent decades. Multiple regression was used for developing the response function of growth to changes in climatic conditions. There was revealed a high correlation (90 %) and low influence of vegetation period climate data on growth during 1848–2011 (0.08102 mm/°C and 0.00085 mm/mm). Likewise, analysis shows that growth is higher in young and middle-aged than mature and over mature stands. Overall, climate change impact has a positive effect on the radial growth of Norway spruce for the studied area, however, not for all age and diameter classes. For citation: Alekseev A.S., Sharma S.K. Long-Term Growth Trends Analysis of Norway Spruce Stands in Relation to Possible Climate Change: Case Study of Leningrad Region. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 42–54. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-3-42-54
Долговременные тенденции роста древостоев ели европейской изучались на территории Лисинской части учебно-опытного лесничества Ленинградской области, расположенной в ее центре и имеющей высокий защитный статус ценных лесов, имеющих научное и историческое значение. По официальным данным среднегодовая температура в районе исследований возросла на 0,6 °C за 10 лет, среднегодовые осадки также увеличились незначительно. Цель исследований – определение влияния произошедших изменений климатических показателей на рост деревьев ели европейской (Picea abies (L.) Karst.). Три наиболее типичных выдела с преобладанием ели европейской были выбраны для сбора данных о ходе роста древостоев. Образцы древесины отобраны буравом Пресслера у 107 деревьев, метеорологические данные получены по наблюдениям ближайшей метеорологической станции. Радиальный прирост измерен с помощью калиброванного сканера и специализированной программы WinDendro, полученные результаты совместно с метеорологическими данными обработаны в программе Excel. Данные о радиальном приросте модельных деревьев покрывают интервал с 1848 по 2011 г., каждый годичный слой характеризовался календарным годом образования, шириной, возрастом и диаметром дерева. Радиальный прирост деревьев анализировался по классам возраста и ступеням толщины. Ширина годичных колец варьировала от 0,1 до 6 мм. Выявлены положительные тренды радиального прироста для классов возраста 0-20, 21-40 и 41-60 лет. Для классов возраста 61-80, 81-100 и более 100 лет положительные изменения радиального прироста оказались недостоверны. Анализ хода роста деревьев по диаметру путем сравнения с местными таблицами хода роста показал больший диаметр для классов возраста 21-40 и 41-60 лет, для остальных классов возраста он оказался меньше указанного в таблицах. Радиальный прирост для всех классов возраста продемонстрировал наличие циклической динамики изменений, причем падение прироста иногда приходилось на последние десятилетия. Для построения функции отклика прироста на изменение климатических условий был использован множественный регрессионный анализ. С высокой степенью достоверности (90 %) установлено слабое влияние температуры и количества осадков за вегетационный сезон на радиальный прирост деревьев с 1848 по 2011 г. (0,08102 мм/°С и 0,00085 мм/мм). Кроме того, анализ показал более сильную реакцию радиального прироста на изменения климатических условий у молодых и средневозрастных древостоев по сравнению со спелыми и перестойными. В целом изменения климатических условий имеют положительное влияние на радиальный прирост, но не для всех классов возраста и ступеней толщины. Для цитирования: Alekseev A.S., Sharma S.K. Long-Term Growth Trends Analysis of Norway Spruce Stands in Relation to Possible Climate Change: Case Study of Leningrad Region // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 42–54. DOI: 10.37482/0536-1036-2020- 3-42-54

Электронное издание «Long-Term Growth Trends Analysis of Norway Spruce Stands in Relation to Possible Climate Change: Case Study of Leningrad Region = Анализ долговременных тенденций роста древостоев ели европейской в связи с возможным изменением климата (на примере Ленинградской области)» (бесплатно). Скачать номера в формате PDF.