Analysis of the Tree Ring Chronology Network at the Upper Timberline in the Southern Siberian Mountains

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Within the last decade, significant progress has been made in researching the upper timberline of the Southern Siberian mountains. For this end, a network of millennial tree-ring chronologies has been compiled. The aim of this study is to analyse a set of quantitative (tree ring width, latewood optical density) and qualitative (frost damage, light and missing rings, density fluctuations) growth parameters for larch trees growing on 12 sample plots within this network. The tree ring width analysis revealed that the analysed tree ring chronologies network is divided into two large clusters (western and eastern), within which the chronologies are in good agreement with each other over a distance of 500 km), allowing the construction of two regional chronologies. The results obtained indicate the need for further work to integrate materials from different millennial chronologies within a cluster, and to subsequently develop regional chronologies. An analysis of the anatomical structure of tree rings revealed five extreme events that occurred throughout the study area (1884, 1869, 1854, 1813, and 1783) and reflect regional scale climatic anomalies. Methodologically, the study demonstrated that at the upper limit, there is no fundamental difference in the choice of method for measuring tree ring width (analog or digital), and the use of a parameter such as latewood optical density circumvents limitations associated with local variability in growth.

About the authors

V. S. Myglan

Siberian Federal University

Krasnoyarsk, Russian Federation

N. V. Rygalova

Altai State University

Barnaul, Russian Federation

V. V. Barinov

Siberian Federal University

Krasnoyarsk, Russian Federation

I. L. Vakhnina

Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology of the Siberian Branch of the RAS

Chita, Russian Federation

A. V. Taynik

Siberian Federal University

Email: tainik_anna@mail.ru
Krasnoyarsk, Russian Federation

References

  1. Агафонов Л.И., Гурская М.А., Кукарских В.В., Бубнов М.О., Дэви Н.М., Галимова А.А. Островные боры Южного Урала и ленточные боры Алтая как объекты дендрологических исследований // Экология. 2021. № 5. С. 325—334.
  2. Адаменко М.Ф. Динамика прироста лиственницы как индикатор термического режима летних сезонов в Горном Алтае // Региональные географические исследования в Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1978. С. 20—23.
  3. Быков Н.И. Дендроиндикация нивально-гляциальной системы Алтая // География и природопользование Сибири. 1997. № 2. С. 32—47.
  4. Горчаковский П.Л., Шиятов С.Г. Фитоиндикация условий среды и природных процессов в высокогорьях. М.: Наука, 1985. 208 с.
  5. Мыглан В.С., Баринов В.В., Назаров А.Н. Построение тысячелетних древесно-кольцевых хронологий Koksu и Tara для территории Алтая // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2015. Т. 8. № 3. С. 319—332.
  6. Мыглан В.С., Баринов В.В., Назаров А.Н., Тайник А.В. Проблема перекрестного датирования сосны сибирской и лиственницы сибирской на верхней границе леса в Центральном Алтае // Сибирский экологический журнал. 2024. Т. 31. № 6. С. 952—960.
  7. Мыглан В.С., Жарникова О.А., Малышева Н.В., Герасимова О.В., Ваганов Е.А., Сидорова О.В. Построение древесно-кольцевой хронологии и реконструкция летней температуры воздуха юга Алтая за последние 1500 лет // География и природные ресурсы. 2012а. № 3. C. 22—30.
  8. Мыглан В.С., Ойдупаа О.Ч., Ваганов Е.А. Построение 2367-летней древесно-кольцевой хронологии для Алтае-Саянского региона (горный массив Монгун-Тайга) // Археология, этнография и антропология Евразии. 2012б. № 3 (51). С. 76—83.
  9. Назаров А.Н., Мыглан В.С. Перспективы построения 6000-летней хронологии по сосне сибирской для территории Центрального Алтая // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2012. № 1. С. 70—88.
  10. Наурзбаев М.М. Дендроклиматический анализ длительных изменений температурного режима в Субарктике Евразии: дис. … д-ра биол. наук: 03.00.16. Красноярск, 2005. 257 с.
  11. Наурзбаев М.М., Ваганов Е.А., Сидорова О.В. Изменчивость приземной температуры воздуха на севере Евразии по данным тысячелетних древесно-кольцевых хронологий // Криосфера Земли. 2003. Т. VII. № 2. С. 84—91.
  12. Овчинников Д.В., Панюшкина И.П., Адаменко М.Ф. Тысячелетняя древесно-кольцевая хронология лиственницы Горного Алтая и ее использование для реконструкции летних температур // География и природные ресурсы. 2002. № 1. С. 102—108.
  13. Ойдупаа О.Ч., Ваганов Е.А., Наурзбаев М.М. Длительные изменения летней температуры воздуха и радиальный рост лиственницы на верхней границе леса в Алтае-Саянской горной стране // Лесоведение. 2004. № 6. С. 14—24.
  14. Рыгалова Н.В., Мыглан В.С., Жарников З.Ю., Тайник А.В., Филатова М.О., Вахнина И.Л., Баринов В.В. Потенциал сосновых боров юга Западной Сибири в контексте развития дендрохронологической сети по лесостепным и степным территориям // Сибирский экологический журнал. 2025. № 4. С. 504—516.
  15. Сидорова О.В., Наурзбаев М.М. Реакция на климатические изменения лиственницы Каяндера на верхней границе леса и в долине реки Индигирки // Лесоведение. 2002. С. 73—75.
  16. Тайник А.В. Изменения ширины годичных колец лиственницы сибирской (Larix Sibirica Ldb.) и температуры воздуха на верхней границе леса в Республике Тыва: автореферат дис. … к. б. н.: 03.02.08. Красноярск, 2019. 22 с.
  17. Хантемиров Р.М., Шиятов С.Г., Горланова Л.А., Кукарских В.В., Сурков Ю.А., Хамзин И.Р., Вакер Л. 8768-летняя Ямальская древесно-кольцевая хронология как инструмент для палеоэкологических реконструкций // Экология. 2021. Т. 5. № 5. С. 388—397.
  18. Büntgen U., Myglan V.S., Ljungqvist F.C., McCormick M., Di Cosmo N., Sigl M., Jungclaus J., Wagner S., Krusic P.J., Esper J., Kaplan J.O., de Vaan M.A.C., Luterbacher J., Wacker L., Tegel W., Kirdyanov A.V. Cooling and societal change during the Late Antique Little Ice Age from 536 to around 660 AD // Nature geoscience. 2016. V. 9. № 3. P. 231—236.
  19. Björklund J.A., Gunnarson B.E., Seftigen K., Esper J., Linderholm H.W. Is blue intensity ready to replace maximum latewood density as a strong temperature proxy? A tree-ring case study on Scots pine from northern Sweden // Climate of the Past Discussions. 2013. V. 9. № 5. P. 5227—5261.
  20. Coulthard B.L., St. George S., Meko D.M. The limits of freely-available tree-ring chronologies // Quaternary Science Reviews. 2020. V. 234. P. 106264.
  21. Davi N.K., D’Arrigo R., Jacoby G.C., Cook E.R., Anchukaitis K.J., Nachin B., Rao M.P., Leland C. A long-term context (931—2005 C.E.) for rapid warming over Central Asia // Quaternary Science Reviews. 2015. V. 121. P. 89—97.
  22. Jacoby G.C., D’Arrigo R.D., Pederson N. NOAA/WDS Paleoclimatology — Jacoby — Khalzan Khamar — LASI — ITRDB MONG009. NOAA National Centers for Environmental Information. 2003-11-06 [Электронный ресурс]. https://doi.org/10.25921/f1s9-jb47 (дата обращения: 10.01.2025).
  23. Larsson L. CooRecorder and Cdendro programs of the CooRecorder [Электронный ресурс] // Cdendro package version 9.8.1. 2022. URL: https://www.cybis.se/forfun/dendro/helpcoorecorder7/index.htm (дата обращения: 01.02.2024).
  24. Mann M.E., Bradley R.S., Hughes M.K., Jones P.D. Global Temperature Patterns // Science. 1998. V. 280 (5372). P. 2027e-2027. Bibcode:1998Sci…280.2027M. https://doi.org/10.1126/science.280.5372.2027e S2CID122408509
  25. Mann M.E., Hughes M.K. Tree-Ring Chronologies and Climate Variability // Science. 2002. V. 296 (5569). P. 848—849. https://doi.org/10.1126/science.296.5569.848 PMID: 11989486. S2CID13005620
  26. Myglan V.S., Oidupaa O.Ch., Vaganov E.A. A 2367-year tree-ring chronology for the Altai-Sayan region (Mongun-Taiga mountain massif) // Archaeology, Ethnology and Anthropology of Eurasia. V. 40. № 3. P. 76—83.
  27. Naurzbaev M.M., Vaganov E.A., Sidorova O.V., Schweingruber F.H. Summer temperatures in eastern Taimyr inferred from a 2,427-year late-Holocene tree-ring chronology and earlier floating series // Holocene. 2002. V. 12. P. 727—736.
  28. Speer J.H. Fundamentals of Tree Ring Research. Tucson (Arizona): University of Arizona Press., 2010. 368 p.
  29. Taynik A.V., Barinov V.V., Oidupaa O.Ch., Myglan V.S., Reinig F., Buntgen U. Growth coherency and climate sensitivity of Larix sibirica at the upper treeline in the Russian Altai Sayan Mountains // Dendrochronologia. 2016. V. 39. P. 10—16.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).