Dendroclimatology as the Part of Dendrochronology

Authors

  • І. М. Коваль Ukrainian Research Institute of Forestry and Forest Melioration named after G. M. Vysotsky V. N. Karazin Kharkiv National University, Ukraine
  • В. О. Воронин V. N. Karazin Kharkiv National University, Ukraine

Keywords:

dendrochronology, dendroclimatology, cross-dating, climate, response function

Abstract

As a the brench of dendrochronology, dendroclimatology assesses the climate in the past and uses tree rings and weather data, mainly precipitation and temperatures, to assess future climate change. The rate of publications on dendroclimatology was slow during the first half of the 20th century, but it has grown exponentially since the 1960s. More than 3,000 of the 12,000 scientific publications now listed in the dendrochronology's online bibliography contain the word "climate". The purpose of the paper is to review the history of dendro-climatology and its basic provisions. The American astronomer A.I. Douglas at the beginning of the 20th century developed the methods and principles that we use today. The basic principles of dendrochronology are borrowed from general ecology: the uniformitarian principle, the principle of limiting factors, the principle of aggregate tree growth, the principle of ecological emplitude, the principle of crossdating, the principle of cite celection. The basic methods in dendrochronology are: selection of research sites, selection of cores, cross-dating, indexation of tree-ring chronologies. Statistical methods for quantifying tree to climate ratios are briefly discussed, as well as correlation analysis and response function. Examples of dendroclimatological studies are given. F.G. Kolyshchuk proposed an original technique for the study of radial pine growth in the Carpathian Mountains. He found that during the last 200 - 230 years different species of pine (Pinus mughus Scop., Sembra L.) growing in the high mountains and inter-forested marshes (P. Silvestris L., P. Mughus Scop.) In the Ukrainian Carpathians it’s revealed a similar growth rate in tree rings, which may be evidence of climatic conditioning of the dynamics of growth and the same response of these pine species to climate change. An example study of the response of pine radial growth to climate variations in the forest-steppe zone shows an increase in the sensitivity of stands due to climate warming. Conclusions. Dendroclimatology is an interdisciplinary science that helps to determine how similar or not climate is today to the past and continues to play an extremely important role in the study of the response of forest ecosystems to climate change.

Author Biography

І. М. Коваль, Ukrainian Research Institute of Forestry and Forest Melioration named after G. M. Vysotsky V. N. Karazin Kharkiv National University

канд. с.-г. наук, ст. наук. співр.

References

Важов В. І. Влияние осадков и температуры на годичный прирост древесных растений. Бюллетень Никитского ботанического сада. 1985. С. 75-79.

Ворон В. П., Коваль І. М. Вплив низових пожеж на динаміку радіального приросту сосни в лісосте-повій зоні України. Науковий вісник НЛТУ України. № 21.7. С. 45-50.

Ворон В. П., Коваль І. М. Динаміка радіального приросту сосни як критерій реакції лісових екосис-тем Волинського Полісся на дію кліматичних та антропогенних факторів. Збірник Українського Аг-рарного універсітету. 1998. С.44-47.

Зборовська О. В., Краснов В. П., Ландін В. П., Захарчук В. А. Радіальний приріст сосни звичайної на моренних відкладах Житомирського Полісся. Агроекологічний журнал. 2018. № 1. С. 7-13.

Ковалев П. В., Черкасов П. А., Попов А. И., Иванов В. В., Острянин А. В. Реконструкция метеоро-логических условий прошлого по годичным кольцам деревьев. Вестник Харьковского университе-та. 1989. № 341. С. 62-67.

Коваль І. М. Дендрохронологія в Україні: ретроспектива і перспективи розвитку. Лісове господар-ство, лісова, паперова і деревообробна промисловість. Міжвідомчий науково-технічний збірник. 2006. № 31. С. 221-227.

Коваль І. М., Борисова В. Л. Реакція на зміни клімату радіального приросту ясена звичайного в нас-адженнях Лівобережного Лісостепу. Науковий вісник НЛТУ України. Львів. 2019. №29 (2). Стор. 53 – 57.

Колищук В.Г. Динамика прироста горной сосны (Pinus mughus Scop.) в связи с солнечной активно-стью. Доклады АН СССР. 1966. № 167. 3. С. 236-242.

Ловелиус Н. В., Грицан Ю. И. Лесные экосистемы Украины и тепловлагообеспеченность. Санкт-Петербург: Нева, 1998. 335 c.

Рудаков В. Е., Метод изучения влияния колебаний климата на товщину годичных колец деревьев. Доклады АН Армянской ССР. т. XII, №3. 1951.

Шведов Ф. Дерево, как летопись засух.1892. Метеорологический Вестник. №5. С. 163–178.

Шиятов С. Г., Ваганов Е. А., Кирдянов А. В., Круглов В. Б., Мазепа В. С., Назурбаев М. М., Ханте-миров Р. М. Методы дендрохронологии. Красноярск: Изд-во «Севрюга». 2000. 79 с.

Шовган А. Д. Динамика, экологическая обусловленность и прогноз прироста сосны обыкновенной в лесных районах Украинской СССР: Автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.16/ ДГУ. Днепропет-ровск. 1987. 16 с.

Berger A. L., Guiot J, Mathieu L, Munaut A. V. Tree rings and climate in Morocco. Tree-Ring Bull. 1979. 39:61. 75 p.

Cook E. R., Briffa K. R., Shiyatov S., Mazepa V. Tree ring standardization and growth-trend estimation. In: Cook E. R, Kairiukstis L. A, eds. Methods of Dendrochronology: Applications in the Environmental Sci-ences. Boston: International Institute for Applied Systems Analysis, Kluwer Academic Publishers; 1990, 104–123.

Douglass A. E. Weather cycles in the growth of big trees. Mon Weather Rev. 1909, 37:225 –237.

Fritts H. C. Tree rings and climate. L.: Acad. press., 1976. 567 p.

Fritts H. C. Dendroclimatology and dendroecology. Quat Res. 1971, 1:419–449.

Grissino-Mayer, H., Holms, R. & Fritts, H. International tree-ring data bank program library manual. La-boratory of Tree-Ring Research, University of Arizona, Tucson, Arizona. 1997.

Huber B. Die Jahresringe der Baume als Hilfsmittel ¨ der Klimatologie und Chronologie [The annual rings of trees as a resource for climatology and chronology]. Die Naturwissenschaften 1948, 35:151–154.

Kaennel Dobbertin M, Grissino-Mayer H. D. The online bibliography of dendrochronology. Dendro-chronologia. 2004, 21:85–90.

Koval I. M., Bräuning A., Melnik Е. E. , Voronin V. O. Dendroclimatological research of scots pine in stand of the left-bank forests-steppe of Ukraine. Людина і довкілля. Проблеми неоекології. № 3-4 (28), 2017, с. 66-73.

Meko D. M., Baisan C. H. Pilot study of latewood-width of conifers as an indicator of variability of sum-mer rainfall in the North American Monsoon. Int J Climatol 2001, 21:697–708.

Netsvetov M., Sergeyev M., Nikulina V., Korniyenko V., Prokopuk Y. Dendrochronologia. 2017. Vol. 44. P. 31–38.

Norton D. A. Dendroclimatological studies in the South Island, some preliminary results. NZ J. Ecol 1981, 4:127–128.

Roig F. A. Dendrocronolog´ıa y dendroclimatolog´ıa del bosque de Pilgerodendron uviferum en su area norte de dispersion [Dendrochronology and dendro- climatology of Pilgerodendron uviferum forests in its northern regional range]. Bol. Soc. Argent. Bot. 1991, 27:217–234.

Schulman E. Some propositions in tree-ring analysis. Ecology, 1941, 22:193–195.

Schweingruber F. H., Kairiukstis L. A., Shiyatov S. Sample selection. In: Cook E. R., Kairiukstis L. A , eds. Methods of Dendrochronology: Applications in the Environmental Sciences. Boston: International In-stitute for Applied Systems Analysis, Kluwer Academic Publishers. 1990. 23– 35.

Sheppard, P. R. Dendroclimatology: extracting climate from trees. Wiley Interdisciplinary Reviews: Cli-mate Change. 2010, 1, 343-352.

Shiyatov S. G., Mazepa V. S. Natural fluctuations of climate in the eastern regions of the USSR based on tree-ring series. Regional Resource Management (Laxenburg, Austria) 1986, 1:47 – 73.

Stahle D. W. Useful strategies for the development of tropical tree-ring chronologies. IAWA J 1999, 20:249–253.

Studhalter R. A. Tree growth: I. Some historical chapters. Bot. Rev. 1955, 21:1–72.

Webb G. E. Solar physics and the origins of dendrochronology. Isis 1986, 77:291–301.

William Cardwell, 11/24/2004. Wu X, Zhan X. Tree-ring width and climatic change in China. Quat Sci Rev. 1991, 10:545–549.

Published

2019-10-15