Колчин Б.А., Черных Н.Б.
ДЕНДРОХРОНОЛОГИЯ ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЫ

М., "Наука", 1977 г.

В монографии дается абсолютная дендрохронология протяжением в 12 веков, составленная на основе 7788 образцов дерева (сосна, ель) со средневековых археологических памятников лесной зоны Восточной Европы. Дано описание и исследование 10 дендрохронологи~ ческих систем для городов: Новгорода, Пскова, Смоленска и др. Исследуется географическая сопряженность годичного прироста деревьев из 30 районов лесной зоны.

Ответственный редактор
Доктор исторических наук В. В. СЕДОВ

 



Глава 1
Деревья - летописцы природы

Деревья - память природы

Деревья являются наиболее долгоживущими на земле организмами. На юго-западе США в Белых горах Калифорнии сейчас растут деревья сосны остистой (Pinus Aristata) возрастом более 4000 лет. Среди них в 1965 г. была обнаружена живая сосна возрастом в 4900 лет. Ясно различимые и четко читаемые годичные слои показали, что это дерево родилось где-то в 2935 г. до н. э. Оно было современником всех великих событий человеческой цивилизации Старого и Нового света, начиная с эпохи строительства пирамид в Древнем Египте во времена III и IV династий. Стоит обратить внимание, что ко времени правления царя Снофру и его сына Хеопса (2723 г. до н. э. и позже) восходят древнейшие на Ближнем Востоке обстоятельные летописные записи по годам.

С первого же дня рождения живое дерево является очевидцем многочисленных явлений природы и той среды, где оно произрастает. Годичное кольцо -- это память природы, в которой хранятся с точностью до одного года оценки разнообразных климатических условий прошлого - осадки, температура воздуха, влажность почв, солнечная активность и даже удельная радиоактивность земной атмосферы. Дендрохронология может дать широкую информацию с точностью до года о разных природных явлениях, которые оказывали влияние на ширину и структуру годичных колец.

В пределах регионов умеренного и холодного климата, где четко выражается смена времен года, происходит периодическая активность камбия при вторичном приросте древесных осей. В этих зонах деревья откладывают за вегетационный период один слой прироста. На поперечных срезах эти слои хорошо заметны в виде концентрических слоев -- годичных колец.

Мы напомним, что годовой прирост деревьев зависит от большого количества внутренних и внешних факторов -- от биологических особенностей древесных пород, их происхождения, возраста и условий местопро-израстания, климатических факторов, солнечной радиации, полноты насаждения, плодоношения, санитарного состояния дерева, его наследственных свойств, стихийных явлений и ряда других причин. Прирост по диаметру особенно легко реагирует на такие колебания факторов внешней среды, как температура, влажность, интенсивность освещения.

Вопрос о влиянии всех этих факторов на величину годичного прироста является до настоящего времени еще довольно сложным и в некоторых аспектах дискуссионным. Но основное положение дендрохронологии, что ширина прироста годичного кольца -- хорошо выраженного и легко доступного анатомического признака -- является наиболее чутким показателем, реагирующим на изменение условий произрастания дерева как в современном лесу, так и в прошлые эпохи, получило единодушное признание всех исследователей.

В зависимости от решаемых конкретных задач дендрохронологию в последние годы обычно делят на собственно дендрохронологию и дендроклиматологию. Дендрохронология занимается составлением дендрохронологических шкал, их перекрестной и временной связью, относительным и абсолютным датированием самих шкал и, наконец, датированием по этим шкалам тех или иных явлений природы и объектов.

Предмет дендроклиматологии значительно шире. Дендроклиматологи выясняют качественные и количественные показатели связей элементов климата, солнечной радиации и других явлений природы прошлого с годичным приростом дерева или сообщества деревьев.

Научные исследования в области дендрохронологии в последнее десятилетие развивались по нескольким направлениям и достигли значительных успехов. Широта и многоплановость дендрохронологических работ привели к внедрению данных дендрохронологии во многие разделы естественных и гуманитарных наук. Значение дендрохронологии особенно возрастает сейчас, когда в науке стала преобладать тенденция динамического подхода к явлениям биосферы. Дендрохронология приносит в естественные науки четвертое измерение - время.

Годичные кольца деревьев, произраставших сто, тысячу и много тысяч лет тому назад являются летописью природы, в них содержится огромная информация о прошлом Земли и Космоса. Но эту информацию мы должны еще собрать и научиться читать. Сейчас дендрохронологи еще только учатся читать эту книгу истории природы.
 

Дендрохронология

Высказывания ученых о том, что годичные кольца деревьев отражают условия их произрастания и могут быть использованы для восстановления погоды прошлого, появились еще во времена Леонардо да Винчи. Но первые дендрохронологические работы были выполнены лишь во второй половине XIX в. в разных странах мира, независимо одна от другой. Некоторые наблюдения о связи годичного прироста и климата в Техасе сделал в 1859 г. американец Д. Кюхлер (Kuechler, 1859). В 1869 г. в Австрии А.Покоряй опубликовал статью о расчете метеорологических индексов по годичному приросту древесины (Pokorny, 1869). В 1880 г. закончил свою работу "Годичные кольца и метеорологические факторы" датский астроном Д. Кептейн (Kapteyn, 1914). Начало дендрохронологическим работам в России положила работа профессора Одесского университета Ф. Н. Шведова "Дерево как летопись засух" (Шведов, 1892). В то время все эти работы прошли незамеченными и обратили на них внимание лишь в XX в.

Аризонская школа

Впервые сформулировал и широко применил на практике основные принципы и методы дендрохронологии в начале XX в. американский астроном А. Дуглас. В 1904 г. он начал обширные работы по сбору образцов деревьев желтой сосны (Pinus ponderosa) для изучения колебаний годичного прироста и его связи с климатом, который, в свою очередь связан, как считал Дуглас, с солнечной активностью. Работы увенчались успехом. В 1919 г. вышел в свет первый том трехтомной монографии Дугласа "Климатические циклы и годичные кольца" (Douglass, 1919).

Успеху работ Дугласа и вообще американских дендрохронологов способствовали три очень важных и благоприятных условия: 1. Дуглас начал свои работы на определенной замкнутой территории в засушливых районах юго-запада США. Здесь решающим фактором формирования годичного кольца были осадки; 2. В руки к нему попали сразу наиболее подходящие виды хвойных деревьев, очень чувствительных к климатическим факторам -- желтая сосна, дугласова пихта и сосна пиньон. Эти деревья очень часто достигают возраста 1000 лет и больше; 3. Исследователи получили для изучения не только многовековые ныне живущие деревья, но и древесные остатки от археологических объектов, хорошо сохранившиеся.

В 1920 г. А. Дуглас обратился и к археологическому датированию. Американские индейцы в северо-западной части штата Нью-Мексико и в прилегающих районах в продолжение многих сотен лет широко использовали в своих постройках древесину хвойных пород, среди которых было много дугласовой пихты, желтой сосны и других видов. При сухом климате дерево хорошо сохранилось как в раскопанных постройках, так и в наземных руинах.

Сначала Дуглас попытался составить относительную хронологию, стараясь выяснить вопрос о времени заселения Пуэбло-Бонито и некоторых поселений ацтеков в северной части штата Нью-Мексико. Образцов дерева было вполне достаточно. Дуглас сразу же обнаружил, что деревья могут быть перекрестно датированы, и установил, что образцы дерева из Пуэбло-Бонито на 40- 50 лет старше. Этот ответ, давший относительную ("плавающую") хронологию, был встречен археологами с энтузиазмом. Они почувствовали, что может быть создан дендрохронологический календарь, по которому можно будет определять даты заселения различных древних городищ.

Были предприняты специальные работы по сбору материала. В коллекцию включались образцы дерева от построек ранних испанских поселений, от более ранних и поздних сооружений и даже от ныне заселенных домов в древнейших поселениях индейцев племени Хопи. В результате почти десятилетней работы была получена абсолютная хронология от современности до 1280 г. н. э. и еще относительная ("плавающая") хронология от более древних сооружений протяжением в 585 лет. На основании археологических материалов можно было предположить, что относительная хронология ненамного древнее абсолютной.

В 1929 г. были организованы специальные экспедиции для поиска материалов, по которым можно было бы построить дендрохронологиче-скую шкалу, связывающую две эти хронологии. В местечке Шоулоу в Аризоне были организованы раскопки, которые дали образцы древесины от древних построек. На основании одного обуглившегося образца древесины Дугласу удалось соединить абсолютную хронологию с относительной, получив таким образом сразу же абсолютную дендрохронологическую шкалу для юго-запада США с 698 г. по 1929 г. Наиболее древняя постройка на Пуэбло-Бонито датировалась 919 г. (Douglass, 1935). Эта хронологическая шкала была построена на основе 168 деревьев. Позднее абсолютная дендрохронологическая шкала построек этого района была доведена до 11 г. н. э. (Douglass, 1940). Дендрохронология другого района -- Меза Верде в штате Колорадо, недалеко от города Дуранго, простирается до 369 г. н. э. Хронология, построенная только на археологическом материале, охватывает период до 1275 г. Хронология, основанная на живых деревьях, перекрывает археологическую хронологию на промежутке в 185 лет (Nichols, 1962).

Дуглас прожил долгую, целиком отданную науке жизнь. Умер он в 1962 г. в возрасте 94 лет. Он является автором 159 работ, посвященных дендрохронологии и дендроклиматологии. Им создана наиболее активно работающая школа дендрохронологов. Часть его учеников работает в созданной им в 1937 г. лаборатории по изучению годичных колец при Аризонском университете. Эта лаборатория поныне является самым крупным научным учреждением мира в области дендрохронологии. В настоящее время сотрудники лаборатории Г. Фритте, Б. Баннистер, К. Фергюсон, В. Робинзон и другие проводят широкие многоплановые работы по дендрохронологии и дендроклиматологии мира.

Успехи дендрохронологов Аризонского университета трудно переоценить. В середине 50-х гг. ученик Дугласа Э. Шульман, исследуя вариации годичного прироста в связи с влиянием температур и влажности, обратил внимание на высокогорные породы хвойных деревьев, растущих в особо суровых климатических условиях. В 1956 г. Э. Шульман обнаружил в Калифорнии несколько деревьев сосны остистой. В дальнейшем он сосредоточил поиски подобных деревьев в Белых горах, на востоке центральной части штата Калифорния. Хвойные породы там произрастают на высоте более 3000 м над уровнем моря и находятся в относительно засушливой зоне, с годовым уровнем осадков от 305 до 330 мм. Засушливость этих мест объясняется тем, что тихоокеанские циклоны, продвигаясь на восток, в глубь континента, задерживаются склонами гор Сьерра-Невада, и это приводит к выпадению здесь обильных осадков, а Белые горы, находящиеся восточнее, и лежащая в них долина Оуэнз, остаются как бы прикрытыми от них. Комбинация сухости, высоты и преобладания доломитовых почв привела к тому, что деревья здесь медленно растут, но долго живут. Кроме того, смолистая и плотная древесина делает их устойчивыми к воздействию влаги и гнили. Постоянный уровень фотосинтеза дал деревьям возможность выдерживать в течение многих лет неблагоприятные климатические факторы. Пни и более крупные остатки мертвых (засохших) деревьев сохранялись в этих условиях тысячелетиями. Э. Шульман начал сбор образцов от этих деревьев. После его смерти (1958 г.) эта работа на некоторое время прекратилась, а в 1962 г. была возобновлена К. Фергюсоном и продолжается до настоящего времени (Ferguson, 1968).

В результате широко поставленных работ к 1967 г. К. Фергюсон собрал образцы древесины более чем от 1000 деревьев из района Белых гор. Среди образцов были спилы -- сплошные и частичные -- по диаметру, а также колонки колец, взятые буром.

При создании хронологии, основанной на данных сосны остистой, исследователи для проверки и сравнения графиков годичных колебаний использовали полученную ранее для секвойядендрона гигантского, происходящего с гор Сьерра-Невада, дендрошкалу протяженностью до 1250 г. до н. э. Кроме того, делались контрольные сопоставления с интегрированной археологической дендрохронологической шкалой Юго-Запада, доведенной до 59 г. до н. э.

Необходимость перекрестной проверки дендрошкалы Firms aristata no другим шкалам вызывалась тем, что у этих деревьев, растущих исключительно медленно, имелись так называемые выпадающие кольца, т. е. участки годичного прироста, образовавшиеся в годы с особенно тяжелыми климатическими условиями, которые не могут быть зафиксированы современными приборами наблюдения и замера колец. Среди образцов Firms aristata были такие, где по радиусу протяженностью в 12,7 см располагалось более чем 1100 колец. Имелись кольца в несколько сотых миллиметра толщиной. На некоторых образцах выпадающие кольца составляли 3- 5% общего числа колец. Перекрестная датировка внутри шкалы Finns aristata, а также сравнение со шкалами секвойядендрона и археологической (составленной по хвойным деревьям) позволили выявить выпадающие кольца на конкретном образце и в итоге составить надежную шкалу с показателями вариаций годичного прироста из года в год.

Кроме того, Г. Фритте проделал работу по корреляции дендрошкалы Белых гор с дендрошкалами из других районов страны. Применяя современную вычислительную технику, он получил достаточно высокие коэффициенты корреляции со шкалами деревьев, растущих на расстоянии до 1600 км к востоку и югу и свыше 480 км -- к северу от заповедника Иньон (Белые горы) -- основного места отбора образцов (Fritts, 1962). Самое долголетнее живое дерево, которое было включено в дендрошкалу, имело возраст 4600 лет, т. е. хронология простиралась до 2637 г. до н. э. Затем начались перекрестные сопоставления с сухими (мертвыми) деревьями, которых было собрано несколько десятков. Одно из сухих тысячелетних деревьев, замеренное по нескольким радиусам на серии срезов с надежным наложением на более поздние образцы, дало хронологию, достигающую 4732 г. до н. э. Другой образец, давший наложение с надежной корреляцией на предшествующую шкалу и шкалу живых деревьев, получил годичную хронологию до 4515 г. до н. э. Третий образец удлинил шкалу до 4466 г. до н. э. Для V и IV тыс. до н. э. надежное наложение хронологической шкалы дали восемь деревьев. В полевой сезон 1967 г. был найден образец, который дал синхронные вариации с образцом 4732 г. до н. э. на протяжении более чем 300 лет. Этот образец удревнил общую шкалу еще на 418 лет. В результате хронология продлилась до 5150 г. до н. э. и таким образом непрерывная абсолютная дендрохронологическая шкала получила протяженность в 7117 лет. В последующие годы К. Фергюсону удалось найти серию более древних образцов и таким образом продлить шкалу еще на 1136 лет, удревнив хронологию по сосне остистой до 8253 г. от наших дней (Ferguson, 1972).

Во время работы над созданием этой шкалы и в период ее уточнения и развития авторы исследования подвергали данные замеров годичных колец разносторонней математической обработке с использованием вычислительных машин. Они подсчитывали по специальным программам коэффициенты корреляций отдельных пар погодичных значений образцов колец, взятых от одного дерева или от различных моделей. Затем вычисляли корреляцию первого порядка в серии годичных колец, которая указывала на степень зависимости определенной величины данного кольца от такой же величины предшествующего. Определялись стандартные отклонения конкретного кольца от средней величины кольца данного дерева. В последние годы ими разработана машинная программа, позволяющая использовать критерий хи-квадрат %2 для оценки отклонений распределения любой последовательности величин годичных колец от нормального заданного.

Дендрохронологические исследования в США, кроме юго-запада, распространились и на другие районы континента: на побережье Тихого океана, на юго-западную Канаду, Восточный Орегон, в американскую Арктику и другие районы. Обширный и исчерпывающий обзор работ американских дендрохронологов до 1955 г. сделал У. Глок (Glock, 1955).
 
 

Дендрохронология в Европе

В Европе Дендрохронологические исследования стали развиваться значительно позднее, чем в США. Наиболее энергично они стали проводиться в Скандинавских странах и в ФРГ с конца 30-х -- начала 40-х гг. Причин медленного развития дендрохронологии в Европе довольно много, но есть две главные. Во-первых, деревья здесь не достигают такого значительного возраста, как в Америке. Древесные насаждения в Европе достигают возраста не более 300 лет, а отдельные деревья не превышают возраста 500 лет. Во-вторых, в Европе гораздо более сложны взаимосвязи климатических факторов, а это имело на первых порах значение, поскольку Дендрохронологические исследования здесь впервые начали применять лесоводы и ботаники.

Основным и единственным путем составления абсолютных дендрохро-нологических многовековых шкал в Европе является метод перекрестного датирования систем наложения серий образцов годичных колец ныне живущих деревьев на модели от памятников древней архитектуры, от объектов археологии и ископаемого дерева. Таким путем европейские Дендрохронологические шкалы составлены уже на протяжении в 1000 лег и более и могут быть продлены в древность на несколько тысячелетий.

За последние 20 лет в Европе наиболее энергично работала группа ученых школы Бруно Губера из Лесо-ботанического института Мюнхенского университета. В 1972 г. Б. Губер умер, а дендрохронологические исследования, начатые им, продолжаются в Лаборатории дендрохронологии Ботанического института Гогенгеймского университета в Штутгарте. Там их проводит с сотрудниками ученик Губера Б. Беккер. Большая работа в последние годы проводится сотрудниками лаборатории дендрохронологии Института биологии леса Гамбургского университета под руководством Д. Экштейна и И. Бауха. В ФРГ работает еще несколько небольших групп дендрохронологов в Геттингене, Трире и Кельне.

Б. Губер и его ученики применили метод перекрестного датирования систем наложения образцов от живых деревьев современного леса на образцы от деревянных конструкций архитектурных сооружений южных и юго-западных районов ФРГ. Порода древесины -- дуб. Наиболее полная шкала по количеству обработанной древесины простирается от современности до 832 г. (Huber, Giertz, 1969). Для тех же районов юга и югозапада Б. Беккер и В. Гирц -- Зибенлист в 1970 г. опубликовали дендрохронологическую шкалу по ели от современности до 820 г. (Becker, Giertz, 1970).

Для западных районов ФРГ Е. Хольштейн по отдельным образцам дуба удревнил шкалу Губера до 383 г. н. э. (Hollstein, 1965).

Для восточной части ФРГ в районе Везербергланда шкалу по дубу от современности до 1004 г. составил в 1972 г. А. Делорме (Delorme, 1972). Для севера ФРГ Д. Экштейн и И. Баух составили абсолютную дендрохронологическую шкалу по дубу от современности до 1266 г. н. э. (Eckstein, Bauch, Liese, 1970).

Норвежские дендрохронологи, достигнув значительных успехов в области теории и методики дендрохронологии (Ording, 1941, Aandstad, 1960), смогли составить абсолютные шкалы по сосне только до XIV-XV вв. П. Эйдем по соснам центральной Норвегии составил шкалу с 1424 по 1938 г. (Eidem, 1953), а по соснам восточной Норвегии -- абсолютную шкалу с 1383 по 1954 гг. (Eidem, 1959).

В Англии для южных районов И. Флетчер составил шкалу по дубу на основе дерева из архитектурных памятников с 850 до 1550 г. (Fletcher, 1974). Ведутся работы и в Ирландии в Лаборатории палеоэкологии Королевского университета в Белфасте (Baillie, 1973). Последние исследования М. Бейли позволили установить абсолютную хронологию для ирландского дуба протяженностью в 592 г. -- с 1381 до 1973 г. По этой шкале ирландские историки в настоящее время уточняют датировки средневековой архитектуры. На основе археологического дерева из раскопок в Дублине составлена относительная ("плавающая") хронология протяжением в 453 г. -- с середины IX до начала XIV вв. В Финляндии Г. Сирен составил по сосне абсолютную дендрохронологическую шкалу с 1181 по 1960 г. (Siren, 1961). В Австрии по лиственнице составлена абсолютная шкала протяжением в 638 лет -- с 1333 до 1971 г. (Brehте, 1951).

Начаты дендрохронологические работы и в других странах Западной Европы: в ГДР (Jahrig, 1972), в Польше (Feliksik, 1975), в Чехословакии (Vins, 1975), Дании (Bartholin, 1973), в Швеции (Jonsson, 1969), Нидерландах (Bauch, Eckstein, Meier-Siem, 1972) и в Швейцарии (Huber, 1967).
 

Рис. 1. Дендрохронологические шкалы Западной Европы

В Западной Европе в настоящее время действует около 20 лабораторий, как правило при ботанических учреждениях, где группы исследователей или отдельные ученые занимаются проблемами дендрохронологии.

В Центральной и Западной Европе преобладают дендрохронологиче-ские шкалы для лиственных пород, в основном дуба. Для южных районов ФРГ и альпийских областей составлены отдельные хронологии и для различных видов хвойных пород. Хронологии для дуба, хорошо разработанные на материалах юга и юго-запада ФРГ, пригодны для широкого региона: от Чехословакии на востоке до Нормандии и даже Южной Англии на северо-западе. Северо-западная и западная часть ФРГ и север ГДР подразделяются на небольшие регионы, так же как Дания и Нидерланды. В Скандинавии, в силу того что эта страна разрезана множеством гор, независимые хронологии устанавливаются по мелким регионам. В основном Дендрохронологические шкалы разработаны там по хвойным породам -- сосне и ели (рис. 1).
 

Дендрохронология на Ближнем Востоке

Очень перспективны Дендрохронологические работы в районах Ближнего Востока. Они были начаты в конце 50-х гг. группой ученых Аризонской дендрохронологической лаборатории под руководством Б. Баннистера. Начиная с 1950 г. Пенсильванский университет ведет раскопки города Гордиона -- древней столицы Фригии. Он расположен в Анатолии, в 110 км на юго-запад от Анкары. В 1957 г. был обнаружен большой могильник с огромными погребальными камерами, представляющими собой деревянные сооружения с двойными стенами, полом и двухскатной крышей. Стены были сложены из толстых, иногда неотесанных бревен сирийского можжевельника (Juniperus drupacea). В 1961 г. закончился сбор образцов, и Б. Баннистер, применяя метод перекрестного датирования, составил относительную хронологию протяжением в 806 лет (Bannister, 1970). Радиоуглеродные датировки, проведенные с большой методической тщательностью -- образцы на анализ по С14 -- брались только от заболони, т. е. внешних колец дерева. Они дали дату 740-700 гг. до н. э. Эта дата подтверждается обильным археологическим материалом. Таким образом, по образцам дерева из Гордиона была составлена "плавающая" дендрохронологическая шкала протяженностью с конца XVI в. до конца VIII в. до н. э.

В 1973 г. дендрохронологические работы были возобновлены сотрудниками Американского научно-исследовательского института в Турции под руководством П. Кунихольма. На материалах современного леса из разных районов Анатолии составлена абсолютная хронологическая шкала от 1296 до 1975 г. На основе деревянных колонн из сельджукских мечетей эта хронология удревнена до 1100 г. Собрана серия образцов от архитектурных памятников византийского времени. Среди них есть образцы от собора Софии в Константинополе, построенного в 532-537 гг., церкви Ирины, построенной одновременно с Софийским собором, и ряда других памятников. По этим образцам составлены относительные ("плавающие") хронологии для V-VI, VIII-IX и XI-XII вв. Составлена "плавающая" хронология по сосне обыкновенной протяжением в 297 лет -- с XXI до XVIII вв. до н. э. Образцы были собраны от построек, раскопанных в Акем Уюке, недалеко от Ашкара. Абсолютная дата этого памятника получена по С14.
 
 

Дендрохронология в Советском Союзе

В Советском Союзе усиленный интерес к дендрохронологическим исследованиям стал проявляться в течение последних 15-17 лет. Отдельные работы в этой области появлялись и раньше. В настоящее время в СССР в довольно значительном числе научно-исследовательских учреждений имеются небольшие группы или отдельные ученые, занимающиеся дендрохронологическими исследованиями (Шиятов, 1973).

Первая лаборатория была организована в 1959 г. в Институте археологии АН СССР (Колчин, 1962). Впоследствии были созданы группы в Лимнологическом институте СО АН СССР (Галазий, 1965), на географическом факультете МГУ (Турманина, 1968). В 1968 г. была создана лаборатория дендрохронологии и дендроклиматологии в Институте ботаники Литовской АН (Битвинскас, 1968). Работают группы в Институте экологии растений и животных Уральского НЦ АН СССР (Шиятов, 1972; Комин, 1968) в Ботаническом институте АН СССР (Ловелиус, 1970), в Главной геофизической обсерватории (Адаменко, 1968), в Лаборатории леса АН СССР (Молчанов, 1970), в Архангельском лесотехническом институте (Гортинский, 1968), в Ботаническом институте Украинской АН (Колищук, 1966). В 1972 г. в Тимирязевской сельскохозяйственной академии на кафедре лесоведения была создана лаборатория кибернетики живой природы, где работы по дендрохронологии являются важнейшими в общем профиле ее исследований (Нестеров, Розанов, 1975).

В большинстве перечисленных выше научных коллективов советских ученых, работающих в области дендрохронологии, основными темами исследований являются проблемы динамики прироста древесных пород в разных условиях местопроизрастаний и особенности связи динамики прироста насаждений с климатическими факторами. Применяют дендрохронологию при изучении динамики уровня вод в озерах и реках, времени извержения вулканов и землетрясений, реконструкции динамики ледников, схода селей и лавин и ряда других аспектов. Проводятся эти работы на моделях ныне растущих живых деревьев на основе дендрохронологических шкал протяженностью в 100-400 лет.

Составлением многолетних и многовековых шкал в Советском Союзе занимаются только в Институте археологии АН СССР (Колчин, Черных, 1975), в Дендроклиматохронологической лаборатории Института ботаники Литовской АН (Битвинскас, Дергачев, 1972) и в Институте экологии растений и животных Уральского НЦ АН СССР (Шиятов, 1975). Довольно длинная хронология по арче протяжением в 930 лет получена в Памирском ботаническом саду (Гурский, Каневская, Остапович, 1953).

Из множества характеристик, которые имеет годичное кольцо дерева дендрохронологи в настоящее время широко используют только одну -- его толщину в сопоставлении с толщинами предшествующих и последующих колец. В последние годы начинают применять новые методы оценки характеристик, например денситометрический метод, позволяющий определять плотность древесины каждого годичного слоя (Polge, 1970). Намечается использование еще таких параметров характеристик, как ранняя и поздняя древесина кольца, размеры клеток, соотношение различных типов тканей, объемный прирост и площадь сечения колец.

Возможности использования данных дендрохронологии значительны и с каждым годом развиваются. Показатели временной вариации годичного прироста применяют: а) в дендроклиматологии при изучении цикличности природных явлений (например солнечной активности и других космических явлений) и при датировке тех или иных явлений природы в прошлом; б) для абсолютного датирования с точностью до одного года в археологии, истории архитектуры и истории искусств.
 
 

Дендроклиматология

Наибольшее количество исследований в области дендроклиматологии проведено на материалах крайних пределов произрастания древесных насаждений, где лимитирующие прирост факторы проявляют свое действие наиболее полно. Многочисленными исследователями во всем мире установлено, что на верхнем и полярном пределах произрастания древесной растительности колебания годичного прироста в основном зависят от изменений термического режима вегетационного периода. В районах нижних и южных пределов произрастания влияет режим увлажнения. В зонах, благоприятных для роста древесных растений, т. е. в зонах умеренного климата, кольца прироста отражают комплексные показатели влажности и температур. По данным дендрохронологии можно довольно хорошо определять динамику стоков рек и ряда других природных факторов. В наиболее дендрохронологически изученных районах юго-западных областей США уже проведены работы по изучению пространственных и временных изменений климата за последние 500 лет (Fritts, 1965).

Начаты работы по поискам показателей связей между годичным приростом деревьев и характеристиками макроциркуляционных процессов в атмосфере (Адаменко, Ловелиус, 1968).

В области дендроклиматологии в последние годы выполнены сотни научно-исследовательских работ по очень многим проблемам динамики биосферы. Некоторый их обзор дан в работах Г. Фриттса (Fritts, 1967), Т. Битвинскаса (Битвинскас, 1974) и С. Шиятова (Шиятов, 1973).

С изучения цикличности солнечной активности начались планомерные работы по дендрохронологии в начале XX в. Особенно интенсивно эта проблема разрабатывалась в 20- 40-х годах. После войны солнечной активностью на основе дендрохронологической информации довольно много занимались в Европе. Неослабевающий интерес к изучению этой проблемы на материалах дендрохронологии объясняется возможностями выявлять не только кратковременные, но и долговременные, многовековые циклы (Schove, 1966).
 
 

Датировка

Дендрохронологический анализ годичного прироста у конкретного образца дерева позволяет определить с точностью до одного года время, когда данное дерево было срублено. По дендрохронологическим графикам определяется год, когда образовалось последнее внешнее кольцо, после чего в промежуток времени до следующего вегетационного периода дерево в лесу было срублено. Лес на постройки иных сооружений шел свежесрубленным, с выдержкой не более одного -- двух лет.

Первые опыты по применению дендрохронологии в археологическом датировании были проведены Дугласом в 20-х годах XX в. Эти работы были блестяще завершены в 1929 г. С тех пор Дендрохронологический метод датирования в американской археологии стал обязательным (Giddings, 1962).

Только одной Аризонской лабораторией к настоящему времени прода-тировано более 10 000 археологических образцов древесины с нескольких сот археологических памятников. На основании дендрохронологического датирования установлена абсолютная хронология поселений и городов индейцев в юго-западных районах США. Выделены четыре хронологиче-

ских этапа их жизни. Первый этап -- эпоха основания городов -- 750-950 гг. нашей эры, второй -- становление и развитие городов -- 950-1050 гг., третий -- период расцвета и упадка -- 1050-1300 гг. и, наконец, четвертый этап -- новый расцвет и гибель -- 1300-1650 гг.

В Западной Европе и особенно в ФРГ в последнее десятилетие проведены массовые работы по абсолютным датировкам памятников архитектуры XII-XVI вв. Группа дендрохронологов под руководством Б. Губера определила абсолютные строительные даты более чем 130 сооружений, в которых имелись деревянные конструкции (Huber, Siebenlist, Niess, 1964). Иногда дендрохронологические даты позволили обнаружить ошибки хронологии, допущенные современниками еще во времена строительства зданий. Например, на фронтоне каменной церкви святого Мартина в Ландшуте под Мюнхеном стоит дата 1432 г., которая обычно принимается за дату завершения строительства главного входа и церкви в целом. Дендрохронологическая датировка нескольких еловых лежней фундамента самого здания церкви показала, что бревна на лежни были срублены лишь в 1441 г., т. е. на 9 лет позднее указанной даты и, естественно, главный вход в церковь в 1432 г. быть построен не мог. Возможно, дата 1432 г. имеет другое значение (Becker, Giertz-Siebelist, 1970).

Особенно интересны работы ученых ФРГ по составлению дендрохронологических шкал по археологическим материалам. На поселении бронзового века Цуг-Сумиф в Швейцарии были собраны от построек образцы дуба и других пород дерева. Дендрохронологическая кривая составлена на 269 лет и относится к периоду, по радиоуглеродным датировкам, от 1282 до 1014 г. до н. э. (Huber, 1962).

Большую коллекцию удалось собрать в Швейцарии во время раскопок свайного поселения Бургашизее-Юг. Было собрано более 1000 образцов древесины лиственных пород, среди них -- 52% дуба, 23% ясеня и другие породы. По образцам древесины дуба была составлена относительная ("плавающая") хронология протяжением в 340 лет. Датировка по радиоуглероду наиболее молодых образцов дала время 2513-250 до н. э. Временной интервал этой шкалы таким образом простирается от 2853 до 2513 г. до н. э., т. е. охватывает почти всю первую половину III тыс. до н. э. (Huber, 1967).

Для районов Рейна, Мозеля и Мааса составлены хронологии по дубу, охватывающие образцы дерева латенского, римского и меровингского времени (Hollstein, 1967). Образцы брались в основном из связей и балок кельтских и римских мостов, колодцев, жилищ и древних фортификаций в Кельне, Майнце, Трире и других древних городах. Кривые годичного прироста очень хорошо накладывались и коррелировались между собой, несмотря на большое расстояние, например между Аахеном на севере и Аваншем на юге. Общая хронологическая шкала составлена на протяжении в 1056 лет. В этой шкале имеются образцы от римского моста в Кельне, который относится к началу IV в. и датируется условно 310 г. Таким образом, эта хронология простирается от 717 г. до н. э. до 339 г. н. э. Если будет заполнен пробел между 339 и 383 гг. н. э., то эта хронология будет охватывать 2690 лет с абсолютными датами.

В северных районах ФРГ и в Дании дендрохронологические исследования сосредоточены на археологических памятниках периода между 800 и 1200 гг. Большая коллекция дерева собрана на средневековом поселении Хайтабу, расцвет которого относится к эпохе викингов. Образцы древесины дуба взяты от жилых сооружений, мостовых, колодцев и оград. Составлена относительная хронология бытования этого поселения, она охватывает 205 лет, а всего кривая годичных колец всех образцов имеет протяженность в 550 лет (Eckstein, Liese, 1971).

Проводятся датировки отдельных сооружений и объектов. Например, в Бремене найден торговый корабль ганзейского времени. Дендрохронологический анализ выявил, что лес, шедший на строительство этого корабля, был срублен в 1378 г. (Liese, Bauch, 1965).

Особенно интересно применение дендрохронологии для датировки произведений искусства. Это касается прежде всего произведений живописи, выполненных на деревянных досках, а, как известно, средневековые художники, особенно голландские и фламандские мастера, довольно часто писали на досках. Этот анализ позволяет устанавливать нижний предел хронологии создания данного произведения. При хорошей сохранности у досок заболони можно устанавливать дату с точностью до одного года. Массовый анализ 300 картин 30 голландских художников, писавших на дубовых досках, показал, что между рубкой дерева и написанием картины проходило не более 5-8 лет. Ранее считали, что доски выдерживали 20 и более лет (Bauch, Eckstein, Meier-Siem, 1972).

Интересное исследование провели И. Баух и Д. Экштейн. Среди картин Рубенса, написанных на досках, есть картина К90, которая искусствоведами датируется 1620 г. Составив дендрохронологические шкалы этой и еще семи картин Рубенса, авторы исследования обнаружили, что доски картины К90 были срублены не ранее 1635 г. Картина не могла быть написана Рубенсом и в лучшем случае принадлежит лишь его школе (Bauch, 1971).
 
 

Биоэкологические основы дендрохронологии

Биоэкологическим основам дендрохронологии посвящена довольно обширная литература (Glock, 1937; Bannister, 1963; Вихров, Колчин, 1962; Битвинскас, 1974; Шиятов, 1973; Fritts, 1974). Этой проблеме был посвящен симпозиум на XII Международном ботаническом конгрессе в июле 1975 г. в Ленинграде. Поэтому нам на этих вопросах останавливаться нет смысла, а стоит лишь рассмотреть одну научно-методическую проблему.

Дендрохронологов и дендроклиматологов интересуют прежде всего два основных исходных момента, первое -- это положение во времени годичного кольца и его серий (т. е. его хронология), и второе -- наличие определенных связей, количественно измеряемых между характеристиками годичного прироста дерева и факторами внешней среды. Для оптимального решения этих задач предложено несколько основных принципов исследования предмета. Наиболее четко и сжато эти принципы сформулированы Г. Фриттсом в 1969 г. Этими положениями являются: закон лимитирующих факторов, принцип местообитания, принцип чувствительности, принцип перекрестного наложения (датирования) и массовость -- повторность (Fritts, 1969).

1. Закон лимитирующих факторов. Суть его заключается в том, что биологические процессы, в частности годичный прирост, не могут протекать активнее, чем это позволяет наиболее лимитирующий фактор. Если этот фактор в силу определенных причин переходит в разряд наиболее благоприятных, то скорость прироста будет возрастать до тех пор, пока другой фактор (или их группа) не станут лимитирующими. Следовательно, для дендрохронологического анализа предпочтительно брать образцы с таких деревьев, у которых величина годичного прироста так или иначе лимитируется каким-либо одним внешним фактором. Если на рост одновременно действуют несколько лимитирующих факторов, то при нахождении зависимости используются комплексные показатели. Этот принцип не может учитываться при дендрохронологических исследованиях, когда мы имеем дело с археологическим и архитектурным деревом.

2. Принцип местообитания. Образцы древесины для исследования желательно брать с таких местообитаний, где проявляются действия нам известных определяющих лимитирующих факторов. Например, если нам нужно по годичному приросту восстановить динамику осадков, то необходимо брать образцы с наиболее сухих местообитаний, где режим увлажнения определяется в основном атмосферными осадками. Этот закон мы учитываем в наших исследованиях, поскольку нам очень часто бывает известно, откуда могли привозить в древности для данного строительства лесоматериалы.

3. Принцип чувствительности. Чем сильнее ежегодная изменчивость величины годичного прироста, тем более надежным индикатором внешних условий является годичное кольцо. Для оценки степени чувствительности серий годичных колец применяатся специальный показатель -- коэффициент чувствительности (Fritts, 1969). Он определяется путем вычисления абсолютной разности соседних значений ширины годичного кольца, деленной на среднюю величину кольца в данной кольцевой серии. Коэффициент образца серии в целом берется как среднее значение коэффициентов всех колец серий. Диапазон изменчивости значений коэффициента отдельно взятых пар колец и серий колеблется от 0 до 2. Серия колец считается чувствительной, когда средний коэффициент превышает 0,3 (Ferguson, 1969).

4. Принцип перекрестного наложения является важнейшим и основополагающим исходным положением дендрохронологии. Древесные растения, произрастающие в пределах определенного региона, одинаково реагируют на изменения внешних факторов и имеют схожие закономерности в колебаниях величины годичного прироста. Поэтому у большинства деревьев в пределах однородного по климатическим факторам региона наблюдается синхронное изменение ширины годичных колец как во времени, так и в пространстве. В благоприятные годы у дерева образуются широкие кольца, в неблагоприятные -- узкие. При перекрестном наложении особенно показательны узкие кольца, когда прирост начинает в наибольшей степени лимитироваться тем или иным внешним фактором. Чем более чувствительно то или иное дерево, т. е. чем сильнее реагирует оно на основные климатические факторы, тем легче произвести синхронизацию годичного прироста и сделать наложение шкал колебаний годичного кольца у разных деревьев.

Чередование узких и широких годичных колец во времени неповторимо, поэтому совместить графики колебаний годичного прироста у сравниваемых деревьев можно лишь в пределах строго определенного участка дендрохронологической шкалы. Перекрестное наложение дендрохронологических шкал отдельных деревьев -- это сравнение сходных рисунков на графиках годичного прироста деревьев и определение точного места, где соответствие между ними найдено. Принцип перекрестного наложения дает возможность производить относительную и абсолютную датировку времени образования древесных колец у сравниваемых деревьев. Относительная датировка позволяет определять у сравниваемых деревьев кольца, которые образовались в один и тот же год, а следовательно, и вычислить, на сколько лет раньше или позже было срублено данное дерево по сравнению с другим. При абсолютной датировке определяется календарная дата образования того или иного кольца, а затем и всех колец образца, а вместе с тем и календарная дата рубки данного дерева. Величина минимального промежутка перекрестного наложения зависит от чувствительности и синхронности данных образцов. Практика перекрестного датирования показала, что для надежной датировки необходимо наложение одной кривой на другую на отрезке, не менее чем в 50 колец (Schulman, 1956; Колчин, 1963а), чем больше, тем, естественно, лучше.

Благодаря принципу перекрестного наложения мы имеем возможность расширять дендрохронологические шкалы на многие тысячелетия.

5. Последний принцип -- массовость -- не требует объяснений, так как принцип повторности является одним из основополагающих при перекрестном датировании. Еще более важен этот принцип при дендроклима-тологических исследованиях.
 
 

Методика исследований

Выше мы отмечали, что на ширину годичного кольца дерева влияет множество факторов. Но два из них имеют безусловно преобладающее и постоянное значение: а) изменение возраста дерева (интенсивный рост молодняка, жердняка, средневозрастного насаждения, замедление роста по достижении спелости, последующий очень медленный рост, а затем и отмирание старых деревьев); б) комплекс постоянно меняющихся климатических факторов, под воздействием которых изменчивость ширины годичных колец утрачивает плавность и приобретает колебательно-циклический характер.

Именно эти два фактора радиального прироста деревьев в континентальных широтах нашей планеты, где хорошо выражена изменчивость времен года, являются основой для дендрохронологических исследований. Первый из этих факторов -- влияние возраста на радиальный прирост -- приходится обязательно учитывать и исключать при исследованиях, чтобы избежать заведомых ошибок при выражении комплекса экологических факторов.

Для исключения фактора возраста и для приведения дендрохронологических данных в сопоставимые величины в практике наиболее часто применяют следующие методы и приемы.

    1. Исключение фактора возраста путем расчета годичного кольца относительно стандартной прямой линии, впервые предложенное Дугласом.
    2. Алгебраические расчеты линейных и нелинейных зависимостей радиального прироста в зависимости от возраста, предложенные А. Ордингом (Ording, 1941) и Т. Руденом (Ruden, 1945), затем развитые Г. Фриттсом и другими исследователями (Fritts, 1962).
    3. Методы средних скользящих, впервые примененные в дендрокли-матологических исследованиях С. Андштадом (Aandstad, 1934), продолженные А. Ордингом (Ording, 1941), Т. Руденом (Ruden, 1945) и в настоящее время широко используемые в Советском Союзе (Битвинскас, 1965).
    4. Методы полулогарифмических кривых. В лаборатории Института археологии АН СССР принят метод полулогарифмических диаграмм. В работах дендрохронологов ФРГ, Норвегии, ГДР и других стран, когда решаются вопросы археологического датирования, также применяется метод полулогарифмических кривых. Этот метод в дендрохронологии впервые применил при составлении дендрошкал Б. Губер (Huber, 1941), а впоследствии его математически обосновал Т. Руден (Ruden, 1945).

Метод полулогарифмических диаграмм основывается на положении, что величина изменения пропорциональна средней ширине годичного кольца. Если ширина одного годичного кольца a, а соседнего b, то отношение между ними можно выразить b/a=C. Различие между кольцами выражается как b-a, т. е. его можно выразить иначе формулой:

        b-а = ас-а = а(C-1).

Следовательно, это различие пропорционально а. С помощью логарифмов то же различие можно выразить так:

        log b - log a = log (ас) - log a = log С.

Таким образом, различие это независимо от а и пропорционально C. Следовательно, в полулогарифмическом графике различие между любыми двумя соседними годичными кольцами зависит не от их абсолютного размера, а от отношений их величин.

По этой шкале один и тот же процент изменения годичного прироста дает один и тот же угол наклона и одну и ту же длину отрезка кривой, независимо от абсолютной ширины кольца. На полулогарифмической кривой максимумы сглаживаются, а минимумы усиливаются. Это особенно важно, так как значительно облегчает визуальное сравнение кривых. А при работе с моделями археологического или архитектурного дерева, когда мы не знаем полной характеристики условий местопроизрастания данного образца и не можем их объединить в серии и стандарты, визуальное сравнение графиков является основным методом синхронизации кривых и перекрестного датирования. Для опытного дендрохронолога подобное графическое сравнение является решающим.

Диаграммы вычерчиваются на кальке или прозрачных пленках для удобства последующего сопоставления кривых на просвет. Для каждого образца вычерчивается один индивидуальный график.

Наиболее распространенным методом сравнения и синхронизации кривых в дендрохронологии является наложение двух кривых одна на другую. Чаще всего это делается сравнением на просвет одной кривой с другой. Такой путь имеет преимущество перед иными количественными методами своей возможностью учитывать весь ход и рисунок кривой, со всеми характерными для данного графика последовательностями спадов и подъемов прироста.

Трудности синхронизации начинаются с того, что последовательность годичных колец на разных срезах и даже разных радиусах одного среза ствола очень часто не совпадает друг с другом. Поэтому при синхронизации мы имеем дело не с поиском тождества, а установлением степени сходства, которая может лишь приближаться к 100%.

Кривые колебания годичных колец могут считаться совмещенными, а следовательно, и одновременными, когда число соответствий достигает максимума, а различий -- минимума. При этом имеет место общее правило: если два образца, каждый в отдельности, схожи с третьим, то они схожи и друг с другом.

При синхронизации мы должны найти такую меру, точнее, комплекс признаков и оценок, которые позволили бы нам решить задачу сопоставления однозначно.

Практика нашей пятнадцатилетней работы в области дендрохронологии с образцами дерева с археологических и архитектурных объектов показала, что надежная перекрестная датировка кривых годичных колец может быть получена при учете: а) всех данных и рисунка графика колебания прироста; б) данных археологической стратиграфии и хронологии; в) применения того или иного математического метода для количественной оценки сходства.

Б. Губер в одной из своих последних работ писал: "Кривая толщин годичных колец похожа на английский замок, к которому существует только один ключ, а именно -- вполне определенное время" (Huber, 1960). При этом наложить (датировать) можно только либо с точностью до года (одного годичного кольца), либо вообще не датировать.

В поисках такого ключа, в поисках места синхронизации кривой имеют очень большое значение "реперные" годы или, иначе, в принятой у нас терминологии -- "угнетения".

Под реперным годом или годами мы понимаем место на кривой, когда за последовательностью нормальных средних колец, сходных в общем по размерам, следует очень узкое или очень широкое годичное кольцо, которое указывает на какие-то нетипичные условия роста данного образца. Особенно важны годы, которые отличаются крутым падением или взлетом кривой.

Реперными годами большей частью являются годы с минимальным приростом, который чаще всего может быть связан с неблагоприятными климатическими условиями, достигающими крайнего напряжения. Кроме того, каждое одногодичное или двухгодичное угнетение имеет повторяющуюся последовательность годичных колец предшествующих или последующих лет, своеобразных микроциклов со своим собственным рисунком. Рисунок кривой с повторяющимися реперными годами на графике длиной в 80-100 лет является надежной оценкой полной синхронизации.

Учет археологических характеристик исследуемых образцов всегда имеет важное значение, а в некоторых случаях и решающее. Мы всегда знаем происхождение конкретных исследуемых образцов -- взяты ли они от сруба одного дома или одного настила мостовой улицы, лежали ли они в одном стратиграфическом горизонте и какая у них возможная разница во времени. Наконец, мы всегда знаем археологическую абсолютную датировку в пределах столетия того культурного слоя, в котором обнаружено данное сооружение или бревно.

Существует большое количество разнообразных математических методов для количественной оценки степени сходства двух кривых или шкал. Применение корреляционных методов не всегда дает твердые и правильные результаты. Работы М. И. Розанова показали, что высокие корреляционные связи получаются только между изменчивостью радиального прироста отдельных частей ствола одного дерева (коэффициент 0,88-0,97). Изменчивость же радиального прироста отдельных сучьев с радиальным приростом стволовой древесины, а также радиальный прирост стволов разных деревьев одного местопроизрастания характеризуется низкими коэффициентами корреляций, находящимися в пределах 0,6-0,7. Для синхронизации дендрохронологических данных по календарным годам как в численном выражении, так и в виде кривых, у нас успешно использовалась идея, выдвинутая Б. Губером (Huber, 1943) -- применить процент сходства изменчивости (Битвинскас, 1974). Так как ширина годичных колец деревьев не является постоянной, и размеры этих колец под влиянием внешних факторов формируются неодинаково, то можно учесть тенденцию их изменчивости в отношении одного к другому. Плюсом ( + ) мы отмечаем, что следующее годичное кольцо шире, и минусом (-) -- что следующее годичное кольцо уже. Если другое дерево находилось под влиянием того же комплекса внешних факторов, то тенденция изменчивости годичных колец у этих деревьев в определенный период должна быть сходной.

Процент сходства изменчивости кривых можно рассчитать по формуле:

        Cx=100 [(n-1)-k] /(n-1)

где n -- число годичных слоев; n-1 -- число интервалов между годичными слоями; k -- число случаев несходства (противоположных интервалов) ; Сх -- сходство между кривыми, выраженное в процентах.

Идеальная синхронность двух рядов чисел или двух кривых, вычисленных по данной формуле будет, когда Сх = 100%. Асинхронность кривых выражается цифрой меньше 50%. При большом числе членов в исследуемых рядах цифр, выражающих изменчивость ширины годичных сдоев в случайном сопоставлении этих рядов (не по календарным годам), процент сходства так же может приближаться к 50%.

Если сопоставляются дендрошкалы одной породы из одного района с абсолютно сходными условиями местопроизрастания, и они, естественно, синхронны по годам, процент сходства таких дендрошкал бывает довольно высоким. Сосна с совершенно одинаковыми условиями местопроизрастания из двух разных лесничеств дает процент сходства в 86%. Дендрошкала, отличающаяся по режиму влажности от первой шкалы, дает сходство с ней в 77%.

С увеличением расстояния между лесными массивами процент сходства у отдельных дендрошкал несколько снижается даже в тех случаях, когда сопоставляются дендрохронологические данные из сравнительно сходных условий местопроизрастания.

Поэтому у дендрохронологов, работающих с недатированными образцами древесины из неизвестных районов местопроизрастания, тем более что лес рублен несколько столетий тому назад, модели, не находящие себе места на дендрошкале, обычно составляют 15-30%.

Приведенная выше формула вычисления процента сходства кривых, конечно, не является единственной и даже лучшей из других возможных математических методов синхронизации. Но мы ей уделили особое внимание, так как она может дать хорошую основу для машинной обработки данных дендрохронологии. В этой формуле имеются только три символа: увеличение -- как раньше (одинаково)-- уменьшение, по которым очень легко составить соответствующий алгоритм с количественными характеристиками.

Для синхронизации кривых Д. Экштейн и И. Баух выбрали коэффициент параллельных вариаций, который в настоящее время может быть просчитан на ЭВМ. Данные погодичных замеров и кривой наносятся на перфокарту. Кстати, недавно фирма "Аддо" выпустила микроскоп, у которого во время замера абсолютных толщин годичных колец эти данные сразу заносятся на перфокарту (Eckstein, Bauch, 1969). Последовательность выполнения программы на параллельную вариацию с помощью ЭВМ авторы описывают в упомянутой статье. По этой программе Д. Экштейн и И. Баух уже провели несколько датировок археологических и архитектурных объектов.

В дендрохронологической группе Института экологии растений и животных Уральского НЦ АН СССР для обработки деревьев, произрастающих в пессимальных условиях, у которых обычно слабо выражается биологическая кривая, а также деревьев неизвестного происхождения (археологическое и архитектурное дерево) предложен новый метод определения индекса. В этом приеме за 100%-ную норму берется не кривая среднегодичного прироста, как у С. Андштада, а кривая максимального прироста, которая проходит через вершины максимальных значений ширины кольца (Шиятов, 1970). Автор считает, что такая кривая вариаций годичного прироста дает возможность более четко выявлять вековые колебания индексов прироста, а это очень важно, если мы имеем дело с отдельными моделями.

Выражение изменчивости годичного прироста в виде кривой по года является наиболее распространенным методом в мировой практике ден, рохронологии. Но американскими дендрохронологами в 30-х годах бы, предложен еще метод выражения изменчивости ширины годичных колец -- это построение минимум-диаграмм или так называемых "скелетных" графиков (Clock, 1937). Эта диаграмма строится на каждый обра зец и в ней отмечаются узкие годичные кольца в виде вертикальных линий, масштаб которых соответствует величине угнетения: чем уж кольцо, тем длиннее линия.

Позже В.Е.Вихров и Б.А.Колчин предложили строить подобную диаграмму, назвав ее спектром угнетений, для серий синхронных образцов (50, 100, 500, 1000 образцов и т. п.) на основании графиков, беря за масштаб выражения две величины -- повторяемость данного угнетения в серии и его относительное значение (Вихров, Колчин, 1962).

В конце 60-х годов Т.Т.Битвинскас предложил составлять спектризменчивости годичных колец для совокупности насаждений. В отличие от нашего спектра угнетений, Т. Т. Битвинскас в этих спектрах графически отмечал по данным годичных индексов прироста степень изменчивости величины межслойных интервалов из года в год в процентах (Битвинскас, 1974).

В начале 70-х годов польские археологи Института истории материальной культуры Польской АН начали плановые работы по дендрохронологии под руководством М. Домбровского и К. Тюк. Работы велись на археологическом дереве из Ополья, столицы удельного княжества Пястов. Древности этого города датируются концом X-- началом XIII вв.

Для выражения вариаций годичного прироста и синхронизации годичных колец был принят "скелетный" график Глока, но значительно модифицированный. Масштабом линий диаграммы (линий спектра) было взято отношение б/а, где б -- прирост в миллиметрах данного года, а -- прирост предыдущего года. Это отношение стало относительной мерой различия годовых колец. Для расчета самих спектров и, самое главное, для их синхронизации были применены ЭВМ (ОДРА 1202), для которых была составлена специальная программа. За основу спектра при синхронизации были взяты линии минимумов от 0,71 и ниже.

Для абсолютного датирования "плавающей" опольской дендрохроно-логической шкалы была привлечена новгородская абсолютная дендро-хронологическая шкала. Польские дендрохронологи обработали своим методом данные по ширине годичных колец 99 новгородских деревьев с абсолютной хронологией. Данные замеров этих деревьев нами опубликованы (Колчин, 1963а). В итоге обработки новгородских и опольских величин годичных колец были составлены спектры угнетений и затем на ЭВМ произведена их синхронизация. Оказалось, что год 273 на относительной шкале Ополья соответствует 1217 г. абсолютной новгородской шкалы (Dabrowski, Ciuk, 1972). Таким образом, шкала древнего Ополья получила абсолютную хронологию. Эта хронология полностью подтверждается археологическими материалами и стратиграфией Ополья.

Трудно переоценить перспективы дендрохронологии и ту информацию о прошлом, которую она дает, а в дальнейшем будет давать еще больше, для изучения динамики природных явлений, составления долгосрочных прогнозов макроклиматических факторов среды и сверхдолгосрочных прогнозов состояния природы. Но прежде, чем читать летопись природы и строить многовековые прогнозы, весьма важной проблемой остается разработка самих хронологий годичных колец и составление многовековых массовых дендрохронологических систем.

Дендрохронологические системы мы можем строить на основе наиболее старых, ныне живущих в лесах деревьев, и на основе археологической и ископаемой (болотной) древесины. В работе мы рассматриваем дендрохронологию массового археологического дерева хвойных пород --сосны и ели -- лесной зоны Восточной Европы. Наша дендрохронологи ческая шкала составлена на протяжении и двенадцати веков, начиная с 788 г. н. э. до современности.



Вернуться на страницу "Фоменкология"