Snow Cover as a Factor of Growth of Annual Tree Rings under Contrasting Environmental Conditions of the West Siberian Plain

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The results of the analysis of the relationship between the width of annual tree rings of various woody plants and snow cover characteristics are presented: the dates of setting-up and destruction (loss) of stable snow cover, the duration of its existence, the thickness and water content of snow cover for the period of maximum snow accumulation. The studied areas are the forest-tundra zone, the northern taiga subzone, the southern forest-steppe subzone, and the dry steppe subzone within boundaries of the West Siberian Plain. Data from observations of snow cover on routes and meteorological sites of Roshydromet for 1966–2020 (for forest tundra and northern taiga) and 1966–2018 (for forest-steppe and dry steppe) together with dendrochronological samples obtained by the authors in these natural zones and subzones were used for this study. It was found that the thickness and water content of the snow cover play greater role for the radial growth of trees in the forest-tundra and dry steppe as compared to the northern taiga and southern forest-steppe. In the dry steppe, the trees of the upper parts of the low ridges and flat interfluves (plakors) are more sensitive to these snow cover characteristics, while in the forest-tundra this is important for the lower parts of the slopes. The dates of destruction of stable snow cover are more significant in the southern regions than in the northern ones. In the southern forest-steppe, the early loss of the snow cover increases the rate of growth of tree rings, while in the dry steppe it weakens it. The dates of setting-up of the stable snow cover are more important for the growth of trees compared to the dates of its loss, especially in the forest-tundra and southern forest-steppe since the later it starts, the greater the growth of trees. Importance of the duration of the period with stable snow cover for tree growth is higher in the southern regions. Its increasing in the southern forest-steppe reduces the growth of trees but increases in the dry steppe.

About the authors

N. I. Bykov

Institute for Water and Environmental Problems, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: nikolai_bykov@mail.ru
Russia, Barnaul

A. A. Shigimaga

Institute for Water and Environmental Problems, Russian Academy of Sciences

Email: nikolai_bykov@mail.ru
Russia, Barnaul

N. V. Rygalova

Institute for Water and Environmental Problems, Russian Academy of Sciences

Email: nikolai_bykov@mail.ru
Russia, Barnaul

References

  1. Bykov N.I. Dendroindication of the long-term dynamics of the elements of the nival-glacial complex. Problemy rekonstruktsii klimata i prirodnoy sredy golotsena i pleystotsena Sibiri. Problems of reconstruction of the climate and natural environment of the Holocene and Pleistocene of Siberia. Novosibirsk: Publishing House of the Institute of Archaeology and Ethnography of the Russian Academy of Sciences, 1998. P. 51–55 [In Russian].
  2. Bykov N.I., Popov E.S. Nablyudeniya za dinamikoy snezhnogo pokrova v OOPT Altaye-Sayanskogo ekoregiona (metodicheskoye rukovodstvo). Observations on the dynamics of snow cover in the protected areas of the Altai-Sayan Ecoregion (methodological guide). Krasnoyarsk, 2011: 64 p. [In Russian].
  3. Bykov N.I., Chernykh D.V., Pershin D.K., Biryukov R.Yu., Lubenets L.F., Zolotov D.V. Spatial and temporal variability of snow cover in the southern forest-steppe of the Upper Ob. Led i Sneg. Ice and snow. 2022, 62 (3): 343–359 [In Russian]. https://doi.org/10.31857/S2076673422030136
  4. Bykov N.I., Shigimaga A.A., Ilyasov R.M. Peculiarities of radial growth of woody plants in the forest-tundra of the Yamalo-Nenets Autonomous Okrug. Nauchnyy vestnik Yamalo-Nenetskogo avtonomnogo okruga. Scientific Bulletin of the Yamalo-Nenets Autonomous Okrug. 2022, 115 (2): 98–112. https://doi.org/10.26110/ARCTIC.2022.115.2.006. [In Russian].
  5. Vaganov E.A., Shiyatov S.G., Mazepa V.S. Dendroklimaticheskiye issledovaniya v Uralo-Sibirskoy Subarktike. Dendroclimatic research in the Ural-Siberian Subarctic. Novosibirsk: Nauka, 1996: 246 p. [In Russian].
  6. Demina A.V., Belokopytova L.V., Andreev S.G., Kostyakova T.V., Babushkina E.A. Dynamics of radial growth of Scots pine (Pinus sylvestris L.) as an indicator of the hydrothermal regime of the forest-steppe of Western Transbaikalia. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal. Siberian Ecological Journ. 2017, 24 (5): 553–566 [In Russian].
  7. Route snow surveys. Retrieved from: http://meteo.ru (Last access: 20 May 2022) [In Russian].
  8. Nikolaev A.N., Skachkov Yu.B. Influence of snow cover dynamics on the growth and development of forests in Central Yakutia. Kriosfera Zemli. Cryosphere of the Earth. 2011, XV (3): 71–80 [In Russian].
  9. Nikolaev A.N., Skachkov Yu.B. Influence of snow cover and temperature regime of permafrost soils on the radial growth of trees in Central Yakutia. Zhurnal Sibirskogo federal’nogo universiteta. Seriya: Biologiya. Journ. of the Siberian Federal University. Series: Biology. 2012, 5 (1): 43–51 [In Russian].
  10. Snow cover characteristics (daily data). Retrieved from: http://meteo.ru (Last access: 20 May 2022) [In Russian].
  11. Shiyatov S.G., Vaganov E.A., Kirdyanov A.V., Kruglov V.B., Mazepa V.S., Naurzbaev M.M., Khantemirov R.M. Metody dendrokhronologii. Methods of dendrochronology. Ch. I. Krasnoyarsk: Publishing House of Krasnoyarsk State University, 2000: 80 p. [In Russian].
  12. Dolgova E. A., Solomina O. N., Matskovsky V. V., Cherenkova E.A., Semenyak N.S. Climate signal strength in tree-ring width of spruce growing in the Solovetsky Islands (Russia). Dendrochronologia. 2022: 76. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2022.126012
  13. Gedalof Z., Smith D.J. Dendroclimatic response of mountain hemlock (Tsuga mertensiana) in Pacific North America. Canadian Journ. of Forest Research. 2001, 31: 322–332.
  14. Falarz M. Tree-Ring Widths and Snow Cover Depth in High Tauern. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2017, 95 (6): 062005. https://doi.org/10.1088/1755-1315/95/6/062005
  15. Hart S.J., Smith D.J., Clague J.J. A multi-species dendroclimatic reconstruction of Chilco River streamflow, British Columbia, Canada. Hydrological Processes. 2010, 24: 2752–2761.
  16. Kirdyanov A., Hughes M., Vaganov E., Schweingruber F., Silkin P. The importance of early summer temperature and date of snow melt for tree growth in the Siberian Subarctic. Trees. 2003, 17: 61–69.
  17. Li Qin, Yujiang Yuan, Ruibo Zhangriver, Wenshou Wei, Shulong Yu, Ziang Fan, Feng Chen, Tongwen Zhang, Huaming Shang Tree-ring response to snow cover and reconstruction of century annual maximum snow depth for Northern Tianshan mountains, China. Geochronometria. 2016, 43: 9–17.
  18. Owczarek P., Opała M. Dendrochronology and extreme pointer years in the tree-ring record (AD 1951–2011) of polar willow from southwestern Spitsbergen (Svalbard, Norway). Geochronometria. 2016, 43: 84–95.
  19. Rygalova N.V., Bykov N.I., Shigimaga A.A. Radial Growth of Woody Plants in Extrazonal and Anthropogenic Landscapes of the Dry Steppe of the Western Siberian Plain. Arid Ecosystems. 2022, 12: 61–67. https://doi.org/10.1134/S2079096122010097
  20. Sanmiguel-Vallelado A., Camarero J.J., Gazol Antoni, Morán-Tejeda E., López-Moreno J.I. Detecting snow-related signals in radial growth of Pinus uncinata mountain forests. Dendrochronologia. 2019, 57: 125622. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2019.125622
  21. Schmidt N.M., Baittinger C., Kollmann J., Forchhammer M.C. Consistent dendrochronological response of the dioecious Salix arctica to variation in local snow precipitation across gender and vegetation types. Arctic, Antarctic and Alpine Research. 2006, 38 (2): 257–262.
  22. Schmidt N.M., Baittinger C., Kollmann J., Forchhammer M.C. Consistent dendrochronological response of the dioecious Salix arctica to variation in local snow precipitation across gender and vegetation types. Arctic, Antarctic and Alpine Research. 2010, 42: 471–475.
  23. Vaganov E.A., Kirdyanov A.V., Schweingruber F.H., Silkin P.P. Influence of snowfall and melt timing on tree growth in subarctic Eurasia. Nature. 1999, 400: 149–151. https://doi.org/10.1038/22087
  24. Watson E., Luckman B.H. An investigation of the snowpack signal in moisture-sensitive trees from the Southern Canadian Cordillera. Dendrochronologia. 2016, 38: 118–130.
  25. Woodhouse C.A. A 431-yr reconstruction of western Colorado snowpack from tree rings. Journ. of Climate. 2003, 16: 1551–1561.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (64KB)
4.

Download (64KB)
5.

Download (72KB)
6.

Download (70KB)
7.

Download (226KB)

Copyright (c) 2023 Н.И. Быков, А.А. Шигимага, Н.В. Рыгалова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».