Дендрохронология – это научная дисциплина, которая занимается датировкой годичных колец деревьев и связанных с ними событиями, изучением влияния экологических факторов на величину прироста древесины, анатомическую структуру годичных слоев и их химический состав, анализом содержащейся в годичных слоях информации для целей реконструкции условий окружающей среды.

​

Основные принципы дендрохронологии заимствованы из общей экологии. Они не раз приводились в различных изданиях, но тем не менее, повторим. 

     Закон лимитирующих факторов: биологические процессы, в частности рост древесных растений, не могут протекать быстрее, чем это позволяется внешним (влага, температура, свет, двуокись углерода, кислород, минеральные вещества) или внутренним (ферменты и др.) фактором, находящимся в минимуме. В случае если данный фактор в силу каких-либо причин переходит в разряд оптимальных, скорость роста будет увеличиваться до тех пор, пока другой фактор (или факторы) не станет лимитирующим. Таким образом, для дендрохронологического анализа наиболее пригодны те деревья, на прирост которых оказывает влияние тот или иной лимитирующий фактор, в предельном случае – только один.

     Принцип отбора районов и место обитаний.  Является составной частью закона лимитирующих факторов и требует, чтобы при проведении дендрохронологических исследований образцы древесины брались у деревьев, которые произрастают в неблагоприятных и экстремальных климатических и почвенно-грунтовых условиях, где наиболее полно проявляется действие лимитирующих факторов.

     Принцип чувствительности. В благоприятных для роста деревьев районах формируются широкие годичные кольца, а величина прироста между соседними годами колеблется в незначительных пределах, т.е прирост деревьев не отражает изменчивость условий в окружающей среде. В неблагоприятных для произрастания деревьев условиях кольца прироста узкие, их ширина значительно колеблется от года к году, часто наблюдается выпадение колец. Такие серии называют чувствительными. Чем сильнее погодичная изменчивость величины прироста деревьев, тем более надежным индикатором изменений условий среды она является.

     Принцип перекрестного датирования. Является важнейшим в дендрохронологии и основывается на том, что древесные растения, произрастающие в пределах однородного в климатическом отношении района, величиной прироста сходно реагируют на изменения лимитирующих климатических факторов, в связи с чем у таких деревьев наблюдается синхронная изменчивость ширины годичных колец. Это позволяет производить абсолютную и относительную датировку каждого кольца с точностью до года у сравниваемых индивидуальных древесно-кольцевых хронологий, а также продлевать хронологии далеко в глубь веков.

     Принцип повторности. Использование информации не с одного, а с ряда модельных деревьев является непременным условием точной датировки колец, построения надежных древесно-кольцевых хронологий и производства более точной реконструкции условий среды.

    Принцип униформизма (актуализма). Физические и биологические процессы, вызывающие изменения в росте дерева под воздействием факторов окружающей среды в настоящее время, вызывали подобные изменения в прошлом. Это позволяет широко использовать древесно-кольцевые хронологии для реконструкции прошлых условий окружающей среды [Шиятов и др., 2010].

​

Датирование годичных колец. Это одна из первостепенных задач дендрохронологии. Осуществляется с помощью метода перекрестной датировки (cross-dating method), основанного на использовании неповторимого во времени рисунка годичных колец древесины. Этот метод был впервые использован Д. Кюхлером, а окончательно разработан и широко внедрен в практику дендрохронологических работ А. Дугласом в 1911 г. [Douglass, 1919]. В этом случае, перекрестная датировка – это сравнение рисунков колец у различных деревьев и выбор точного места, где найдено соответствие в характере изменчивости показателей радиального прироста между рассматриваемыми образцами. Данный подход позволяет выявлять нарушения синхронности в пределах отдельных временных интервалов и тем самым определять точное положение ложных и выпавших колец. Метод перекрестного датирования позволяет получать относительные и абсолютные даты формирования слоев годового прироста. Относительная датировка заключается в определении положения серий прироста измеренных образцов относительно друг друга, при этом календарное время формирования годичного кольца ни у одной серии не известно . Это позволяет, например, выяснить, на сколько лет позднее или раньше было срублено (или погибло) то или иное дерево по сравнению с другим. Как правило, в этом случае результатом работы является построение "плавающей" хронологии.

Абсолютная (календарная) датировка включает в себя точное определение календарной даты всех годичных колец у исследуемых образцов. Она может быть проведена только в случае, если известна календарная дата хотя бы одного образца, кольцевая хронология которого перекрестно датируется с другими кольцевыми хронологиями. Применение метода перекрестной датировки позволяет не только датировать кольца деревьев, но продлевать их далеко в глубь веков, использовать древесину давно усохших или срубленных деревьев, сохранившуюся на поверхности, и древесину, погребенную в природных отложениях и в культурных слоях археологических памятников.

В настоящее время для выполнения относительных и абсолютных датировок используют специальные пакеты программного обеспечения. Программа TSAP позволяет выполнять процедуру датировки и графический контроль датировки, с целью выявления ложных и выпавших колец [Rinn, 1999]. Бесплатный пакет DPL [Библиотека дендрохронологического программного обеспечения, Holmes, 1983], входящая в этот пакет программа COFECHA являются наиболее надежным способом контроля качества проведенных датировок.

​

Широкое использование годичных колец для решения многообразных научных и практических задач связано с тем, что древесные растения являются самыми долгоживущими на суше организмами. Основные достоинства метода заключаются в следующем:

- высокая разрешающая способность древесно-кольцевых хронологий (до года и сезона) благодаря наличию хорошо различимых регистрирующих структур (годичных колец);

- возможность абсолютной и относительной датировки годичных колец как у живых, так и давно отмерших деревьев;

- возможность получения как прямой (величина прироста, структура и состав древесины), так и косвенной информации (реконструированные параметры условий внешней среды);

- возможность получения длительных и непрерывных хронологий (сотни и тысячи лет);

- наличие в древесно-кольцевых хронологиях сильных сигналов, объясняемых изменчивостью внешней среды;

- возможность выявления колебаний различной длительности (погодичные, внутривековые, вековые) в изменчивости различных характеристик прироста деревьев и факторов внешней среды;

- возможность получения информации для огромных территорий суши;

- возможность получения массовых материалов и широкого использования математико-статистических методов для оценки и анализа древесно-кольцевых хронологий.

К основным недостаткам метода относятся:

- не всегда возможно выявить колебания и тренд в хронологиях, длительность которых превышает возраст использованных деревьев;

- невозможность датировки годичных колец и надежной реконструкции параметров внешней среды в случае получения информации с одного или небольшого числа деревьев;

- различия в реакции прироста дерева на разных этапах онтогенеза на одни и те же факторы внешней среды и в случае резкого и быстрого изменения климатических и почвенно-грунтовых условий [Шиятов и др., 2010].

​

Древесно-кольцевая хронология представляет собой дискретный временной ряд длительностью от нескольких лет до многих тысячелетий, характеризующий тот или другой показатель годичного прироста, физико-механические свойства, анатомическую структуру и химический состав древесины. В зависимости от целей исследования используются различные виды древесно-кольцевых хронологий. При датировке исторической и археологической древесины, а также различного рода катастрофических событий в основном используются индивидуальные хронологии, т.е. хронологии, полученные с одного дерева или кустарника. Для реконструкции климатических и гидрологических условий используются обобщенные и генерализированные хронологии, т.е. хронологии, построенные путем использования достаточно большого числа деревьев, принадлежащих к одному или нескольким видам и произрастающих в одном или нескольких типах местообитаний. Хронологии также могут быть подразделены на локальные, региональные и глобальные, которые характеризуют прирост деревьев и условия внешней среды на территориях различного масштаба.

Процедура дендрохронологического анализа приводит, в конечном счете, к созданию относительной («плавающей», по анализируемому памятнику) и абсолютной древесно-кольцевой (привязанной к современному летоисчислению) хронологии. В рамках относительной хронологии можно определить, на сколько лет позднее или раньше было срублено (или погибло) то или иное дерево относительно другого, а соответственно, на сколько лет позднее или раньше его использовали в той или иной конструкции. Однако более полноценной хронологией является абсолютная, которая включает в себя точное определение календарной даты всех годичных колец у исследуемых образцов. Она может быть получена только в случае, если известна календарная дата хотя бы одного образца, кольцевая хронология которого перекрестно датируется с другими кольцевыми хронологиями.

Как правило, археологические хронологии изначально являются «плавающими». Для придания им календарного характера в литературе предлагается целый арсенал различных методов, включающих нумизматические и другие узко датированные находки, документальные сообщения о строительстве, летописные данные о пожарах, своеобразные характеристики колец в отдельные отрезки времени, радиоуглеродный анализ и пр. Известно, что для абсолютной привязки новгородской шкалы использовали летописные данные о годах постройки конкретных церквей, из которых имелись образцы древесины [Колчин Б.А., Черных Н.Б., 1977. С. 34–36]. Очевидно, что наиболее надежным является перекрестное датирования относительной хронологии, полученной по археологической или ископаемой древесине с календарно привязанной хронологией по району исследования. В результате достигается продление длительных абсолютных хронологий, которые в свою очередь служат в дальнейшем надежным инструментом датирования событий природной и общественной истории. [Шиятов и др., 2000].