Eesti Looduse fotovõistlus
1/2012



artiklid
Mida kasulikku annab aastarõngaste uurimine?

Eestis on puude aastarõngaste uurimisel mitmeid rakendusi. Puithoonete ja -esemete dendrokronoloogiliseks dateerimiseks peavad proovid vastama teatud nõuetele, siis saab õnnestumise korral teada objekti täpse vanuse.

Puud on keskkonnaregistriteks
Dendrokronoloogia uurimisobjektiks on puude aastarõngad. Puude aastarõngastest
saadavat teavet kasutatakse väga erinevate küsimuste lahendamiseks nii metsanduses kui ka muudel aladel. Nimetagem kasvõi kliimauurimist, kus pikad aastarõngaread aitavad selgitada muutuste käiku.

Kihilise ehitusega puutüved on tegelikult omalaadsed looduslikud keskkonnaregistrid, mis registreerivad ja salvestavad keskkonna muutusi. Need salvestised säilivad sadu ja isegi tuhandeid aastaid. Erinevalt tänapäeva elektroonilistest andmekandjatest, kus kiiresti muutuvad nii andmekandjad kui ka kasutatavad andmeformaadid, jääb puude aastarõngaste „formaat” samaks. Eeldatavalt on ka tuhandeaastases puidus paistvad triibud aastarõngad, mille laius ja muud parameetrid kajastavad kasvamise aegseid keskkonnatingimusi. Veidi üldistatumalt võime aastarõngaste fenomeni võtta kokku kolme teesiga: 1) puidu tsüklilise kasvamise tagajärjel tekivad selles silmaga eristatavad ja mõõdetavad kasvukihid, 2) iga kiht vastab ühele kasvuaastale, 3) kasvukihtide laius oleneb kasvutingimustest. Puutüve ristlõikes avaneva pildi järgi kutsutakse neid kasvukihte aastarõngasteks. Praktika on näidanud, et need kolm teesi on tõesed, kuigi, nagu ikka, ei ole olemas absoluutset tõde. Leidub erandjuhtumeid. Lisan teesidele mõned kommentaarid.
1. Silmaga eristatavad kasvukihid on eelkõige okaspuudel. Lehtpuudel, eriti hajussoonelistel, võivad kasvukihid olla raskemini eristatavad, nähtavad on need luubi abil või mikroskoobis. Maailmas leidub siiski ka puitu, mis ei ole kihilise ehitusega. Nendel me siin ei peatu.
2. Lihtne on kontrollida kasvukihtide arvu vastavust aastatele, kui loendada teadaoleval aastal külvatud või istutatud puude aastarõngaid. Erandlikult võib esineda juhtumeid, kus puu on mõnel aastal jätnud kasvukihi moodustamata. Selliseid juhtumeid ei ole palju (mõne protsendi piires), neil on enamasti kindlad põhjused ning vahelejäänud aastarõngaid on võimalik dendrokronoloogiliste meetoditega avastada.
3. Puude vanuse toime varjutab enamasti kasvutingimuste mõju aastarõngaste laiusele: puutüve siseosas olevad laiad aastarõngad ei tulene üliheadest kasvutingimustest, mis hiljem järjest halvemaks on muutunud, vaid hoopis puu suurenevast vanusest ja tüve lisanduvast jämedusest. Juurdekasvu üldise vanuselise vähenemise tendentsi foonil esinevad laiemate ja kitsamate aastarõngastega lõigud viitavad keskkonnasündmustele ja iga-aastase ilmastiku mõjule (joonis 1). Nende mõjude eristamiseks kasutatakse dendrokronoloogias vastavaid meetodeid.

Dendrokronoloogilise dateerimise usaldatavus
Aastarõngaste uurimist rakendatakse ehitiste vanuse määramisel, mis põhineb aastarõngalaiuste ridade võrdlemisel ja sarnasuse otsimisel. Miks peaksid puude aastarõngaread olema omavahel sarnased? Eks ikka ilmastiku pärast, mis põhjustab kord laiemate, kord kitsamate rõngaste kasvamist. Selle tagajärjel tekib puudel iseloomulik aastarõngalaiuste muster, mille järgi saab öelda, kas võrreldavad puud on kasvanud ühel ajal või mitte. Uuritava palgi aastarõngamustri kõrvutamisel pika aastarõngalaiuste kronoloogiaga leitakse mustri sarnasuse järgi rea asend ajateljel. Viimane rõngas viitab kalendriaastale, millal puu langetati ja sellest saadud palk ehitises kasutamist leidis.
Pikkade aastarõngalaiuste kronoloogiate koostamist selgitab hästi joonis 2 (Horisont 2002, 1). Pildil tundub kõik ilus ja lihtne: võtame puuketta, sobitame sellega järgmise ketta mustri, sellega omakorda järgmise ja nii edasi kasvõi aegade alguseni! Paraku see täpselt nii ei käi. Selle põhimõttelise skeemi juurde tuleb lisada mõned selgitused. Esiteks. Aastarõngalaiuste kronoloogiaid ei koostata üksikute puude aastarõngaridade järgi. Metsast või ehitise palkidest on vaja võtta vähemalt kümmekond puiduproovi, mille aastarõngaridade keskmist kõrvutatakse teiste ehitiste palkide ridade keskmistega. Teiseks. Aastarõngaridade usaldatava sarnasuse tõendamiseks peab ridade kattuvus olema vähemalt 70 aastat. Kolmandaks. Ridade sarnasust ei hinnata ainult silma järgi graafikutelt, vaid ka statistiliste sarnasusnäitajate abil (Pearsoni korrelatsioonikordaja, Studenti t-kriteerium, samasuunaliste muutuste protsent).
Seesama skeem selgitab ühtlasi puidu dendrokronoloogilise dateerimise põhimõtet. Mistahes puitkonstruktsioonist või -esemest pärit aastarõngalaiuste rida saab kõrvutada teadaoleva vanusega aastarõngareaga (referentsreaga) ja määrata selle positsioon ajateljel. Nii dateeritakse talu- ja linnamaju, mõisahooneid ja kirikuid (Läänelaid 2000, 2002, 2011). Peenematest puidupaladest on aastarõngaste järgi dateeritud ka näiteks maalitahvleid, puitskulptuure ja viiuleid (Läänelaid 2006). Kõiki nimetatud objekte on edukalt dateeritud ka Eestis. Vahel on minu käest küsitud, kui suur on dendrokronoloogilise dateerimise usaldatavus ja täpsus. Usaldatavuse määrab suuresti dendroproovide päritolu, arv ja kvaliteet. Proovide päritoluna võib käsitleda ka puuliiki. Eestis tuleb dateerida enamasti ehituspuitu, milleks on männi- või kuusepalgid. Männipuit on sageli paremini dateeritav kui kuusepuit. Tundub, et männi aastarõngad kajastavad paremini ühiseid kasvutegureid, kuna kuuse aastarõngaste laiust mõjutavad selle kõrval oluliselt ka kohalikud tegurid. Kesk-Euroopas on dendrokronoloogide poolt üks enim uuritav ehituspuidu liik harilik tamm. Meil tuleb seda ette vaid pisiesemete materjalina või siis sissetoodud esemetena, nagu näiteks maalitahvlid. Kõik need kolm puuliiki – mänd, kuusk ja tamm – on Eestis dateeritavad, kuna nende kohta on praeguseks koostatud üsna pikad võrdluskronoloogiad.
Mõnede teiste Eesti puuliikide kohta on küll koostatud aastarõngalaiuste kronoloogiaid, kuid ainult kasvavate puude põhjal, nagu näiteks lehis (valdavalt euroopa lehis), pärn (suurelehine ja läänepärn), arukask, sanglepp jt. Miks ei ole tehtud nende puuliikide pikki aastarõngalaiuste kronoloogiaid? Põhjusi on mitu. Kuna neid ei kasutata meil ehitus 23puiduna, siis varasemat puitu kasvavate puude ridade pikendamiseks peaaegu ei leidu. Peale selle on nimetatud lehtpuude aastarõngaread küllaltki lühikesed. Lisaks on n.ö. tehnilisi põhjusi – hajussooneliste liikidel on aastarõngad raskesti eristatavad ja mõnel aastal aastarõngast ei moodustugi. Nende puuliikide aastarõngad sobivad paremini mitmesuguste ökoloogiliste küsimuste uurimiseks.

Kas üks palgiots on vanuse leidmiseks piisav?
Uurimiseks vajalik proovide arv on arutelude küsimuseks olnud aastakümneid. Selge on, et mingi ühise teguri (ilmastik, metsakuivendus) mõju näitab paremini mitu, mitte üks puu. Vajalik proovipuude arv võib kasvukohati olla erinev. Kõige üldisemalt võib öelda, et proovide arv peab olema vähemalt kümme. Seda kinnitavad enamasti ka statistilised kriteeriumid. Proovide arvu edasise suurendamisega ridade ühine varieeruvus küll kasvab, kuid aeglasemalt kui väikese proovide arvu korral. Seega ei tasu lisanduv töökulu end ära.
Väikese arvu proovide tagajärjest on tuua markantne näide Norrast. Seal dateeriti seitsme puiduproovi põhjal üks arhitektuuriajalooliselt oluline maja aega, mis oli vastuolus nii dokumentaalsete andmete kui ka arhitektuuristiililise määranguga (Eldal 1993). Hiljem võeti hoonest veel 12 puiduproovi ja dateeriti kõik proovid ümber paarkümmend aastat varasemaks, mis on kooskõlas muude andmetega. Vea põhjustas liiga väike proovide arv. Vahel võib õnnestuda ka ühe-kahe puiduproovi dateerimine.
Aastarõngaridade pikkus on samuti väga oluline. Kümmekonna aastarõnga pikkust rida võime teatava sarnasuse järgi sobitada mistahes teise aastarõngalaiuste reaga mistahes sajandil. Selline juhuslik sarnasus aga kaob, kui võrdleme saja aasta pikkusi ridu. Kui kaks võrreldavat aastarõngarida sadakonna aasta vältel võnguvad sünkroonses taktis, siis on meil tugev alus oletada, et need puud on kasvanud ühel ja samal ajal. Usaldatava dateerimise jaoks peetakse minimaalseks rea pikkuseks 50 aastarõngast. Sedagi vaid juhul, kui dateeringut toetavad loogiliselt teised samast konstruktsioonist pärit pikemad aastarõngaread. Ka 70 aastarõnga pikkune rida ei pruugi anda absoluutset garantiid dateeringu õigsusele, kuna vahel võib ridade statistiline sarnasus olla puhtjuhuslik. Dateeringu usaldatavuse kohta annab garantii vaid dateerija professionaalne oskus ja kogemus. Kuigi dendrokronoloogiline dateering tugineb vaid aastarõngalaiustele ridadele ja uurija kogemustele, annavad mõnikord lisakinnitust (või räägivad vastu) puidu töötlusjäljed, kirjalikud dokumendid või stiilianalüüs. Dendrokronoloogilise dateeringu vastuolu näiteks teatmeallikaga on Ruhnu kiriku torni ehitamisaeg, mis osutus seniteatust sada aastat hilisemaks (Laidre jt. 1996; Läänelaid 2005).

Kuni pooleaastase täpsusega
Dendrokronoloogilise dateerimise täpsuse (viis või paarkümmend aastat?) väärarvamuste hajutamiseks tuleb kinnitada, et täpsus on üks aasta. Dateerimise tulemuseks on kindel kalendriaasta – viimase aastarõnga kasvamise aasta. Võrreldavate aastarõngaridade graafikute siksakid lähevad omavahel kokku nagu kaks sama rütmiga hammastikku. Ühe graafiku nihutamine ükskõik kummale poole kasvõi ühe aasta võrra, viib sarnasuse rütmist välja. Seega, kui ridade sarnasus on piisavalt veenev (usaldatav), siis täpsus on absoluutne, ilma pluss-miinuseta. Võiks isegi öelda, et mõnel juhul on täpsuseks pool aastat. Kuidas? Kui koorealune aastarõngas on täis-aastarõngas, koosnedes vara- ja hilispuidu-osast, siis on uuritav puu langetatud (või puiduproov võetud) kasvuperioodi välisel ajal. Kui koorealune aastarõngas on poolik, lõppedes varapuiduga, siis on puu langetatud kasvuperioodil, s.t. soojal poolaastal. Dateerimisel tuleb mõlemaid juhtumeid ette.

Eestis on olemas männi-, kuuse-, tamme- ja lehisekronoloogia
Dateerimine oleneb võrdluskronoloogiate olemasolust. Eestis on praeguseks koostatud küllalt pikk männi dendroskaala, mille abil saab dateerida enamikku ehitiste puitu (; Läänelaid, Eckstein 2003). Üheksasaja aasta pikkust (1113–2008) människaalat saab kujutada siksakjoonena mitmes versioonis. See graafik on n.ö. toorik, mis on saadud hulga puude aastarõngalaiuste ridade keskmistamisel. Keskmistatud kronoloogial on see puudus, et selle väärtusi mõjutavad tugevalt noorte puude laiad aastarõngad. Ebaühtlase graafiku saab standardiseerimisega tunduvalt ühtlasemaks. Peale männikronoloogia on olemas veel kuusekronoloogia, mis ulatub tänapäevast tagasi kuni aastani 1576. 2012napäevast tagasi kuni aastani 1576. Kuusekronoloogia abil saab dateerida viimase neljasaja aasta jooksul ehituses kasutatud kuusepalkidest talastikke ja seinu. Eesti tammekronoloogiad on koostatud siin kasvavate tammede aastarõngalaiuste mõõtmise alusel ja need ulatuvad tagasi kuni 1631. aastani (Läänelaid jt. 2008). 2005. aastal mõõdeti Loode tammikus Saaremaal ühe kasvava tamme tüves 375 aastarõngast. Meil võib leiduda mõni veelgi vanem tamm, kuid õõnsast tüvest ei saa aastarõngaid loendada. Eestis on dateeritud tammetahvlitele maalitud maale (Läänelaid, Nurkse 2006) ja skulptuure, kuid nende puit pärineb ilmselt kaugemalt ja nende aastarõngaridu ei saa pidada Eesti tammekronoloogiateks. Introdutseeritud puudest on mõõdetud ja keskmistatud ligi 200 aastarõnga pikkusi lehisteridu.

Euroopa aastarõngaread ulatuvad tuhandete aastate taha
Euroopas on pikad aastarõngalaiuste kronoloogiad üles ehitatud peamiselt tammede ja mändide kohta. Põhja-Poolas on ehituspuidu aastarõngaridadest koostatud 900-aastane männikronoloogia (Zielski 1992). Ent Põhja-Fennoskandias on pandud kokku 7500 aasta pikkune männikronoloogia (Zetterberg jt. 1996). Kuidas oli võimalik koostada nii pikk aastarõngaste rida Põhjamaal, kus ei leidu vanu ehitisi ega igivanu puid? Aastarõngauurijate puiduallikas on üllatav – need on Lapimaa väikesed järved, millede põhjast tõmmati välja sinna tuhandete aastate jooksul langenud ja konserveerunud männitüved. Nimetatud ülipika kronoloogia kokkupanemiseks võeti 42 kohast, peamiselt väikejärvedest, kokku 1465 männist proovid. Aeganõudva laboritööga lihviti kuivatatud puukettad, mõõdeti mitmes raadiuses aastarõngalaiused, keskmistati raadiuste mõõtmisread ja ühendati need ajateljel nn. ristdateerimise abil. Ülipikkade aastarõngakronoloogiate abil uuritakse kliimamuutusi minevikus (Läänelaid jt. 2011; Helama jt. 2009; Lindholm jt. 2001).
Pikad aastarõngaste kronoloogiad ei sünni üleöö ega valmi ka aastaga. Materjali kogutakse aastaid, puiduproovide mõõtmine ja sünkroniseerimine võtab rohkesti aega. Enamasti ei õnnestu algul saada ühte pidevat pikka aastarõngasterida, kuna materjali hulk on ajas lünklik ja esineb problemaatilisi lõike. Sageli koostatakse algul vaid nn. (ajas) ujuv kronoloogia, mille koosseisus olevate aastarõngaridade omavaheline sarnasus on vaieldamatu. Teada on ka puidu ligikaudne päritoluaeg, kuid täpset dateeringut ei ole võimalik anda sobivate võrdluskronoloogiate puudumise tõttu. Alles uurimismaterjali täiendamisel võib õnnestuda ühendada ujuv kronoloogia usaldatava „sillaga” kindla dateeringuga võrdluskronoloogiaga. Näiteks Lääne-Euroopas koostatud üle 7000 aasta pikkuse tammekronoloogia ehitamisel rakendati mitme Põhja-Iirimaa, Põhja- ja Lõuna-Saksamaa ujuva tammekronoloogia „sildamist” (Pilcher jt. 1984). Tammed on nendeks ülipikkadeks kronoloogiateks välja kaevatud pinnasest. Need on kas nn. sootammed (omapärases märjas kasvukohas kasvanud ja mattunult säilinud tüved) või jõeorgudest väja kaevatud tammetüved (must tamm), hilisema aja osas ka arheoloogiline tammepuit. Arvatavasti sisaldub Lääne-Euroopa tammekronoloogias nii hariliku tamme (Quercus robur) kui ka kivitamme (Quercus petraea) aastarõngaridu, kuna nende tammeliikide puit ei ole anatoomiliselt teineteisest eristatav. Pikkade tammekronoloogiate kasutusvaldkond on lai. Väga kokkuvõtvalt öeldes uuritakse nende abil mineviku kliimakõikumisi, koosluste ökoloogiat ja metsade majandamise ajalugu. Lisaks muidugi tammeleidude ja ehitiste dateerimine kronoloogiate abil.

Dendrogeograafia ja Eesti väljavaated
Üheks arenevaks uurimisvaldkonnaks viimastel aastakümnetel on dendrogeograafia (Daly 2011), mis tegeleb ajaloolise puidu geograafilise päritolu kindlakstege 25misega aastarõngaste ja muude allikate järgi. On selgitatud välja, et juba 14. sajandil oli Lääne-Euroopas kohalik puit otsakorral ning vajaduse rahuldamiseks hakati üha enam puitu importima metsarikastest maadest. Suur osa Lääne-Euroopa ehitus- ja tarbepuitu laevatati Lõuna-Baltikumi sadamatest. Sadamatesse saabus puit tagamaadest, sageli parvetades. Nüüd näitavad Euroopa linnamajade talade aastarõngad, et selleks kasutatud puud on kasvanud Baltikumi, Poola ja Valgevene metsades (Zunde 1998, 2011; Wazny 2002). Mida rohkem luuakse eri maades regionaalseid aastarõngakronoloogiaid, seda selgemaks ja täpsemaks muutub pilt, kust pärineb Euroopas kasutatud puit ja millal seda eksporditi. Eesti kuulub siin puidu ekspordimaade hulka. Meie aastarõngaridadest on eriti huvitatud kolleegid puidu impordimaadest. Sageli saabub järelepärimisi mõne lossi või laevavraki aastarõngarea sarnasuse kontrollimiseks.
Millised on Eestis aastarõngaste kronoloogiate pikendamise võimalused? Vanema ajaloolise ehitus- ja arheoloogilise puidu leidmise võimalused pole veel ammendatud. Eesti rabaturbasse mattunud mändide aastarõngaread pakuksid head võimalust ridade pikendamiseks ja nende seostamiseks geoloogiliste andmeridadega. Lammide turbas peituvad mustad tammed annaksid võrdlusmaterjali Euroopa tammekronoloogiatega. Siin on meil dendrokronoloogilises mõttes üleskündmata uudismaa.

Kirjandus
• Daly, A. 2011. Dendro-geography. – Mapping the Northern European historic timber trade. In: Fraiture, P. (Ed.), Tree Rings, Art, Archaeology. Proceedings of an international Conference, Brussels, Royal Institute for Cultural Heritage 10-12 February 2010. – Collection Scientia Artis. Brussels: 107-123.
• Eldal, J. Chr. 1993. The combination of dendrochronology and written sources in 19th century architecture: A problematic example. In: Storsletten, O. and Thun, T. (Eds), Dendrochronology and the Investigation of Buildings. – Riksantikvarens Rapporter 22, Oslo: 71-73.
• Helama, S., Makarenko, N. G., Karimova, L. M., Kruglun, O. A., Timonen, M., Holopainen, J., Meriläinen, J., Eronen, M. 2009. Dendroclimatic transfer functions revisited: Little Ice Age and Medieval Warm Period summer temperatures reconstructed using artificial neural networks and linear algorithms. – Annales Geophysicae 27: 1097-1111. www.ann-geophys.net/27/1097/2009/
• Laidre, S., Lass, A., Masso, T. (toim.) 1996. Eesti arhitektuur, 2. Tallinn, Valgus, lk. 80.
• Lindholm, M., Eggertsson, O., Lovelius, N., Raspopov, O., Shumilov, O., Läänelaid, A. 2001. Growth indices of North European Scots pine record the seasonal North Atlantic Oscillation. – Boreal Environment Research 6: 275-284.
• Läänelaid, A. 2000. Dendrokronoloogia uurimisseis Eestis. – Ajalooline ajakiri, 1999, 3/4 (106/107): 141-152.
• Läänelaid, A. 2002. Jaani kiriku algus ja aastarõngad. –Horisont, 1: 30-34.
• Läänelaid, A. 2005. Kuidas ruhnlased kirikus käisid. –Horisont, 3: 10-15.
• Läänelaid, A. 2006. Lossi legendist, tamme teekonnast ja maali mõistatusest. - Horisont, 5: 40-44.
• Läänelaid, A. 2011. Ehitised aastarõngaste kaudu. – Tartu Ülikooli Lõuna-Eesti keele- ja kultuuriuuringute keskuse aastaraamat IX-X. Tartu: 105-123.
• Läänelaid, A., Eckstein, D. 2003. Development of a Tree-ring Chronology of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) for Estonia as a Dating Tool and Climatic Proxy. – Baltic Forestry, 9(2): 76-82.
• Läänelaid, A., Nurkse, A. 2006. Dating of a 17th Century Painting by Tree Rings of Baltic Oak. Baltic Forestry, Vol. 12 No. 1 (22), p. 117-121.
• Läänelaid, A., Sohar, K. 2011. Püha Kanuti ja Püha Birgitta (Anna) tammeskulptuuride dendrokronoloogiline dateerimine (4 lk.). – Aruanne Niguliste muuseumis Tallinnas.
• Läänelaid, A., Sohar, K., Meikar, T. 2008. Present State and Chronology of Oaks in an Oak Forest in Saaremaa Island, Estonia. Baltic Forestry 14 (1): 34-43.
• Pilcher, J. R., Baillie, M. G. L., Schmidt, B., Becker, B. 1984. A 7,272-year tree-ring chronology for western Europe. –Nature 312 (5990), 8 November: 150-152.
• Zetterberg, P., Eronen, M., Lindholm, M. 1996. Construction of a 7500-Year Tree-Ring Record for Scots Pine (Pinus sylvestris L.) in Northern Fennoscandia and its Application to Growth Variation and Palaeoclimatic Studies. In: Spiecker, H., Mielikäinen, K., Köhl, M., Skovsgaard, J. P. (Eds.), Growth Trends in European Forests. – European Forest Institute Research Report No. 5, Berlin: 7-18.
• Zielski, A. 1992. Long-term chronology of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the northern part of Poland. – Dendrochronologia, 10: 77-90.
• Zunde, M. 1998. Wood export from medieval Riga and possibilities for dendrochronological dating. In: Stravinskiene, V., Juknys, R. (Eds), Proceedings of the International Conference Dendrochronology and Environmental Trends, 17-21 June, 1998, Kaunas, Lithuania. Kaunas: 67-74.
• Zunde, M. 2011. New dendrochronological, historical and archaeological evidence of long-distance floating of timbers to Riga. In: Fraiture, P. (Ed.), Tree Rings, Art, Archaeology. Proceedings of an international Conference, Brussels, Royal Institute for Cultural Heritage 10-12 February 2010. – Collection Scientia Artis. Brussels: 125-135.
• Wazny, T. 2002. Baltic timber in western Europe - an exciting dendrochronological question. – Dendrochronologia, 20(3): 313-320.



Alar Läänelaid, TÜ maastikuökoloogia dotsent, dendrokronoloog

Loe kommentaare (1)
Teie nimi:
Teie e-mail:
Kommentaar:


15/11/2012
23/04/2012
23/04/2012
02/04/2012
19/04/2010
19/04/2010
18/12/2009



Mis see on?
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet