Позднеголоценовая динамика растительного покрова и увлажнённости климата юго-восточного сектора Западно-Сибирской равнины по данным палинологического и ризоподного исследований торфяных отложений

Таким образом, полученные нами палеоэкологические свидетельства (пыльцевые и ризоподные) изменения увлажнённости климата и локальных болотных условий хорошо совпадают с данными других авторов для территории юга Западной Сибири, но показывают более детальную картину реакции локальных и региональных элементов биогеоценозов на эти изменения. В некоторых случаях эти реакции не совпадают. Это наблюдается при гетерохронном увлажнении лесной и степной зон. Несовпадение имеет место чаще при менее длительных климатических колебаниях. Более же длительные по времени климатические изменения фиксируются на изучаемой территории синхронно как региональными, так и локальными биоиндикаторами.

Выводы

Таким образом, комплексные палеоэкологические исследования изолированного болотного массива Круглое в южно-таёжной зоне Западной Сибири позволили сделать следующие выводы:

1. В атлантическом периоде голоцена, до начала заболачивания, на восточной окраине Большого Васюганского болота были распространены открытые ландшафты с разнотравно-полынными растительными ассоциациями.

2. Заболачивание и эвтрофное торфонакопление на исследуемой территории началось, вероятно, с похолоданием и увлажнением климата после 5150 л.н., с этого времени и до 3130 л.н. на этой территории доминировала берёзовая лесостепь и эвтрофные хвощево-осоковые болота.

3. После 3130 кал. л.н., вероятно, вследствие дальнейшего увлажнения климата, берёзовая лесостепь сменилась сомкнутыми южно-таёжными лесами.

4. Около 1340 л.н. в условиях наиболее влажного климата средневековья на исследуемой территории максимально распространились кедровые леса, и болото Круглое перешло в олиготрофную стадию развития с сосново-кустарничково-сфагновым растительным покровом. Комплексы раковинных амёб отреагировали на это резким увеличением плотности сообществ.

5. Во время малого ледникового периода на исследуемой территории резко сократилась роль кедровых лесов, распространилась берёза, и увеличилось присутствие полыни, что может быть следствием как более сухого климата, так и антропогенного влияния на ландшафт.

6. В южно-таёжной зоне Западной Сибири вековая динамика увлажнённости климата была зафиксирована в растительном покрове болота более ярко в период прохождения им эвтрофной и мезотрофной стадий развития, в то время как в олиготрофную стадию болотная растительность не реагировала на неё. Напротив, комплексы раковинных амёб оказались более чувствительными индикаторами вековой динамики увлажнённости именно в олиготрофную стадию развития болота.

7. В целом на общую динамику локальной растительности и комплексов раковинных амёб, обитавших на болоте, определяющее влияние оказывало эндогенное развитие болотного массива.

8. Использование двух независимых биоиндикаторов (спорово-пыльцевых и ризоподных комплексов) позволило более достоверно реконструировать вековую динамику увлажнённости климата, несмотря на ограничивающее влияние стадий эндогенного развития болота как на спорово-пыльцевые комплексы (в олиготрофной стадии), так и на комплексы раковинных амёб (в эвтрофной стадии).

9. Данные комплексных палеоэкологических исследований изолированного болотного массива в южно-таёжной зоне Западной Сибири подтверждают гипотезу гетерохронности вековой цикличности увлажнённости в лесной и степной зонах Западной Сибири.

Литература

1. IPCC, 2013. Climate Change 2013: The Physical Science Basis // Contribution of Working

Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V Bex, P.M. Midgley (Eds.). Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA : Cambridge University Press, 2014. 27 p. URL: http://www.climatechange2013.org (accessed: 21.05.2018).

2. Кац Н.Я., Кац С.В. О позднечетвертичной истории ландшафтов южной части Западной Сибири // Почвоведение. 1949. № 8. С. 441-456.

3. MacDonald G.M., Velichko A.A., Kremenetski C.V, Borisova O.K., Gol'eva A.A., Andreev A.A., Gwynar L.C., Riding R.T., Forman S.L., Edwards T.W.D., Araven R., Hammalund D., Szeicz J.M., Gattaulin V Holocene Treeline History and Climate Change Across Northern Eurasia // Quaternary Research. 2000. № 53. PP. 302-311.

4. Тимошок Е.Е., Филимонова Е.О., Пропастилова О.Ю. Структура и формирование деревьев в экотоне верхней границы древесной растительности Северо-Чуйского хребта // Экология. 2009. № 3. С. 189-194.

5. Соловьёва В.В. Что такое "экотон" // Самарский научный вестник. 2014. № 2 (7). 116-119.

6. Пьявченко Н.И. О возрасте торфяников и сменах растительности на юге Западной Сибири в голоцене // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 1983. № 52. С. 164-170.

7. Dyukarev A.G., Pologova N.N. Soil-geographical zoning of the Tomsk Oblast // Eurasian Soil Science. 2002. № 35 (3). PP. 248-257.

8. Kulizhsky S.P., Loiko S.V, Konstantinov A.O., Kritskov I.V., Istigechev G.L., Lim AG., Kuzmina D.M. Lithological sequence of soil formation on the low terraces of the Ob and the Tom rivers in the south of Tomsk Oblast // International Journal of Environmental studies. 2015. Vol. 72, № 6. PP. 1037-1046. doi: 10.1080/00207233.2015,1039346

9. Хотинский Н.А. Голоцен Северной Евразии. М. : Наука, 1977. 199 с.

10. Blyakharchuk T.A. Four new pollen sections tracing the Holocene vegetational development of the southern part of the West Siberian Lowland // The Holocene. 2003. № 13 (5). PP. 715-731.

11. Бляхарчук Т.А. Новые палеопалинологические данные о динамике растительного покрова Западной Сибири и прилегающих территорий в голоцене. Новосибирск: ГЕО, 2012. 139 с.

12. Кац Н.Я., Кац С.В., Скобеева Е.И. Атлас растительных остатков в торфах. М. : Недра, 1977. 370 с.

13. Kurina I.V, Li H. Why do testate amoeba optima related to water table depth vary? // Microbial Ecology, 2018. URL: http://link.springer.com/article/10.1007/s00248-018-1202-4 (accessed: 20.05.2018). doi: 10.1007/s00248-018-1202-4

14. Борисова О.К., Зеликсон Э.М., Кременецкий К.В., Новенко Е.Ю. Ландшафтноклиматические изменения в Западной Сибири в позднеледниковье и голоцене в свете новых палинологических данных // Известия РАН. Серия географическая. 2005. № 6. С. 38-49.

15. Левина Т.П., Орлова Л.А., Панычев В.А., Пономарёва Е.А. Радиохронология и пыльцевая стратиграфия голоценового торфяника Каякское Займище (Барабинская лесостепь) // Региональная геохронология Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1987. С. 136-143.

16. Rudaya N., Nazarova L., Nourgaliev D., Papin D., Frolova L. Mid-Holocene environmental history of Kulunda, southern West-Siberia vegetation, climate and humans // Quaternary Science Reviews. 2012. № 48. PP. 32-42. doi: 10.1016/j.quascirev.2012.06.002

17. Krivonogov S.K., Takahara H., Yamamuro M., Preis YI., Khazina I.V, Khazin L.B., Kuzmin YV, Safonova I.Y, Ignatova N.V Regional to local environmental changes in southern Western Siberia: Evidence from biotic records of mid to late Holocene sediments of Lake Beloye // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2012. № 331-332. PP. 177-193. doi: 10.1016/j.palaeo.2011.09.013

18. Гричук В.П., Заклинская Е.Д. Анализ ископаемой пыльцы и спор и его применение в палеогеографии. М. : Географиздат, 1948. 223 с.

19. Бобров А.Е., Куприянова Л.А., Литвинцева И.Д., Тарасевич В.Ф. Споры папоротникообразных и пыльца голосеменных и однодольных растений флоры европейской части СССР. Л. : Наука, 1983. 208 с.

20. Куприянова Л.А., Алёшина Л.А. Пыльца двудольных растений флоры европейской части СССР Л. : Наука, 1978. 184 с.

21. Moore P.D., Webb J.A., Collinson M.E. Pollen Analysis, second ed. Oxford : Blackwell Scientific, 1991.216 p.

22. Patterson W.A., Edwards L.J., Maguire D.J. Microscopic charcoal as a fossil indicator of fire // Quaternary Science Reviews. 1987. № 6. PP. 3-23.

23. Бляхарчук Т.А. Отражение ботанического биоразнообразия в поверхностных споровопыльцевых спектрах гор Южной Сибири // Биоразнообразие и сохранение генофонда флоры, фауны и народонаселения Центрально-Азиатского региона: материалы 10-й Международной научно-практической конференции 26-29 сентября 2007 г. Кызыл: Изд-во Тувинского государственного университета, 2007. C. 30-32.

24. Куликова Г.Г. Краткое пособие к ботаническому анализу торфа. М. : Недра, 1974. 94 с.

25. Домбровская А.В., Коренева М.М., Тюремнов С.Н. Атлас растительных остатков, встречающихся в торфе. М. ; Л. : Госэнергоиздат, 1959. 137 с.

26. Савич-Любицкая Л.И., Смирнова З.Н. Определитель сфагновых мхов СССР. Л. : Наука, 1968. 112 с.

27. Мульдияров Е.Я. Определитель листостебельных мхов Томской области: учеб. пособие. Томск: Изд-во Томского университета, 1990. 208 с.

28. Christen J.A., Perez E.S. A new robust statistical model for radiocarbon data // Radiocarbon. 2010. № 51. PP 1047-1059.

29. Blaauw M., Christen J.A. Flexible paleoclimate age-depth models using an autoregressive gamma process // Bayesian Analysis. 2011. № 6. PP 457-474. doi: 10.1214/11-BA618

30. Reimer PJ., Bard E., Bayliss A., Beck J.W., Blackwell P.G., Bronk Ramsey C., BuckC.E., Edwards R.L., Friedrich M., Grootes P.M., Guilderson T.P., Haflidason H., HajdasI., Hatte C., Heaton T.J., Hoffmann D.L., Hogg A.G., Hughen K.A., Kaiser K.F., Kromer B., Manning

S.W., Niu M., Reimer R.W., Richards D.A., Scott E.M., Southon J.R., Turney C.S.M., van der Plicht J. IntCal13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves 0-50,000 yr cal BP // Radiocarbon. 2013. № 55(4). PP. 1869-1887. doi: 10.2458/azu_js_rc.55.16947

31. Букреева Г.Ф., Архипов С.А., Волкова В.С., Орлова Л.А. Климат Западной Сибири в прошлом и в будущем // Геология и геофизика. 1995. № 36 (11). С. 3-22.

32. Bukreeva G.F. Pattern recognition many-dimensional analysis for palaeogeographic reconstruction of Holocene // Acta Palaeobotanica. 1991. № 31. PP. 289-294.

33. Grimm E.C. TGView Vеrsion 2.0.2. Springfield : Illinois State Museum research and Collections Center, 2004.

34. Гумилёв Л.Н. Тысячелетие вокруг Каспия. М. : Мишель и К°, 1993. 336 с.

35. Гумилёв Л.Н. Гетерохронность увлажнения Евразии в древности (ландшафт и этнос: IV) // Вестник ЛГУ. 1966. № 6. С. 64-71.

36. Абросов В.Н. Гетерохронность периодов повышенного увлажнения гумидной и аридной зон // Известия ВГО. 1962. № 4. URL: http://www.gumilevica.kulichki.net/ matterMrticle25.htm (дата обращения: 29.05.2018).

37. Chen J.H., Chen F.H., Feng S., Huang W., Liu J.B., Zhou A.F. Hydroclimatic change in China and surroundings during the medieval climate anomaly and Little ice age: spatial pattern and possible mechanisms // Quaternary Science Reviews. 2015. № 107. PP. 98-111. doi: 10.1016/j.quascirev.2014.10.012

References

1. IPCC, 2013. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. In: Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Stocker TF, Qin D, Plattner G-K, Tignor M, Allen SK, Bцschung J, Nauels A, Xia Y, Bex V, Midgley PM, editors. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press; 2014. 27 p. Available at: http://www.climatechange2013.org (accessed 21.05.2018).

2. Kats NY, Kats SV O pozdnechetvertichnoy istorii landshaftov yuzhnoy chasti Zapadnoy Sibiri [On the late Quaternary history of the landscapes of the southern part of Western Siberia]. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science. 1949;8:441-456. In Russian

3. MacDonald GM, Velichko AA, Kremenetski CV, Borisova OK, Gol'eva AA, Andreev AA, Gwynar LC, Riding RT, Forman SL, Edwards TWD, Araven R, Hammalund D, Szeicz J.M, Gattaulin V. Holocene treeline history and climate change across Northern Eurasia. Quaternary Research. 2000;53:302-311.

4. Timoshok EE, Filimonova ЕО, Propastilova OY Structure and formation of conifer stands in the upper timberline ecotone on the North Chuya Ridge, Central Altai. Russian Journal of Ecology. 2009;3:189-194. doi: 10.1134/S1067413609030059

5. Solov'eva VV Chto takoe "ekoton"? [What means "ecotone"?]. Samarskiy nauchnyy vestnik = Samara Journal of Science. 2014;2(7):116-119. In Russian

6. P'yavchenko NI. O vozraste torfyanikov i smenakh rastitel'nosti na yuge Zapadnoy Sibiri v golotsene [On the age of peatlands and change in vegetation in the south of Western Siberia in the Holocene]. Byulleten 'komissiipo izucheniyu chetvertichnogoperioda. 1983;52:164- 170. In Russian

7. Dyukarev AG, Pologova NN. Soil-geographical zoning of the Tomsk Oblast. Eurasian Soil Science. 2002;35(3):248-257.

8. Kulizhsky SP, Loiko SV, Konstantinov AO, Kritskov IV, Istigechev GL, Lim AG, Kuzmina DM. Lithological sequence of soil formation on the low terraces of the Ob and the Tom rivers in the south of Tomsk Oblast. International Journal of Environmental Studies. 2015;6:1037-1046. doi: 10.1080/00207233.2015,1039346

9. Khotinskiy NA. Golotsen Severnoy Evrazii [Holocene of Northern Eurasia]. Moscow: Nauka Publ.; 1977. 199 p. In Russian

10. Blyakharchuk TA. Four new pollen sections tracing the Holocene vegetational development of the southern part of the West Siberian Lowland. The Holocene. 2003;13(5):715-731. doi: 10.1191/0959683603hl658rp

11. Blyakharchuk TA. Novye paleopalinologicheskie dannye o dinamike rastitel'nogo pokrova Zapadnoy Sibiri i prilegayushchikh territoriy v golotsene [New paleopalinological data on the dynamics of vegetation cover in Western Siberia and adjacent territories in the Holocene]. Novosibirsk: Akademicheskoe izdatel'stvo "GEO" Publ.; 2012. 139 p. In Russian

12. Kats NY, Kats SV, Skobeeva EI. Atlas rastitel'nykh ostatkov v torfakh [Atlas of plant remnants in peat]. Moscow: Nedra Publ.; 1977. 370 p. In Russian

13. Kurina IV, Li H. Why do testate amoeba optima related to water table depth vary? Microbial Ecology. 2019;77(1):37-55. doi: 10.1007/s00248-018-1202-4

14. Borisova OK, Zelikson EM, Kremenetsky KV, Novenko EY. Landscape and climate changes in West Siberia during the Lateglacial and Holocene: New palynological Data. Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk. Seriya geograficheskaya. 2005;6:38-49. In Russian

15. Levina TP, Orlova LA, Panychev VA, Ponomareva EA. Radiokhronologiya i pyl'tsevaya stratigrafiya golotsenovogo torfyanika Kayakskoe Zaymishche (Barabinskaya lesostep') [Radiochronology and pollen stratigraphy of the Holocene peatland Kayak Zaymische (Barabinsk forest-steppe)]. In: Regional'naya geokhronologiya Sibiri i Dal'nego Vostoka [Rйgional geochronology of Siberia and the Far East]. Nikolaeva IV, editor. Novosibirsk: Nauka, Siberian Branch Publ.; 1987. pp. 136-143. In Russian

16. Rudaya N, Nazarova L, Nourgaliev D, Papin D, Frolova L. Mid-Holocene environmental history of Kulunda, southern West-Siberia vegetation, climate and humans. Quaternary Science Reviews. 2012;48:32-42. doi: 10.1016/j.quascirev.2012.06.002

17. Krivonogov SK, Takahara H., Yamamuro M, Preis YI, Khazina IV, Khazin LB, Kuzmin YV, Safonova IY, Ignatova NV. Regional to local environmental changes in southern Western Siberia: Evidence from biotic records of mid to late Holocene sediments of Lake Beloye. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2012;331-332:177-193. doi: 10.1016/j.palaeo.2011.09.013

18. Grichuk VP, Zaklinskaya ED. Analiz iskopaemoy pyl'tsy i spor i ego primenenie v paleogeografii [Analysis of fossil pollen and spores and its application in paleogeography]. Moscow: Geografizdat Publ.; 1948. 223 p. In Russian

19. Bobrov AE, Kupriyanova LA, Litvintseva ID, Tarasevich VF. Spory paporotnikoobraznykh i pyl'tsa golosemennykh i odnodol'nykh rasteniy flory evropeyskoy chasti SSSR [Spores of fern-like and monocotyledonous flora of the European part of the USSR]. Leningrad: Nauka Publ.; 1983. 208 p. In Russian

20. Kupriyanova LA, Aleshina LA. Pyl'tsa dvudol'nykh rasteniy flory evropeyskoy chasti SSSR [Pollen of dicot plants of the flora of the European part of the USSR]. Leningrad: Nauka Publ.; 1978. 184 p. In Russian

21. Moore PD, Web JA, Collinson ME. Pollen Analysis. 2nd ed. Oxford: Blackwell Publ.; 1991. 216 p.

22. Patterson WA, Edwards LJ, Maguire DJ. Microscopic charcoal as a fossil indicator of fire. Quaternary Science Reviews. 1987;6:3-23.

23. Blyakharchuk TA. Otrazhenie botanicheskogo bioraznoobraziya v poverkhnostnykh sporovo-pyl'tsevykh spektrakh gor Yuzhnoy Sibiri [Reflection of botanical biodiversity in the surface spore-pollen spectra of the mountains of Southern Siberia]. In: Bioraznoobrazie i sokhranenie genofonda flory, fauny i narodonaseleniya Tsentral'no-Aziatskogo regiona. Materialy nauch. konf. [Biodiversity and preservation of the flora, fauna and human population of the Central Asian region. Proc. of the Sci. Conf. (Kyzyl, Russia, 26-29 September, 2007)]. Kyzyl: Tuvin State Univ. Publ.; 2007. pp. 30-32. In Russian

24. Kulikova GG. Kratkoe posobie k botanicheskomu analizu torfa [A short guide to botanical analysis of peat]. Moscow: Nedra Publ.; 1974. 94 p. In Russian

25. Dombrovskaya AV, Koreneva MM, Tyuremnov SN. Atlas rastitel'nykh ostatkov, vstrechayushchikhsya v torfe [Atlas of plant macrofossils found in peat]. Moscow- Leningrad: Gosenergoizdat Publ.; 1959. 137 p. In Russian

26. Savich-Lyubitskaya LI, Smirnova ZN. Opredelitel' sfagnovykh mkhov SSSR [Reference book of sphagnum mosses of the USSR]. Leningrad: Nauka, Publ.; 1968. 112 p. In Russian

27. Mul'diyarov EYa. Opredelitel' listostebel'nykh mkhov Tomskoy oblasti. Uchebnoe posobie [Reference book of frondiferous mosses of Tomsk oblast. Tutorial]. Tomsk: Tomsk University Press; 1990. 208 p. In Russian

28. Christen JA, Perez ES. A new robust statistical model for radiocarbon data. Radiocarbon. 2010;51:1047-1059.

29. Blaauw M, Christen JA. Flexible paleoclimate age-depth models using an autoregressive gamma process. Bayesian Analysis. 2011;6:457-474. doi: 10.1214/11-BA618

30. Reimer PJ, Bard E, Bayliss A, Beck JW, Blackwell PG, Bronk Ramsey C, Buck CE, Edwards RL, Friedrich M, Grootes PM, Guilderson TP, Haflidason H, Hajdas I, Hatte C, Heaton TJ, Hoffmann DL, Hogg AG, Hughen KA, Kaiser KF, Kromer B, Manning SW, Niu M, Reimer RW, Richards DA, Scott EM, Southon JR, Turney CSM, van der Plicht J. IntCal13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves 0-50,000 yr cal BP Radiocarbon. 2013;55(4):1869-1887. doi: 10.2458/azu_js_rc.55.16947

31. Bukreeva GF, Arkhipov SA, Volkova VS, Orlova LA. Klimat Zapadnoy Sibiri v proshlom i v budushchem [The climate of Western Siberia in the past and in the future]. Geologiya i geofizika = Russian Geology and Geophysics. 1995;36(11):3-22. In Russian

32. Bukreeva GF. Pattern recognition many-dimensional analysis for palaeogeographic reconstruction of Holocene. Acta Palaeobotanica. 1991;31:289-294.

33. Grimm EC. TGView Version 2.0.2 (Software). Springfield: Illinois State Museum research and Collections Center; 2004.

34. Gumilev LN. Tysyacheletie vokrug Kaspiya [Millennium around the Caspian Sea]. Moscow: Mishel' & K° Publ.; 1993. 336 p. In Russian

35. Gumilev LN. Geterokhronnost' uvlazhneniya Evrazii v drevnosti (landshaft i etnos: IV) [Heterochronality of humidification of Eurasia in Antiquity (Landscape and Ethnos: IV)]. VestnikLeningradskogo Gosudarstvennogo Universiteta. 1966;6:64-71. In Russian

36. Abrosov VN. Geterokhronnost' periodov povyshennogo uvlazhneniya gumidnoy i aridnoy zon [Heterochrony of increased humidification periods of humid and arid zones]. Izvestiya Vserossiskogo Geograficheskogo Obshestva. 1962:4. Available at: http://www.gumilevica. kulichki.net/matter/Article25.htm (accessed 29.08.2018). In Russian

37. Chen JH, Chen FH, Feng S, Huang W, Liu JB, Zhou AF. Hydroclimatic change in China and surroundings during the medieval climate anomaly and Little ice age: spatial pattern and possible mechanisms. Quaternary Science Reviews. 2015;107:98-111. doi: 10.1016/j. quascirev.2014.10.012

Размещено на Allbest.ru