ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2014, № 2, с. 84-95
= ЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ
УДК 571.8
ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА В ПОЗДНЕМ ГОЛОЦЕНЕ В РАЙОНЕ ОЗ. КАРАКЕЛЬ-ДОЛИНА Р. ТЕБЕРДЫ (ПО ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ)
© 2014 г. А.А. Чепурная
Институт географии РАН Поступила в редакцию
В работе освещены результаты палинологического анализа отложений оз. Каракель, расположенного в западной высокогорной провинции Большого Кавказа, в пределах Тебердинского государственного заповедника. Проведенные исследования позволили выявить основные закономерности динамики растительного покрова региона за последние 2300 лет, соответствующие субатлантическому периоду голоцена. Изучение отложений оз. Каракель показало, что за это время растительность региона прошла несколько стадий преобразования, от господствующих луговых сообществ к хвойно-широколиственным лесам, которые в свою очередь около 200 лет назад частично были заменены мелколиственными.
Введение. Стремление человека понять, оценить и предсказать многие природные явления, нередко имеющие характер катастрофических, заставляет его углубленно исследовать динамику природной среды на протяжении прошлых эпох. Изучение эволюции ландшафтных условий горных территорий имеет в данном аспекте особенно важное значение. Природные системы гор являются своеобразной моделью, в пределах которой можно наблюдать состояния различных компонентов ландшафта на разных стадиях эволюционного преобразования. Кроме того, горные территории характеризуются высокими скоростями развития многих природных процессов, что позволяет за небольшой промежуток времени проследить довольно существенные изменения того или иного компонента ландшафта. По этой причине крайне перспективным представляется нам изучение в пределах горных территорий ко-роткопериодных ландшафтно-климатических колебаний в голоцене. Настоящая работа, является частью большого исследования, посвященного этой проблематике, и заключается в том, чтобы проследить эволюцию растительности на поздних стадиях голоцена в районе оз. Каракель, расположенного в долине р. Теберды, берущей свое начало на склонах Главного Кавказского хребта. В ее основе лежит палинологическое изучение верхней части отложений упомянутого озера.
Работа выполнялась по проекту программы Президиума РАН № 4. Бурение и отбор озерных отложений проводилось совместно сотрудниками Отдела гляциологии Института географии РАН В.В. Мацковским и М.Н. Ивановым, и Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН доктором геол.-мин. наук И. А. Калугиным под руководством д.г.н. член-корреспондента РАН О.Н. Соломиной.
Палинологический анализ полученных отложений был проведен автором данной статьи под руководством сотрудников Лаборатории эволюционной географии д.г.н. О.К. Борисовой и к.г.н. Е.Ю. Новенко.
Характеристика природных условий территории расположения оз. Каракель. Озеро Кара-кель располагается в пределах западной высокогорной провинции Большого Кавказа [5], в долине р. Теберда, берущей свое начало на склонах Главного Кавказского хребта. В районе расположения оз. Каракель долина реки простирается преимущественно с юг-юго-запада на север-северо-восток и имеет ширину около 1000-1200 м.
Озеро расположено на абсолютной высоте 1335 м, имеет продолговатую форму, вытянутую в направлении простирания долины. Размеры озера составляют около 140 х 280 м, глубина колеблется в пределах 6-8 м. По мнению Серебрянного [7],
оз. Каракель образовалось путем подпруживания водно-ледниковых потоков моренной грядой, которая в настоящее время окружает озеро с юго-западной, западной и северо-западной сторон.
Поверхность моренной гряды, опоясывающей озеро, занята преимущественно сосновыми лесами. На склонах долины в районе расположения оз. Каракель доминируют древостои с господством пихты, нередко с примесью ели и бука.
В пределах района расположения оз. Каракель господствует умеренно-холодный климат западноевропейского типа. Для данной территории характерна высокая интенсивность солнечной радиации - продолжительность солнечного сияния достигает 2200 часов в год. Среднегодовая скорость ветра составляет около 1.8 м/с. Зима мягкая, лето умеренно теплое. Средняя температура января -3 °С, июля - +15-16 °С. Среднегодовой показатель относительной влажности около 70%, осадков в среднем в год выпадает 700 мм [1].
Материалы и методы исследования. Отбор керна проводился в центральной части озера, с глубины 8 м, озерным буром с трубой диаметром 0.1 м. В результате проведенных работ было получено два керна, дополняющих друг друга по глубине отбора. Первый керн был отобран с глубины приблизительно от 0-0.15 м до 1.0-1.1 м. Второй с глубины от ~0.35-0.4 м до 1.8-1.83 м.
Отложения в кернах четко разделяются на три слоя. Первый, наблюдающийся до глубины ~ 0.52-0.54 м представлен желеобразным, тонкослоистым сапропелем, плотность и оттенок цвета которого (от серого до темно-серого) меняются вниз по разрезу. Второй - до глубины 0.57 м -глиной темно-серой с зеленоватым оттенком, тонкослоистой, сильно обогащенной органическим веществом. Третий - глиной голубовато-серой иногда с коричневыми прослоями мощностью 1-2 мм, плотность слоя увеличивается вниз по разрезу.
В настоящее время палинологическим методом проанализирован верхний слой отложений до глубины 0.54 м.
Для данных отложений методом датирования АМБ были получены три даты с глубин 30-31см, 52-54 см, 143-145 см - 1550 ± 30 ВР, 2235 ± 35 ВР и 9760 ± 80 ВР соответственно. С учетом полученных данных сотрудником Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева Калугиным И.А. была подсчитана скорость осадконакопле-ния, которая для нашего диапазона глубин составила в среднем около 0.2 мм/год.
Средняя из полученных радиоуглеродных дат, с глубины 52-54 см, показывает время начала формирования проанализированной нами толщи - около 2235 ± 35 кал. лет назад, что говорит о том, что просмотренный интервал относится, вероятно, к субатлантическому периоду голоцена по схеме Блитта-Сернандера в модификации Хо-тинского [8].
Образцы для спорово-пыльцевого анализа отбирались и анализировались через 1 см. С учетом полученных дат время накопления одного сантиметра осадка исследуемой толщи составляет в среднем 40-45 лет. Исследования такого высокого разрешения в пределах данного региона ранее не проводились, они позволят более подробно проследить динамику растительности на протяжении субатлантического периода голоцена. Для каждого образца было просмотрено в среднем 500-600 пыльцевых зерен.
С целью получения более точной реконструкции палеорастительности долины р. Теберды, был проведен спорово-пыльцевой анализ субре-центных (поверхностных) проб, отобранных по профилю, проходящему по юго-восточному склону хр. Хатипара. В местах отбора образцов сотрудником ИГ РАН А.В. Кудиковым проводилось описание растительности. Нами было просмотрено 8 образцов, для каждого из которых проанализировано в среднем около 300 пыльцевых зерен.
Приведенные ниже спорово-пыльцевые диаграммы были построены при помощи программ TILIA2 и TILIA GRAPH2 [10].
Процентные доли пыльцы и спор, приведенные ниже, в основном рассчитывались от общей суммы зерен всех групп растений (AP (пыльца древесных видов)+NAP (пыльца недревесных видов)+зрогез (споры)), однако в некоторых случаях, отдельно оговоренных в тексте, за 100% принято общее количество пыльцы недревесных видов - NAP.
Палинологический анализ рецентных проб.
Отбор проб проводился с учетом смены растительных сообществ, с целью выявить основные закономерности формирования спорово-пыльце-вых спектров в условиях меняющегося состава растительности. При сопоставлении пыльцевых данных с полевыми (рис. 1) было отмечено, что соотношение общего состава пыльцы травянистых и древесных пород в спектрах сходно с их соотношением в реальном ландшафте. То есть по палинологическим данным можно с большой долей вероятности установить степень залесен-ности территории.
ног г°кг кумлныилшонл кшээ HVd кихэааш
чо о
00 ы
00 о
ЧО
00 3
00 о
§ § номера точек
т
SP-
£
о"
о:Г~
¡Г
гГ
s:r~
T
I
т
т
т
Picea
1
Pinus
Abies
1
Betula sect. Albae
Quercus ~T Ulmus ■ Carpinus betulus ~T Fraxinus ~T Fagus ~T Pterocaria ~T Cornus T Malaceae T Alnus
"T Corylus avellana -J Salix
~T Apiaceae ~T Artemisia T Asteraceae
Caryophyllaceae ~T Chenopodiaceae ~T Cyperaceae
Cichoriaceae ~T Fabaceae ~T Heliantemmn
Poaceae
~T Plantago 3 Polygonaceae ~T Ranunculaceae T Rosaceae ~T Saxifragaceae ~T Sanguisorba ~T Solonaceae
~T Cystopteris sudetica ~T Lycopodium selago ~T Pteridium ~T Botrychium $
3 Polypodiaceae
СЯ
о
AP/NAP/Spores
Ш
to
to
U) Ö
w -J o\
-J
о
Ш
u>
количество зерен
KVHdAirah
98
Что касается отдельных таксонов, то здесь картина не столь однозначна.
Доля пыльцы ели (Picea) присутствует во всех рассмотренных нами образцах, но в реальной растительности она встречается только на точке 1803 (см. рис. 1), характеризующейся хвойно-широколиственными лесом, состоящим преимущественно из пихты (Abies), ели, бука (Fagus) с небольшой примесью других широколиственных и мелколиственных пород. В образце, взятом с этой точки, содержание пыльцы ели достигает 20%. Подобная же ситуация наблюдается с сосной (Pinus). Однако из-за ее существенно большей пыльцевой продуктивности процентные соотношения несколько иные. Содержание пыльцы сосны в рассмотренных спектрах в лесной зоне не опускается ниже 40%. Однако в реальном растительном сообществе она встречается только на точках 1809 (хвойно-мелколиственный лес преимущественно из сосны, пихты и березы (Betula)) и 1811 (злаково-разнотравный луг, окруженный сосняком), где доля ее в спектрах достигает 80% (см. рис. 1). Содержание пихты в спектрах колеблется от 1-2 до 40%. При этом в реальной растительности она отмечена только на точках, где доля ее в спектрах превышает 15%. Наличие 2-3% березы в спорово-пыльцевых спектрах уже свидетельствует о присутствие ее в растительном сообществе. Примером тому могут служить точки 1807, 1809, 1811 (см. рис. 1).
Поскольку на исследуемом нами профиле широколиственные породы в реа
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.