ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2008, № 1, с. 87-99
= ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ДИНАМИКА ГЕОСИСТЕМ =
УДК 551.807
ЭВОЛЮЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ НА ТЕРРИТОРИИ ЦЕНТРАЛЬНО-ЛЕСНОГО ЗАПОВЕДНИКА1
© 2008 г. Е. Ю. Новенко*, И. С. Зюганова*, Д. Н. Козлов**
*Институт географии РАН **Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Поступила в редакцию 19.05.2006 г.
Представлены результаты новых детальных палеоботанических исследований микулинских и ран-невалдайских отложений на территории Центрально-лесного государственного заповедника. Отмечены короткопериодные фазы изменения растительности в заключительную фазу межледниковья, указывающие на общую нестабильность климата при переходе от теплой эпохи к оледенению. Внутри оледенения установлены три похолодания и два потепления интерстадиального характера. По характеру спорово-пыльцевых спектров второе крупное потепление сопоставляется с верхневолжским интерстадиалом Восточно-Европейской равнины.
Введение. Реконструкции климатов и ландшафтов межледниковых и межстадиальных этапов плейстоцена вызывают повышенный интерес широкого круга специалистов.
Территория Центрально-лесного государственного заповедника (ЦЛГЗ) представляет собой уникальное пространственное сопряжение голоценовых, интерстадиальных и межледниковых отложений, содержащих органические остатки. Согласно имеющимся для этой территории публикациям [11, 12, 16], погребенные органогенные горизонты на основе спорово-пыльцевого анализа отнесены к микулинскому межледнико-вью и ранневалдайскому времени. Согласно имеющимся палеогеографическим данным микулин-ское межледниковье соответствует подстадии 5е стандартной морской изотопной шкалы SPECMAP, возраст которой определен 126-115 тыс. лет назад. Временные рамки начальных этапов последующей ледниковой эпохи (стадии 5d-5a) оцениваются как 115-75 тыс. лет н. [19]. Особое внимание в данной публикации уделено динамике среды в переходные фазы от межледниковья к оледенению, а также выявлены короткопериодные колебания, сопровождающие этот переход.
Район исследований. Центрально-лесной заповедник (32.7° - 33.1° в.д. 56.4° - 56.6° с.ш.) расположен в юго-западной части Валдайской возвышенности (рис. 1), в пределах главного Каспийско-
1 Работа выполнена при поддержке проекта Российского фонда фундаментальных исследований < 05-05-64479. Авторы выражают глубокую признательность д.г.н. профессору Ю.Г. Пузаченко за помощь в проведенных исследованиях и консультации на всех этапах работы. Особую благодарность авторы выражают директору Центрально-лесного государственного заповедника Н.А. Потемкину и зам. директора по науке к.б.н. Н.П. Кораблеву за помощь в проведении полевых работ и сборе фактического материала.
Балтийского водораздела Восточно-Европейской равнины. Рельеф заповедника представляет собой плоскую и пологоволнистую слабо расчлененную водораздельную моренную равнину, с абсолютными отметками 230-270 м. Основные особенности макрорельефа и структуры отложений окрестностей заповедника обусловлены блочным строением коренных пород, предопределявших продвижение и разрушение покровных ледников четвертичного времени. Мощность четвертичных отложений колеблется в пределах 10-40 м [9, 11, 12]. В строении четвертичной толщи выделяют два моренных горизонта, разделенных слоем валунных песков мощностью 6-7 м. Верхний горизонт моренных отложений мощностью 6-16 м представлен валунными карбонатными опесча-ненными суглинками. Формирование основной толщи четвертичных отложений большинство исследователей связывают с Московской стадией днепровского оледенения [9].
Карбонатная морена перекрыта светло-бурыми легкими крупнопылеватыми лессовидными покровными суглинками или супесями, мощностью от 0.3 до 1.5 м, реже - флювиогляциальны-ми песками, мощностью 2-6 м [7, 8, 12]. Между покровными суглинками и моренными отложениями часто встречаются водно-ледниковые пески и супеси разной мощности, а в пределах депрессий московского рельефа - озерные глины и органогенные осадки, достигающие 1-7 м мощности. В замкнутых понижениях рельефа в настоящее время развиваются верховые болота. Мощность торфа в самых крупных из них достигает 6 м.
На основе геоморфологического анализа конечно-моренных образований и данных спорово-пыльцевого анализа многие авторы [14, 23] проводят границу распространения Валдайского ледникового покрова севернее ЦЛГЗ на 15-20 км (см.
20° 30° 40°
Рис. 1. Географическое положение изученного разреза. 1 - положение Центрально-лесного заповедника; 2 - граница валдайского оледенения по A.A. Величко и др. [23]; 3 - геоморфологическое положение разреза.
рис. 1). Однако островные конечно-моренные образования его лопастных выходов выделяются и значительно южнее. Не исключено, что валдайские ледниковые отложения фрагментарно распространены и на территории заповедника [10].
ЦЛГЗ находится в области умеренно-континентального климата. Средняя многолетняя температура января -8.6°С, июля +16°С. Продолжительность безморозного периода в среднем составляет 114 дней, количество осадков колеблется от 560 до 960 мм/год, средняя многолетняя сумма - 707 мм [8].
Преобладающий тип растительности - леса южно-таежного облика, широко развиты верховые болота.
Геолого-геоморфологическое положение разреза. Первые палеоботанические работы в ЦЛГЗ были проведены Н.Н. Соколовым [11, 12]. Детальная геолого-геоморфологическая характеристика верхней части четвертичных отложений территории заповедника, проведенная в ходе
многолетних студенческих практик студентов кафедры физической географии и ландшафтоведе-ния географического факультета МГУ, позволила определить место опорного разреза.
Разрез расположен в пределах выположенного волнистого участка ступенчатообразного склона моренной гряды шириной 500-650 м (рис. 1). Депрессия в пределах этого участка шириной 150250 м и глубиной 4-5 м наследует понижение в рельефе московского возраста. Это понижение может быть связано с исходной структурой моренного рельефа или иметь эрозионное происхождение. Общая ориентация современной депрессии направлена вдоль склона моренной гряды с северо-востока на юго-запад в сторону долины р. Межа. Депрессия перехватывает сток склона моренной гряды, что в совокупности с небольшими уклонами днища обуславливает развитие заболачивания. Мощность низинного торфа в пределах днища депрессии не превышает 1 м. Бурение до
Описание разреза
Слой № Описание пород Мощность, см Глубина, см
1 Современный торф 65 65
2 Суглинок, тяжелый, темно-серый, обогащенный органическим материалом, 7.5УЯ3/1 20 85
3 Суглинок, средний, голубовато-серый (10У5/1), оглееный 25 100
4 Супесь, легкая, пылеватая, светло-серая, 100У5\1 10 110
5 Глина темно-серая, 100У4\1обогащена органическим материалом 50 165
6 Глина (гиттия), темно-серая (5У3/1), с прослоями торфа мощностью 2-5 см 85 290
7 Глина, серовато-коричневая с голубоватым оттенком (5У3/1), однородная, плотная 30 320
8 Глина, серо-коричневая (5У4/1), однородная, с большим количеством растительных остатков 115 435
9 Торф, сильно разложившийся, серовато-коричневый (2.5У2.5/1), однородный 145 580
10 Торф, опесчаненный, серовато-коричневый (2.5У3/1), мелко-комковатый 20 600
11 Торф, сильно опесчаненный, с прослойками и линзочками песка м/з и с/з. Прослой сильно обводнен 12 612
12 Торф, сильно разложившийся, серовато-коричневый с рыжеватым оттенком (10УЯ3/1), плотный 148 760
13 Глина, коричневато-серая с голубоватым оттенком (10УЯ4/1-3/1), тонко слоистая. Отмечены редкие обломки карбонатных пород (й = 1-2 мм). Ниже 780 см глина становится слабо карбонатной 30 790
14 Морена. Суглинок, тяжелый, голубовато-серый (10УЯ4/1), средне опесчаненный, с включением дресвы вид. 25 вид. 815
глубины 8 м (табл. 1) вскрыло моренные отложения днепровской стадии московского оледенения, погребенные органогенные отложения (гиттия и торф), отделенные от голоценовых отложений тонким (10 см) прослоем лессовидной супеси.
Методы исследований. Полевые работы, бурение и отбор образцов проводился летом 2004 г. Образцы для спорово-пыльцевого анализа отобраны с интервалом 10 см, а для карпологическо-го анализа - 20 см. Образцы для спорово-пыльце-вого анализа были подготовлены по стандартной методике, разработанной в Институте географии РАН, с применением тяжелой жидкости с удельным весом 2.2 г/см3 [3] в модификации с использованием раствора йодистого кадмия. С целью последующих расчетов концентрации пыльцы и спор в породе образцы определенного объема обрабатывались с добавлением таблеток спор Lyco-podium [21]. Обработка данных и построение спо-рово-пыльцевых диаграмм проводились с помощью программы TILIA и TILIA-Graph [18].
Лабораторная обработка проб для карпологи-ческого анализа заключалась в промывке породы на ситах с диаметром ячеек 0.25 мм. Из полученной органической фракции, просмотренной под бинокуляром, были отобраны карпоиды (семена, плоды, мегаспоры), выполнен ряд определений.
Результаты спорово-пыльцевых исследований. В спорово-пыльцевых диаграммах разреза заповедника на основании изменений в составе спектров и концентрации пыльцы и спор было выделено 14 пыльцевых зон (рис. 2, 3).
Для спектров пыльцевой зоны 1 (790-775 см) характерны низкие значения концентрации п. (пыльцы) и спор в осадках. Доля п. древесных пород (ель, сосна, береза) не превышает 50%, отмечены компоненты кустарниковых формаций - Betula nana, B. humilis, Alnaster, Hippophae rhamnoides. В группе трав (NAP) преобладает п. полыни (до 20%), маревых и осоковых, отмечена п. злаков, лютиковых, розоцветных, определена п. гелиофитов (Helian-themum, Ephedra). Обращает на себя внимание высокое содержание переотложенных дочетвертич-ных микрофоссилий (свыше 100% от суммы п. и спор в образцах из основания слоя).
Для зоны 2 (735-775 см) характерно резкое возрастание концентрации п. и спор. В нижней части зоны п. ели составляет 20%, затем на уровне 760 см ее содержание резко уменьшается до 0.8-1%. На этом же уровне наблюдается сокращение доли п. древесных (AP). Выше по разрезу п. сосны и березы абсолютно доминирует в спектрах. Концентраци
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.