ЭКОЛОГИЯ, 2009, № 4, с. 284-290
УДК 551.583+56.08+551.793.91.794(470.5)
ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ НА ВОСТОЧНОМ СКЛОНЕ СЕВЕРНОГО УРАЛА ЗА ПОСЛЕДНИЕ 50 ТЫС. ЛЕТ
© 2009 г. Е. Г. Лаптева
Институт экологии растений и животных УрО РАН 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 E-mail: lapteva@ipae.uran.ru Поступила в редакцию 14.05.2007 г.
Охарактеризованы ландшафтно-климатические изменения второй половины позднего неоплейстоцена и голоцена на территории восточного склона Северного Урала. На основе геохронологических и палинологических данных детально реконструирован состав палеосообществ отдельных хроносрезов в течение последних 50 тыс. лет, приведены палеоклиматические параметры, рассчитанные по зонально-формационному методу.
Ключевые слова: палинологические данные, палеоклиматические параметры, поздний неоплейстоцен, невьянский межстадиал, полярно-уральское оледенение, голоцен.
Детальная информация о развитии природы в прошлые геологические эпохи необходима для понимания динамики окружающей среды в связи с глобальными климатическими изменениями, происходящими в настоящее время. Получение новых данных с помощью палинологического метода об историческом развитии природной среды различных районов Урала позволяет выявить особенности пространственно-временных изменений растительности и климата при становлении современной природы всего Уральского региона.
Палинологические данные, характеризующие природную обстановку на восточном склоне Северного Урала в периоды позднего неоплейстоцена и голоцена, немногочисленны и фрагментарны (Маковский, 1966; Боярская, Малаева, 1967; Сте-фановский, 2004а, б и др.). Причем большая часть опубликованных материалов не подкреплена геохронологическими данными. В связи с этим важную роль приобретают результаты палинологического анализа рыхлых отложений карстовых полостей. На их основе в комплексе с результатами палеотериологического, археологического и геохронологических методов можно более обоснованно проводить стратификацию толщи отложений, датирование отдельных климатических этапов и их корреляцию с соответствующими палеогеографическими событиями, нашедшими отражение в эволюции природной среды прилегающих территорий (Лаптева, 20056).
Цель настоящей работы - выделение и характеристика ландшафтно-климатических изменений на территории восточного склона Северного Урала в течение последних 50 тыс. лет, охватыва-
ющих геологический этап со второй половины позднего неоплейстоцена и голоцен.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Схема ландшафтно-климатических изменений для территории восточного склона Северного Урала составлена автором на основе оригинальных палинологических данных из разрезов рыхлых отложений четырех карстовых полостей и ранее опубликованных палеоботанических материалов из аллювиальных обнажений (Стефанов-ский, 2004а, б), территориально расположенных на севере Свердловской области в зоне современного распространения сообществ средней тайги (рис. 1). Отбор проб из отложений для палинологического анализа, их химико-технологическую обработку, статистический подсчет палиноостат-ков проводили по стандартным методикам (Гри-чук, Заклинская, 1948).
Палеоклиматические параметры реконструированы на основе зонально-формационного метода (Савина, Хотинский, 1982): 1) тип палеосообще-ства для определенного хроносреза устанавливали на основе результатов эколого-ценотического анализа выделенной палинофлоры; 2) для палео-палиноспектров выявляли современные аналоги среди базы данных по субфоссильным палино-спектрам растительных сообществ Урала (Боярская, Малаева, 1967; Ананьев, Каревская, 1970; Сурова, 1982; Лаптева, 2005а); 3) по данным ближайших метеостанций определяли современные климатические параметры районов произрастания сообществ-аналогов; 4) современные клима-
60°
Рис. 1. Местоположение опорных разрезов на восточном склоне Северного Урала:
1 - пещера Лисья; 2 - пещера Черемухово-1; 3 - пещера Усольцевская; 4 - пещера Каква-4; * - литературные данные (см. Стефановский, 2004а, б): а - разрезы на р. Ивдель, б - Богословский угольный карьер.
тические показатели переносили на реконструированные палеосообщества.
Стратиграфическое расчленение и корреляцию поздненеоплейстоценовых отложений в изученных разрезах проводили на основе геохронологических (11 датировок по 14С), макро- и микропа-леотериологических и археологических данных в соответствии с региональной стратиграфической схемой Урала (Стратиграфическая схема..., 1997), которая сопоставима с региональными стратиграфическими шкалами Восточно-Европейской платформы (Шик, 2004) и Западно-Сибирской равнины (Унифицированная стратиграфическая схема., 2000). Хронологические границы периодов голоцена Северного Урала выделены в соответствии с модифицированной схемой подразделения голоцена Блитта-Сернандера, которая для Урала уточнена H.A. Хотинским (1977, 1987). Из-за не-
достаточного объема данных по абсолютному датированию в настоящей работе приведены скомпилированные возрастные границы выделенных ландшафтно-климатических этапов на основе геохронологических материалов по близлежащим районам (Арсланов, 1992; Волкова и др., 2002).
ОСНОВНЫЕ ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ЭТАПЫ ВТОРОЙ ПОЛОВИНЫ ПОЗДНЕГО НЕОПЛЕЙСТОЦЕНА
На территории восточного склона Северного Урала для второй половины позднего неоплейстоцена (50.0-10.3 тыс. л.н.) реконструированы ландшафтно-климатические изменения для не-вьянского межстадиала (средневалдайского мега-интерстадиала, каргинского межстадиала/межлед-
никовья) и полярно-уральского (поздневалдайского, сартанского) оледенения. В пределах невьянского межстадиала в интервале от 50 до 25 тыс. л.н. выделены два теплых и два холодных ландшафтно-климатических этапа. Для полярно-уральского оледенения, в интервале от 25 до 10.3 тыс. л.н. реконструирована ландшафтно-климатическая обстановка максимальной стадии развития горноледниковых покровов и стадиала позднеледнико-вого времени (рис. 2).
Ранненевьянское похолодание (45(44)-42.5(42) тыс. л.н.). В это время на восточном склоне Северного Урала существовали перигляциаль-ные елово-лиственничные и березово-сосновые редколесья северотаежного характера с участием в травяном покрове элементов тундровой флоры. Лесные формации чередовались с мезофильными луговыми сообществами при значительном участии полыни (Artemisia sp.). Климатические условия того времени были значительно холоднее современных, о чем свидетельствует присутствие в ископаемой флоре макроостатков таких холодо-любивых растений, как березки карликовой (Betula nana L.), плаунка плауновидного (Selaginella selagi-noides (L.) Link), княженики (Rubus arcticus L.), толокнянки (Arctosraphylos uva-ursi (L.) Spreng.) и др. (Стефановский, 20046).
Средненевьянское потепление (42.5(42)-36(35) тыс. л.н.) характеризовалось преобладанием перигляциальных кедрово-еловых и сосново-березовых редколесий при значительном участии луговых сообществ. Об этом свидетельствует доминирование в палиноспектрах пыльцы древесных растений (56.0-68.6%), среди которой на фоне преобладания пыльцы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris - 21.6-39.5%) и берез (Betula sect. Albae - 43.2-52.0%) высоко содержание пыльцы деревьев таежного комплекса - сосны сибирской (Pinus sibirica - 1.2-7.4%) и ели (Picea sp. - 6.213.8%) (Лаптева, 20056). Палеоклиматические условия, вероятно, были близки к современным условиям подгольцового пояса гор Северного и Среднего Урала (сумма годовых осадков - около 800 мм, средние температуры января -18°С, июля +15°...+16°С).
Поздненевьянское похолодание (36(35)-32(30) тыс. л.н.) ознаменовалось распространением перигляциальных лесотундровых сообществ. Луговые сообщества, образованные представителями семейств Rosaceae, Apiaceae, Ranunculaceae при участии типичных видов тундровой флоры (горца альпийского (Polygonum alpinum (All.) Kit.),
дриады (Dryas sp.) и др.), чередовались с ернико-выми зарослями из кустарниковых видов берез (максимальное содержание пыльцы Betula sect. Nanae - 7.5%). По сравнению с предыдущей фазой уменьшилась роль ели в лесных сообществах (снижение доли пыльцы Picea sp. до 5.7%), хвойные формации сменились березовыми редколесьями (Лаптева, 20056). Климатические условия были близки к современным условиям в районах распространения лесотундровой растительности на Полярном Урале (сумма годовых осадков -примерно 500-800 мм, средние температуры января -21°С, июля +13°...+14°С).
Поздненевьянское потепление (32(31)-
25 тыс. л.н.). На восточном склоне Северного Урала в оптимуме этого климатического этапа, вероятно, преобладали еловые и елово-березо-вые леса с участками мезофильных лугов (Стефановский, 20046). При снижении влагообеспечен-ности в луговые сообщества внедрились лугово-степные элементы флоры - эфедра (Ephedra sp.), полыни (Artemisia subgen. Dracunculus), виды семейств Chenopodiaceae и Plumbaginaceae, роль лесных формаций сократилась (Лаптева, 20056; Струкова и др., 2006), ландшафты приобретали перигляциально-степной облик. По сравнению с рассмотренными выше этапами климат заключительного потепления невьянского межстадиала был более континентальным. Климатические условия были суше и холоднее, чем в настоящее время. О довольно суровых условиях свидетельствуют палиноостатки таких холодолюбивых растений, как ольховник (Alnaster fruticosa L.), ба-ранец обыкновенный (Hupersia selago (L.) Bernh. Ex Schrank & Mart.) и др.
Максимальная стадия полярно-уральского оледенения (25-17(16.5) тыс. л.н.). Близкое расположение к исследуемой территории горно-долинных ледников на хребтах Северного Урала (Алешков, 1930; Астахов, 1974) обусловило распространение перигляциальной тундры/лесотундры на восточном склоне (Стефановский, 2004а). В палиноспектрах преобладает пыльца травянистых растений (45-56%), содержание пыльцы древесных растений и спор приблизительно равное (в среднем по 20-30%). В целом в палеопалинофло-ре отмечено максимальное содержание микроостатков растений тундровых сообществ (27.7%). В растительном покрове разнотравно-злаковые ассоциации чередовались с ерниковыми зарослями из кустарниковых берез (содержание пыльцы Betula
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.