научная статья по теме ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ГОЛОЦЕНЕ НА ЮЖНОМ ЯМАЛЕ (ПО ДАННЫМ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА ОТЛОЖЕНИЙ РЕЛИКТОВОГО ТОРФЯНИКА) Охрана окружающей среды. Экология человека

Текст научной статьи на тему «ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ГОЛОЦЕНЕ НА ЮЖНОМ ЯМАЛЕ (ПО ДАННЫМ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА ОТЛОЖЕНИЙ РЕЛИКТОВОГО ТОРФЯНИКА)»

ЭКОЛОГИЯ, 2010, № 1, с. 22-30

УДК 561:581.33+551.8:574

ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ГОЛОЦЕНЕ НА ЮЖНОМ ЯМАЛЕ (ПО ДАННЫМ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА ОТЛОЖЕНИЙ РЕЛИКТОВОГО ТОРФЯНИКА)

© 2010 г. Н. К. Панова*, С. С. Трофимова**, Т. Г. Антипина*, Е. В. Зиновьев**, А. В. Гилев**, Н. Г. Ерохин**

Ботанический сад УрО РАН *620134 Екатеринбург, ул. Билимбаевская, 32а E-mail: natapanova@mail.ru **Институт экологии растений и животных УрО РАН 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 E-mail:common@ipae.uran.ru Поступила в редакцию 20.09.2008 г.

По результатам комплексного анализа отложений мерзлого торфяника в верховьях р. Хадытаяха палинологическим, карпологическим, энтомологическим и радиоуглеродным методами реконструированы изменения региональной и локальной растительности и климатических условий в голоцене. Установлено, что торфяная залежь сформировалась в период от 8000 до 5000 лет назад. В это время на Южном Ямале в зоне современных субарктических кустарниковых тундр была распространена лесная растительность из ели, березы и лиственницы, климат был значительно теплее современного.

Ключевые слова: торф, спорово-пыльцевой спектр, палинозона, макроостатки растений, энтомофа-уна, растительность, климат, голоцен.

Тенденции развития природы в голоцене в северных районах Евразии во многом отличались от таковых в средних широтах. Особенно это касается приморских территорий, к которым относится полуостров Ямал (Васильчук и др., 1983; Василь-чук, 1992; Тарасов и др., 1995). Результаты палинологического и ботанического исследований торфяников на Южном Ямале еще в 40—50-х годах ХХ в. (Н. Кац, С. Кац, 1946, 1948; Пьявченко, 1955) показали, что в зоне современных кустарниковых тундр в послеледниковый период произрастала древесная растительность. Представленный нами фактический палеоботанический и ископаемый энтомологический материал пополняет базу палеоэкологических данных, способствует детализации исторических реконструкций и ведет к пониманию процессов, происходивших в голоцене в этом регионе.

РАЙОН, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Район исследования находится на п-ове Ямал в зоне субарктических южных крупнокустарниковых тундр (Природа Ямала, 1995). Климатические условия суровые — продолжительная холодная зима и короткое прохладное лето, осадки пре-

вышают испарение (Шиятов, Мазепа, 1995). Исследовали отложения мерзлого торфяника, вскрытого естественным обнажением на западном берегу оз. Нюлсавейто, расположенного в верховьях р. Хадытаяха (67°32' с.ш., 70°10' в.д., 57 м над ур. м.). Торфяник занимает довольно глубокую (более 3 м) и неширокую ложбину. В его окружении на плакорах произрастают кустарни-ково-моховые тундровые сообщества с преобладанием карликовой березки (Betula nana), ив (Salix), морошки (Rubus chamaemorus), зеленых мхов. Образцы для анализов отобраны Н.Г. Еро-хиным из зачистки обнажения.

Для реконструкции динамики растительности и палеоэкологических условий в качестве основных методов использованы спорово-пыльцевой (палинологический) и карпологический анализы, выполненные в соответствии с общепринятыми методиками (Гричук, Заклинская, 1948; Никитин, 1969), а также палеоэнтомологический метод. Возраст отложений определен с помощью радиоуглеродного анализа Н.Г. Ерохиным в лаборатории Института экологии растений и животных УрО РАН (табл. 1). Даты откалиброваны с использованием программы OxCal3.10.

По результатам анализа ботанического состава торфа, выполненного Т. Г. Антипиной, и согласно

Таблица 1. Радиоуглеродные даты из разреза торфяника у оз. Нюлсавейто

Глубина взятия образца, см Датируемый материал Лабораторный номер 14С-дата, лет назад Откалибро-ванная дата, лет назад Откалибро- ванный 2ст-диапазон

23-42 Гуминовые кислоты торфа ИЭРЖ-67к 5620±188 6395 ± 405 6800-5991

42-92 Целлюлоза торфа ИЭРЖ-69с 6081±207 6934±491 7425-6443

120-124 Целлюлоза торфа ИЭРЖ-69см 7041 ± 281 7913±490 8403-7423

230-240 Целлюлоза торфа ИЭРЖ-71с 7291±219 8108±431 8540-7677

240-280 Целлюлоза древесины ИЭРЖ-72 8179±231 9033± 517 9551-8516

описанию Н.Г. Ерохина разрез имеет следующее строение:

0—6 см — дернина (пушицево-гипновая);

6—23 см — темно-коричневая гипново-сфагно-во-пушицевая торфяная почва;

23—42 см — рыжий слаборазложившийся осо-ково-сфагновый торф;

42—60 см — светло-коричневый пушицево-гипново-сфагновый торф;

60—92 см — светлый слаборазложившийся осо-ково-сфагновый торф;

92—111 см — палевый пушицево-сфагновый торф;

111—124 см — темный гумусированный гипно-во-пушицево-сфагновый торф;

124—160 см — бурый осоково-сфагновый торф;

160—205 см — светло-оранжевый сфагновый (ангустифолиум) торф;

205—225 см — темно-оранжевый пушицево-сфагновый торф;

225—240 см — темно-бурый осоково-пушице-вый торф с фрагментами корней и древесины берез и лиственниц;

240—280 см — серая супесь с остатками корней и стволов лиственниц и берез;

280—350 см — светло-серые пески.

Среди определенных остатков сфагновых мхов в торфе преобладают Sphagnum angustifolium (в сообществе с пушицами) и Sph. subsecundum (в составе осоково-сфагнового торфа). В современной почве и дернине отмечен Sphagnum cuspidatum. Ботанический состав торфа свидетельствует о значительной обводненности болота на протяжении формирования основной толщи торфяной залежи. Чередование осоково-сфагновых и пу-шицево-сфагновых торфов отражает гетерогенность микрорельефа болота.

РЕЗУЛЬТАТЫ СПОРОВО-ПЫЛЬЦЕВОГО АНАЛИЗА

На спорово-пыльцевой диаграмме (см. рисунок) представлены 8 основных палинозон. Со-

держание таксонов вычислено по отношению к сумме пыльцы деревьев и кустарников, принятой за 100%.

Палинозона 8 (глубина 250—225 см) — максимальное содержание пыльцы кустарниковых березок (Betula nana type), а также "пики" пыльцы вересковых кустарничков (Ericaceae) и осоковых (Cyperaceae), спор арктических плаунов (Lycopo-dium alpinum, L. pungens) и хвощей (Equisetum). Присутствует пыльца ольховника (Alnus fruticosa), ив (Salix), берез (Betula sect. Betula), ели (Picea), лиственницы (Larix). Спорово-пыльцевые спектры характеризуют растительность лиственнич-но-елово-березовой лесотундры с кустарничко-во-ерниковым покровом и начальную стадию заболачивания. Динамика содержания пыльцы деревьев, кустарников и травянистых растений снизу вверх (увеличение количества пыльцы ели, берез и осок и уменьшение — кустарниковых березок) свидетельствует о нарастании теплообес-печенности и увлажненности. В соответствии с радиоуглеродными датами (8179 ± 2231 и 7290 ± ± 219 лет назад) отложения относятся к концу бо-реального — началу атлантического периодов.

Палинозона 7 (глубина 225—140 см) — господство спор сфагновых мхов (Sphagnum) и осоковых, которые отражают локальную растительность болота и процесс торфообразования. Субрегиональную растительность характеризуют спектры пыльцы деревьев и кустарников: от 40 до 50% — пыльца кустарниковых березок, на втором месте — берез (около 30%) и ели (около 20%); постоянно присутствует пыльца лиственницы, ольховника, ив и единично — сосны (Pinus sylvestris). К концу палинозоны появляется пыльца пихты (Abies). Пыльцевые спектры отражают растительность редкостойных лиственнично-березово-еловых лесов и значительное потепление и увлажнение климата. Отложения относятся к первой половине атлантического периода.

Палинозона 6 выделяется на глубине от 140 до 80 см. В ней преобладает пыльца берез, несколько меньше — ели. Постоянно присутствует пыльца

О

_

ON

оо

Г-р-П

tl'f!

■ i ■ i

К

ГГП

! !

! i!

_ о

- ^

- ^ У

о

£ ч

CD hi

ill

_ о

>

- о

г

о ?

г

_ о

- ^ га

S

Спорово-пыльцевая диаграмма торфяника у оз. Нюлсавейто (Южный Ямал). Аналитик Н.К. Панова. 1 — дернина (пушицево-гипновая); 2—6 — торф: 2 — пушицево-гипново-сфагновый; 3 — осоково-сфагновый; 4 — сфагновый; 5 — пушицево-сфагновый; 6 — осоково-пушицевый; 7 — супесь; 8 — погребенные пни лиственницы; 9 — место отбора проб на 14С; 10 — количество пыльцы менее 1%; AP — сумма пыльцы деревьев и кустарников; NAP — сумма пыльцы кустарничков и трав; Spores — сумма спор.

пихты и лиственницы, а также ив и ольховника. Заметно уменьшается количество пыльцы кустарниковых березок, осоковых и спор сфагновых мхов. Спорово-пыльцевые спектры свидетельствуют о более теплых и менее влажных климатических условиях по сравнению с предыдущей фазой. Отложениям соответствует дата 7041 ± ± 280 л.н. В растительности этого времени преобладали березовые леса с елью и лиственницей.

Палинозона 5 (глубина 80—60 см) — максимальное количество пыльцы ели и минимум пыльцы кустарниковых берез. Снова увеличивается содержание пыльцы осок и спор сфагнов. Спектры соответствуют растительности таежных лесов с преобладанием ели, примесью лиственницы и березы и относятся к климатическому оптимуму голоцена. Возраст отложений этой фазы определяет дата 6081 ± 207 л.н.

Палинозона 4 (глубина 60—40 см) — преобладает пыльца берез, количество пыльцы ели уменьшается. Спектры отражают смену таежных еловых лесов лиственнично-елово-березовыми и менее влажные климатические условия, о чем косвенно свидетельствует также уменьшение количества пыльцы осоковых и спор сфагновых мхов.

Палинозона 3 (глубина 40—23 см) — на первое место выходит пыльца кустарниковых березок. Пыльца ели и берез содержится примерно в равных количествах (по 25%). Исчезает пыльца пихты. Появляется единично пыльца кедра сибирского (Pinus sibirica). Спектры характеризуют растительность лиственнично-березово-еловых редколесий, похолодание и увлажнение. Отложениям соответствует дата 5620 ± 188 л.н.

Палинозоны 1 и 2 выделены в верхних 23 см торфянистой почвы. В них господствует пыльца кустарниковых березок. В зоне 2 еще довольно много пыльцы берез (до 30%) и ели (до 10%), а в зоне 1 их содержание сокращается до минимума, и на второе место выходит явно заносная пыльца сосен. В заметном количестве содержится пыльца ольховника, во всех пробах присутствует пыльца ив и лиственницы. Кроме того, в палинозоне 1 значительно возрастает количество

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.

Показать целиком