научная статья по теме ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ВОСТОЧНОМ СКЛОНЕ СЕВЕРНОГО УРАЛА В ГОЛОЦЕНЕ Охрана окружающей среды. Экология человека

Текст научной статьи на тему «ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ВОСТОЧНОМ СКЛОНЕ СЕВЕРНОГО УРАЛА В ГОЛОЦЕНЕ»

УДК 561:581.55+551.8

ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ВОСТОЧНОМ СКЛОНЕ СЕВЕРНОГО УРАЛА В ГОЛОЦЕНЕ

© 2014 г. Т. Г. Антипина*, Н. К. Панова*, О. М. Корона**

*Ботанический сад УрО РАН 620134 Екатеринбург, ул. Билимбаевская, 32а e-mail: antanya1306@mail.ru **Институт экологии растений и животных УрО РАН 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 Поступила в редакцию 16.09.2013 г.

В статье рассматриваются изменения растительности и климатических условий на восточном склоне Северного Урала во второй половине голоцена, реконструированные на основе данных комплексного изучения разреза торфяника в пойме р. Лозьва палинологическим, ботаническим, палеокар-пологическим и радиоуглеродным методами. Установлено, что в период примерно от 5000 до 700 лет назад в подзоне северной тайги исследуемого региона произрастали леса южно-таежного облика и климат был значительно теплее современного.

Ключевые слова: голоцен, торфяное болото, спорово-пыльцевой спектр, растительные остатки, радиоуглеродные даты, растительность, климат.

DOI: 10.7868/S0367059714050023

Изучение динамики растительности и природной среды в голоцене приобретает особую важность в условиях современного глобального потепления. Установление взаимосвязей динамики природных растительных экосистем с климатическими изменениями в прошлом дает основу для прогнозирования тенденций их развития на современном этапе.

История растительности в голоцене на территории северных районов Урала и Зауралья до сих пор остается крайне мало изученной. Оптимальным источником информации о голоценовой динамике растительности являются данные палеоботанического исследования отложений торфяных болот. Первые результаты палинологического анализа торфяных болот на Северном Урале были получены В.И. Маковским (1966). Он выделил 4 основные стадии развития региональной растительно -сти в голоцене. Однако его выводы не были подкреплены геохронологическими данными.

Сведения по истории растительности в голоцене на Северном Урале с определением абсолютного возраста были получены Е.Г. Лаптевой на основе палинологического и радиоуглеродного анализа пещерных отложений (Лаптева, 2005, 2007, 2009). Автором представлена реконструкция основных этапов развития растительности подзоны средней тайги восточного склона Северного Ура-

ла от позднеледниковья до суббореально-субат-лантического времени. Следует заметить, что в силу особенностей формирования спорово-пыльцевых спектров пещерных отложений они недостаточно полно и не всегда адекватно отражают окружающую растительность (Панова, Быкова, 1992). Недостаток данных не позволил Е.Г. Лаптевой детально охарактеризовать динамику растительности в голоцене. Торфяные болота обеспечивают более равномерное и последовательное отложение "пыльцевого дождя" с окрестной территории и хорошую сохранность пыльцы в анаэробной среде.

В предлагаемой статье представлены первые данные об абсолютном возрасте отложений и соответствующих им голоценовым растительным формациям в регионе восточного склона Северного Урала по результатам палеоботанического исследования торфяного разреза Хорпия-1.

РАЙОН, ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ

Исследуемый торфяник расположен на высокой пойме левобережья р. Лозьвы в Ивдельском районе Свердловской области, вблизи поселков Бурмантово и Хорпия (61°02' с.ш.; 60°03' в.д.; 120 м над ур. м.), и вскрыт обнажением в русле реки (рис. 1). Климат района резко континентальный с продолжительной холодной зимой и коротким

60°

70o

65°

60°

70o

Рис. 1. Карта-схема района исследований и местоположения торфяника Хорпия-1.

прохладным летом. Среднегодовая температура воздуха в Ивделе —1°(—0.5°), средняя температура января -18.6° (-18.7°) , июля 16.2° (17°); в районе Бурмантово среднегодовая температура воздуха -2°, января -19.8°, июля 15.5° (Справочник по климату СССР, 1965). Годовое количество осадков в

районе Ивделя около 460 (480) мм, в предгорной полосе - до 580 мм. Больше половины осадков выпадает в летний период. Малоснежная и холодная зима способствует глубокому промерзанию почвы. В рельефе Северного Урала остались следы четвертичного горно-долинного оледенения. Участки многолетней мерзлоты встречаются здесь и в настоящее время.

Район входит в Зауральскую холмисто-предгорную провинцию северо-таежных лесов Западно-Сибирской лесной области (Лесораститель-ные..., 1973). Преобладают лиственнично-березо-во-сосновые леса. У подножия главного Уральского хребта они смыкаются с пихтово-кед-рово-еловыми горными лесами. Березово-сосно-вые леса приурочены к наиболее высоким, дрени-

* В скобках приведены современные климатические показатели из Википедии.

руемым местообитаниям. На заболоченных землях обычны елово-кедровые и березово-кедрово-еловые согры (Сторожева, 1960).

Исследуемое торфяное болото переходного типа. В центральной его части древостой из сосны (Pinus sylvestris L.) с единичной березой (Betulapu-bescens Ehrh.) и елью (Picea obovata Ledeb.). Подрост в основном березовый с примесью ели и кедра сибирского (Pinussibirica Du Tour). В подлеске рябина (Sorbus aucuparia L.), черемуха (Padus avium Mill.), жимолость (Lonicera xyilosteum L.), ивы (Salix L.), редко — ольха (Alnus incana (L.) Moench.). В травяно-кустарничковом ярусе — голубика (Vaccinium uliginosum L.), брусника (Vaccin-ium vitis-idaea L.), водяника (Empetrum nigrum L.), клюква (Oxycoccuspalustris Pers.), морошка (Rubus chamaemorus L.), княженика (Rubus arcticus L.), костяника (Rubus saxatilis L.), грушанка (Pyrola rotundi-folia L.). В моховом покрове сфагновые и зеленые мхи (Pleurozium, Dicranum, Brachytecium и др.).

Глубина разреза 3 м (рис. 2). Торф подстилается тяжелым суглинком с песком и галькой. Из зачищенной стенки обнажения отобрано 53 образца для палинологического (спорово-пыльцевого)

Таблица 1. Результаты радиоуглеродного анализа образцов из разреза Хорпия-1

Лабораторный номер Глубина отбора, см Материал Радиоуглеродный возраст, лет Календарный возраст cal BP, лет 1ст-диапазон калиброванных дат

ЛУ-6427 258-263 Сапропель 4140 ±90 4670 ± 120 4550-4790

ЛУ-6428 240-250 Торф 4520 ± 70 5170 ± 120 5290-5050

ЛУ-6429 211-226 » 3380 ± 70 3630 ± 90 3720-3540

ЛУ-6430 163-172 » 3560 ±110 3870 ± 150 4020-3720

ЛУ-6431 100-105 » 2010 ±50 1980 ±60 2040-1920

и ботанического анализов, 25 — для палеокарпо-логического, 5 — для радиоуглеродного.

Лабораторная обработка и анализ образцов под микроскопом проводились по стандартным методикам (Гричук, Заклинская, 1948; Домбров-ская и др., 1959; Никитин, 1969; и др.). Спорово-пыльцевая диаграмма построена с помощью компьютерной программы TILIA и TILIA-GRAPH (Grimm, 1992). Реконструкция палеораститель-ности и палеоклиматов проводилась по принципу актуализма на основе эколого-ценотического анализа ископаемой флоры, определенной по пыльце, спорам и макроостаткам растений, с использованием зонально-формационного метода (Савина, Хотинский, 1982).

Анализ абсолютного возраста образцов выполнен в лаборатории палеогеографии и геохронологии четвертичного периода Санкт-Петербургского государственного университета под руководством проф. Х.А. Арсланова. Значения календарного возраста приведены на основании калибровочной программы "CalPal" Кёльнского университета 2006 г. (авторы B. Weninger, O. Joris, U. Danzeglocke; www.calpal.de).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

По разрезу получено 5 радиоуглеродных дат (табл. 1). Причины инверсии некоторых дат, к сожалению, не установлены. Согласно хронологической схеме периодизации голоцена Северной Евразии (Хотинский, 1977, с. 16) и полученным датировкам, начало формирования торфяника, очевидно, следует отнести к суббореальному периоду.

Данные ботанического анализа (рис. 3) показали, что торфяник образовался путем суходольного заболачивания елового леса в результате застойного переувлажнения, зарастания почвенного покрова зелеными и сфагновыми мхами, осоками (Carex) и другими гидрофильными растениями и почти сразу перешел в мезотрофную стадию с преобладанием сфагнума бурого (Sphagnum fuscum (Schimp.) Klinggr.) в покрове.

Спорово-пыльцевая диаграмма исследованного разреза (рис. 4) характеризует динамику расти-

тельности с конца атлантического периода до современности. Судя по спорово-пыльцевым спектрам, во все время формирования торфяника в регионе господствовала лесная растительность. Основу ее составляли ель сибирская (Picea obovata) и сосна обыкновенная (Pinus sylvestris). В примеси произрастали пихта сибирская (Abies sibirica Ledeb.) и кедр сибирский (Pinus sibirica), местами — береза (Betula sect. Albae) и лиственница (Larix). Заметное присутствие пыльцы вяза (Ulmus) и липы (Tilia), хотя и не во всех пробах, свидетельствует об их возможном произрастании в подлеске вплоть до субатлантического периода.

По динамике кривых пыльцы древесных растений на диаграмме выделено 5 основных пали-нозон.

П а л и н о з о н а 5 выделяется в отложениях подстилающей глины на глубине 273—293 см по максимальному в данном разрезе содержанию пыльцы берез (до 20%) на фоне преобладания пыльцы ели (40—50%) и сосны (30—40%). Пыльцы травянистых растений мало. В заметном количестве присутствуют споры папоротников сем. Poly-podiaceae, в меньшем — бореальных видов плаунов (Lycopodium annotinum L., L. clavatum L.), сфагновых (Sphagnum) и зеленых (Bryales) мхов. Спектры характеризуют растительность березо-во-еловых лесов с сосной, с примесью пихты, ольхи, с преобладанием мхов и папоротников в покрове и умеренно континентальные климатические условия. Данную палинозону мы относим к концу атлантического периода. Верхняя ее граница сопоставляется с рубежом между атлантическим и суббореальным периодами. Уменьшение количества пыльцы ели, отсутствие пихты и появление лиственницы в спектре на глубине 263— 273 см может быть связано с изменением состава растительности, обусловленным раннесубборе-альным похолоданием.

П а л и н о з о н а 4 выделяется на глубине 200— 273 см по максимальному процентному содержанию пыльцы ели (до 60%). Спорово-пыльцевой комплекс характеризует доминирование еловых лесов с сосной, примесью пихты, березы, ольхи (Alnus incana (L.) Moench,

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

Пoхожие научные работыпо теме «Охрана окружающей среды. Экология человека»