Растительность и климат в голоцене Юго-Восточной части Западной Сибири

Хазина, Ирина Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Растительность и климат в голоцене Юго-Восточной части Западной Сибири
ВАК РФ 25.00.02, Палеонтология и стратиграфия

Автореферат диссертации по теме "Растительность и климат в голоцене Юго-Восточной части Западной Сибири"

На правах рукописи

ХАЗИНА ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И КЛИМАТ В ГОЛОЦЕНЕ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (ПО ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ)

25.00.02 - палеонтология и стратиграфия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК 2008

003167374

Работа выполнена в Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических

наук, профессор Волкова Валентина Сергеевна

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук Букреева Галина Федоровна

Защита состоится 14 мая 2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 003.068.01 при Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, в конференц-зале.

Адрес: проспект Академика Коптюга, 3, Новосибирск, 630090 Факс: 8 (383) 333-23-01

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНГГ СО РАН

доктор географических наук Безрукова Елена Вячеславовна

Ведущая организация:

Сибирский Федеральный Университет, г. Красноярск

Автореферат разослан « •> марта 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к. г.-м. н.

JeS/^

H.K. Лебедева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Прогноз изменений природно-климатических условий будущего является одной из важных проблем человечества. Наиболее эффективным способом прогноза считается метод аналогий, основанный на анализе адекватности природной среды настоящего и прошлого (Будыко, 1984, Израэль, 2003). Одним из основных методов восстановления ландшафтов и климата голоцена является палинологический, позволяющий реконструировать растительность и давать оценку глобальным и локальным климатическим изменениям.

Степень детальности изучения эволюции ландшафтов и климата территории лесостепи юго-востока Западной Сибири слабее, чем лесной и лесотундровой областей Сибири. Исследования геологического строения разрезов озерных и озерно-болотных отложений, их расчленение по палинологическим данным, выявление основных рубежей осад-конакопления, а также степени синхронности и асинхронности в развитии ландшафтов и климатических событий весьма важны для понимания закономерностей реакции растительной биоты Земли на изменения климата и в целом для реконструкции палеогеографических событий за последние 10 тысяч лет.

Накопление фактического материала по истории растительности в послеледниковый период необходимо для выявления закономерностей ее развития в прошлом и прогноза на будущее, как для отдельных регионов, так и в общепланетарном масштабе (Панова, Янковска и др., 2003).

Выбор района исследований в южной части Западной Сибири обусловлен тем, что здесь по результатам палинологических исследований можно проследить климатически обусловленные миграции границы между лесной и степной зонами, а также дать обоснование расчленения голоцена по палинологическим данным и установить закономерности глобальных и локальных климатических изменений.

Объектами исследования являются пыльца и споры высших растений и другие микрофитофоссшши, встречающиеся в палинологических спектрах голоценовых отложений Западной Сибири.

Цель работы - реконструкция ландшафтно-климатических условий юго-восточной части Западной Сибири в голоценовое время в свете новых палинологических данных.

Для достижения поставленной цели основной задачей исследований являлось климатостратиграфическое расчленение и корреляция

голоценовых отложений юго-восточной части Западной Сибири по палинологическим данным.

Поэтапно выполнялись следующие исследования:

1) детальный палинологический анализ голоценовых отложений 4 разрезов, на основе установления закономерностей изменения составов спорово-пыльцевых спектров выделение палинозон;

2) определение этапов развития растительности и климата юго-востока Западной Сибири;

3) оценка масштабов миграции границ ландшафтных зон;

4) определение роли лесообразующих растений;

5) сопоставление изменений ландшафтно-климатических условий с их реконструкциями по смежным регионам.

Фактический материал и методы исследований. В основу работы положены принцип актуализма и основные положения миграци-онно - климатической концепции (Троицкий, 1982).

Палинологическим методом изучено 220 образцов из 4 разрезов голоценовых отложений юго-востока Западной Сибири (рис. 1): 1 - торфяник Сфагновый рям, расположенный в Новосибирской области, в 30 км к югу от районного центра Северное (56°04' с.ш.; 78°53' в.д.), 2 -озерно-болотные отложения озера Белое, расположенное в Колыван-ском районе Новосибирской области (55°23' с.ш.; 82°4Г в.д.), 3 - торфяник на берегу оз.Белое, 4 - озерные отложения разреза Чича, расположенного в Здвинском районе Новосибирской области (54°42' с.ш.; 78°34' в.д.).

Химическая подготовка образцов к спорово-пыльцевому анализу осуществлялась методом небольших навесок (Textbook..., 1989; Михайлова, 2005) и традиционным сепарационным методом Гричука (Гричук, Заклииская, 1948).

Защищаемые положения и научные результаты.

1. Расчленены средне-верхнеголоценовые озерные и озерно-болотные отложения юго-восточной части Западной Сибири по палинологическим и радиоуглеродным данным.

2. На основе корреляции палинозон установлены 4 этапа развития растительности и климата в течение последних 8000 лет на территории юго-восточной части Западной Сибири.

середине суббореального периода; 3) этап увлажнения и похолодания в конце суббореального - первой половине субатлантического периода. 4. В течение среднего - позднего голоцена границы ландшафтных зон существенно не менялись, изменения происходили внутри зон на уровне растительных формаций, главным образом в перераспределении состава лесообразующих растений.

Научная новизна и личный вклад автора. Личный вклад автора заключается в изучении и описании геологического строения ранее не исследованных разрезов, применении новой методики химической обработки образцов (метод небольших навесок, освоенный в Лаборатории изучения лесного сообщества Университета префектуры Киото, Япония) и детальный спорово-пыльцевой анализ образцов (с шагом отбора 1-3 см).

Впервые проведены детальные палинологические исследования голоценовых отложений оз.Белое. Полученные результаты совместно с данными других исследователей по карпологическому, диатомовому, остракодовому и ботаническому анализу торфа использованы для комплексной характеристики разреза. В настоящее время разрез оз. Белое является одним из наиболее хорошо изученных на рассматриваемой территории и рекомендуется в качестве эталонного для среднего-верхнего голоцена юго-востока Западной Сибири.

Впервые выделены 4 этапа развития растительности и климата среднего-позднего голоцена, которые сопоставлены с аналогичными, определенными другими исследователями по 10 разрезам озерных и озерно-болотных отложений юго-востока Западной Сибири.

Практическая значимость. Сравнительный анализ результатов, полученных разными методиками химической обработки, показал преимущество методики небольших навесок, которая рекомендуется палинологам к использованию при мацерации голоценовых образцов.

Полученные соискателем новые данные по голоцену юго-востока Западной Сибири дополняют имеющиеся материалы по растительности и климату всей Западной Сибири, их целесообразно использовать для составления прогнозов климата на ближайшее будущее.

Установленные по ископаемым спорово-пыльцевым спектрам характеристики растительности и климата используются в археологических исследованиях: данные автора вошли в отчет по интеграционному проекту СО РАН №2 «Взаимодействие человека и окружающей среды: природные процессы в голоцене и их влияние на расселение и жизненный уклад древнего человека (Бараба и Монгольский Алтай)».

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 1 коллективная монография, 5 статей, из них в рецензируемых журналах по перечню ВАК - 4 («Геология и геофизика», приложение «Новости палеонтологии и стратиграфии», «Вестник Томского государственного университета»), 7 работ в трудах, материалах и тезисах конференций.

Результаты исследований докладывались на IV Международном научном симпозиуме «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2000), I Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2002), X Всероссийской палинологической конференции «Методические аспекты палинологии» (Москва, 2002), научной конференции «Проблемы геологии и географии Сибири» (Томск, 2003), Всемирной конференции по изменению климата (Москва, 2003), XI Всероссийской палинологической конференции «Палинология: теория и практика» (Москва, 2005), Международной конференции «Проблемы палеонтологии и археологии юга России» (Ростов-на-Дону - Азов, 2005), III Международном симпозиуме «Эволюция жизни на Земле» (Томск, 2005), Международном симпозиуме «Promoting Environmental Research in Pan-Japan Sea Area» (Каназава, Япония 2006), II Международном конгрессе EAFES «Global environmental changes and ecosystems in East Asia» (Ниигата, Япония, 2006), II Международном полевом симпозиуме «Торфяники Западной Сибири и цикл углерода: прошлое и настоящее» (Ханты-Мансийск, 2007).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, приложений. Работа изложена на 124 страницах, иллюстрирована 28 рисунками, 12 фототаблицами. Список цитируемой литературы включает 102 наименования, в том числе иностранных работ - 10.

Работа выполнена в Лаборатории палеонтологии и стратиграфии мезозоя и кайнозоя Института нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука СО РАН в соответствии с планами НИР. Отдельные этапы поддержаны грантами РФФИ № 05-05-66942-ЯФ_а, ВМТК №1738 ОИГГМ СО РАН и интеграционным проектом СО РАН № 2.

Благодарности. Искренне благодарна научному руководителю Валентине Сергеевне Волковой за советы и всестороннюю поддержку во время написания диссертации. Глубоко признательна Сергею Константиновичу Кривоногову за ценные консультации, предоставленные материалы и данные по карпологическому анализу. Самые теплые слова благодарности хотелось бы сказать профессору Хикара Такахара и Кио-

ко Танида за обучение новой методике химической обработке образцов, заботу и поддержку во время стажировки в Университете префектуры Киото, Япония. За научные консультации и практическую помощь искренне признательна Н.К. Лебедевой, Б.Н. Шурыгину, В.Г. Дирксен, Е.Б. Пещевицкой, а также всему коллективу Лаборатории. Отдельные слова благодарности хотела бы выразить Леониду Борисовичу Хазину за ценные советы и моральную поддержку.

Глава 1. ПАЛИНОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ ГОЛОЦЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

В главе рассмотрена история изучения растительности голоцено-вых отложений юго-востока Западной Сибири по литературным данным. Отмечено, что начало изучения было положено исследователями болот этой территории А.Я. Гордягиным, П.H Крыловым, Б.Н. Городко-вым, Н.И. Кузнецовым, Д.А. Драницыным, И.И. Жилинским, позже А.Я. Бронзовым, М.И. Нейштадтом, A.A. Генкелем, П.Н. Красовским и др. Отдельные аспекты истории развития растительности Западной Сибири в голоцене освещены в ряде работ Н.Я. Кац, C.B. Кац, H.A. Хотин-ского, С.Н. Тюремнова, О.Л. Лисс, H.A. Березиной, Г.Г. Куликовой, A.B. Предтеченского, Е.И. Скобеевой и др. Знания о растительности позднего плейстоцена и голоцена Западной Сибири значительно расширились за счет работ сотрудников Института геологии СО АН, в котором работала палинологическая группа (с 1973г.): B.C. Волкова, Г.Ф. Букреева, В.А. Бахарева, Т.П. Левина, М.Р. Вотах, И.В. Николаева и другие.

Отмечено, что дальнейшая задача исследователей - пополнять и детализировать имеющиеся данные, применяя по возможности комплексный подход к объектам работ.

Глава 2. ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Во второй главе рассмотрены современные природные условия (рельеф, климат, растительность) юго-восточной части Западной Сибири.

Район исследований расположен на территории Барабинской аккумулятивной равнины с абсолютными отметками от 105 до 165 м. По классификации В.В. Орловой (1962) лесостепь Западной Сибири входит

в зону климатов недостаточно влажных (недостаточно влажные с теплым летом и умеренно суровой снежной зимой). Среднегодовая температура -1°С, средне январская от -19 до -21°С, средне июльская +18-19°С. Изученные разрезы расположены на территории подзоны мелколиственных осиново-березовых лесов, остепненных травяных березово-осиновых лесов северной лесостепи и луговых степей с богато разнотравно-злаковым травостоем южной лесостепи.

Глава 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В третьей главе приводится описание общих методических подходов в работе, сбора материала, химической обработки образцов, просмотра препаратов в микроскопе, принципа построения спорово-пыльцевых диаграмм, а также термины, используемые в работе.

Глава 4. ПАЛИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРКТЕРИСТИКА И ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ИЗУЧЕННЫХ РАЗРЕЗОВ

В главе описано геологическое строение изученных разрезов, раскрыта палинологическая характеристика комплексов. Разрезы Белое и Сфагновый рям дополнены результатами других палеонтологических методов.

Разрез Сфагновый рям

Торфяник Сфагновый рям расположен в Новосибирской области, в 30 км к югу от районного центра Северное, в подзоне мелколиственных лесов. Непосредственно вблизи точки бурения отобрана субрецент-ная проба, основу спектра составляет пыльца сосны (44%) и березы (40%), среди трав наиболее распространена пыльца полыней и вересковых, из спор - сфагновые мхи.

Согласно радиоуглеродному анализу в разрезе представлены средне-верхне-голоценовые отложения, которые можно разбить на три части: нижняя (3,0-2,6 м) сложена серыми озерными глинами (с раковинами остракод Limnocythere vara Liepin, растительными остатками), в кровле слоя получена дата 7800±40 р/у лет; средняя (2,6-1,33 м) - черным, хорошо разложившимся осоковым торфом; верхняя часть (1,33-0 м) неразложившиймся ярко коричневым сфагновым торфом, на глубине 1,27-1,3 м имеется дата - 1745±30 (СОАН-6793). На палинологический анализ было отобрано 38 образцов с шагом в 1-10 см, в зависимости от

осадка. На основе изменения состава спорово-пыльцевых спектров выделено три палинозоны (рис. 2):

I палинозона (торф, 262 - 185 см) - Betula sect. Betula - Polypodi-aceae - Poaceae

II палинозона (торф, 185 - 145 см) - Pinus sylvestris - Poaceae

III палинозона (торф, 145-0 см)- Sphagnum - Pinus sylvestris -Betula sect. Betula.

В результате палинологического изучения разреза Сфагновый рям можно сделать следующие выводы: время заболачивания датируется началом атлантического периода, что согласуется с данными по другим разрезам подтайги Западной Сибири (Лисс и др., 2001). На окружающей разрез территории главным лесообразующим растением была береза, в меньшей степени сосна. Болото пребывало в евтрофной стадии развития, по берегам росли папоротники, осоково-тростниковые сообщества. Состав СПК-ов II палинозоны свидетельствует о распространении на рассматриваемой территории сосновых лесов, с примесью кедра, что указывает на более прохладные и влажные условия. Сравнивая такие спектры разреза Сфагновый рям со спектрами второй зоны в разрезе Убинский рям (Хотинский, 1977) можно отнести II палинозону к суббо-реальному периоду. Изменение в развитии болота наметилось в середине субатлантического периода, к этому времени создались условия для перехода болота в стадию атмосферного питания. В растительном покрове доминантами стали сфагновые мхи, вересковые кустарнички. Зональная растительность была представлена березово-сосновыми лесами. Разрез оз. Белое

Озеро Белое расположено в Колыванском районе Новосибирской области, в лесостепной зоне левобережной Приобской возвышенности с абсолютными отметками 100-125 метров (абсолютная высота уреза воды 107 м). Размеры озера примерно 800x500 м, глубина 110-120 см, питание обеспечивается атмосферными осадками и, возможно, грунтовыми водами. Заболоченная полоса вокруг озера шириной около 200 м занята березовым лесом (Betula pubescens), подлесок которого представлен ивами, калиной, смородиной и другими кустарниками. Прибрежная часть озера занята поясом тростника и осоки шириной около 50 м, реже рогоза. Субрецентные образцы отобраны рядом с тростниковым займищем (поблизости от береговой колонки керна). Основу спектра слагает пыльца березы (66%), травы представлены преимущественно пыльцой злаковых, полыней и осоковых, а также пыльцой рдестов и других гидрофитов.

Путем бурения были получены осадки из центра озера (Белое-центр) и из береговой части (точка в тростниковой займище) (Белое-берег). Разрез отложений центральной части озера отчетливо разбивается на три части (снизу-вверх): 1 - суглинки голубовато-серые (390-140 см); 2 - темно-коричневые сапропели и торф (140-48 см); 3 - сапропели серые (48-0 см). На глубинах 54 и 135 см получены две радиоуглеродные даты: 3190+40 (Beta-190690) и 5120±50 (Beta-175243). На палинологический анализ отобрано 48 образцов. На основе изменения состава спорово-пыльцевых спектров выделено четыре палинозоны (рис. 3):

I палинозона (торф, 130 - 102 см) - Betula sect. Betula - Pinus sylvestris - Гидрофиты

II палинозона (торф, сапропель, 102 - 52 см) - Betula sect. Betula -Pinus sylvestris - Гидрофиты - Polypodiaceae

III палинозона (сапропель, 52-32 см) - Betula sect. Betula - Betula sect. Nanae

IV палинозона (сапропель, 32-0 см) - Betula sect. Betula.

Разрез Белое-берег имеет следующее строение (снизу-вверх): 1 -

суглинки опесчаненные, голубовато-серые (240-210 см); 2 - торф черно-коричневый (210-40 см); 3 - сапропели серые (40 - 0 см). На глубине 33,5 и 201 см получены радиоуглеродные даты: 1270+40 (IAAA-52754) и 4500±40 (IAAA-52755). Отобрано 58 образцов.

I палинозона (торф, 210 - 160 см) - Pinus sylvestris - Betula sect. Betula - Гидрофиты.

II палинозона (торф, 160 - 108 см) - Betula sect. Betula - Pinus sylvestris - Гидрофиты - Polypodiaceae.

III палинозона (торф, сапропель, 108-35 см) - Betula sect. Betula -Pinus sylvestris.

IV палинозона (сапропель, 35-0 см) - Betula sect. Betula.

Палинологическую характеристику нижней части разреза, представленной глинами получить не удалось - образцы были слабо насыщены палиноморфами, часто абсолютно пустыми.

В результате комплексного изучения отложений двух разрезов можно сделать следующие выводы: озеро Белое появилось в конце атлантического периода, вода заполнила впадину, существовавшую на поверхности высокой террасы Оби, вероятно, с позднеледникового времени. В озере накапливались биогенные осадки, которые можно разделить на два слоя: нижний - коричнево-черного цвета (сапропели отор-фованные или торфяная гиттия) и верхний - серого цвета (сапропели карбонатные или карбонатная гиттия). Слои различаются по зольности,

степени разложения растительных остатков и карбонатности, достигающей в верхнем слое 30% (по данным М.А. Климина). Нижний слой формировался за счет обилия макрофитов (рдестов, ряски и кувшинковых), диатомовых и зеленых водорослей, осадки верхнего слоя формировались из остатков харовых водорослей и наяд (по данным Ю.И. Прейс и С.К. Кривоногова).

Анализ полученных спорово-пыльцевых данных позволяет сделать вывод, что во время формирования органогенных отложений озера Белое региональная растительность района исследований оставалась стабильной, озеро, как и в настоящее время, окружали березовые леса. На отдалении находились сосновые леса, откуда в озеро заносилась пыльца Pinus sylvestris. Локальные же условия водоема претерпевали изменения. В начале суббореального периода (первая палинозона) условия были умеренно-влажными и теплыми, на что указывает большое количество пыльцы водных растений: рогоза, рдеста, ежеголовника, урути, кувшинки, кубышки, ряски. Во второй половине суббореального периода озеро окружали заболоченные участки, на которых произрастали папоротники, хвощи, имело место иссушение климата. В самом бассейне по-прежнему произрастало много водных трав. Условия озера в это время благоприятствовали широкому развитию диатомовой флоры, что также является показателем теплых обстановок (по данным Н.В. Игнатовой).

Формирование сапропелей в центре озера началось в конце суббореального периода (третья палинозона). По берегам водоема расселилась кустарничковая березка, резко уменьшилось разнообразие и количество водных растений. Исчезли диатомовые водоросли, но появились сообщества остракод, комплекс которых является показателем сравнительно холодных обстановок (по данным Л.Б. Хазина). Все это вместе указывает на то, что происходило некоторое похолодание и увлажнение климата.

Со второй половины субатлантического периода растительность района озера Белое приобрела современные черты: акватория окружена тростниками, камышами, осоковыми сообществами. В самом озере произрастают рдест, ряска, уруть и другие водные растения. В конце субатлантика начала восстанавливаться диатомовая флора. Разрез Чича

Разрез расположен в Здвинском районе Новосибирской области (рис. 1). Основными элементами современной растительности являются разнотравно-злаковые остепненные луга и луговые степи в сочетании с

участками осиново-березовых остепненных лугов. Скважина пробурена в озеровидном расширении долины р.Каргат, ниже по течению от с. Здвинск, недалеко от археологического объекта «Чича-1», по которому и назван разрез.

Состав современных спектров адекватно отражает характер растительности: сумма пыльцы древесно-кустарничковых растений составляет 30-35% (береза и сосна), пыльцы трав - 65-70% (Chenopodiaceae, Artemisia, Cichorioideae, Caryophyllaceae, Asteraceae и др.), сумма спор не превышает 2% (Sphagnum и Equisetum).

Отложения разреза Чича представлены суглинками и песками серыми в нижней части (540-480 см); в средней части (480-365 см) - озерными отложениями - суглинками коричневыми, с большим количеством раковин моллюсков, остракод; в верхней части (365-0 см) - осадками пойменного аллювия. Для этого разреза получена серия дат, 2530±35 (OS-54431), 3160+25 (OS-54429), 3230±30 (OS-54430) 3495±50 (АА-60200), 3760±40 (OS 54428), 8630±40 (OS-54432), позволяющих отнести озерные отложения средней части разреза к суббореальному времени. На палинологический анализ был отобран 71 образец, с шагом 3-10 см. Верхняя часть разреза (пойменный аллювий) содержит непредставительные СПС, количество палиноморф единично, спорово-пыльцевую характеристику удалось получить для озерных осадков. В результате палинологического анализа были выделены три палинозоны:

I палинозона (суглинки, 470-430 см) - Betula sect. Betula - Pinus sylvestris - Artemisia

II палинозона (суглинки, 430-350 см) - Betula sect. Betula - Pinus sylvestris - Artemisia - Betula sect. Nanae

III палинозона (суглинки, 350-325 см) - Betula sect. Betula - Pinus sylvestris - Poaceae.

Начало накопления озерных отложений относится к средней части суббореального периода. Характер полученных спектров отражает растительность современной лесостепи, в это время на рассматриваемой территории произрастали березовые леса, в сочетании с полынно-марево-злаковыми степями. Спорово-пыльцевые спектры третьей палинозоны формировались в конце суббореального периода. Озеро было окружено тростниками, на плакорах были распространены полынно-марево-разнотравные степи с березовыми колками, т.е. доля леса в составе растительности уменьшилась.

Сопоставление полученных данных

Таким образом, на основании детального палинологического изучения четырех разрезов голоценовых отложений юго-востока Западной Сибири выделены этапы развития растительности и климата среднего -верхнего голоцена.

I этап (атлантический - начало суббореального периодов) - березовая лесостепь с примесью сосны, на плакорах полынно-злаковые ассоциации. Локальная растительность широко представлена осоковыми, водными и околоводными растениями, папоротниками. Теплые, умеренно-влажные условия. К первому этапу относятся 1 палинозона разреза Сфагновый рям, I палинозона разреза Белое-центр, 1 палинозона Белое-берег.

II этап (середина суббореального периода). Березовые и сосновые леса, с кедром на севере района. На юге более распространены марево-полынно-злаковые луга с березовыми массивами. Увеличилась доля папоротников. Теплые и сухие условия. Ко второму этапу относятся

II палинозона разреза Сфагновый рям, II палинозона разреза Белое-1{ентра, II палинозона разреза Белое-берег, I, II и III палинозоны разреза Чича.

III этап (конец суббореального - первая половина субатлантичнского периодов). Березовые леса с примесью сосны и кустарничковой березки. Уменьшилось разнообразие и количество водных растений. Увлажнение и похолодание. К третьему этапу относятся III палинозона разреза Белое-центр, Белое-берег, частично II палинозона разреза Сфагновый рям.

IV этап (вторая половина субатлантического периода). Березовая лесостепь, на севере сосново-березовые леса, чередующиеся со сфагновыми рямами. На плакорах развиты полынно-злаковыми сообщества, локальная растительность широко представлена осково-злаковыми ассоциациями и разнообразными гидрофитами. Влажный и несколько более прохладный климат. К четвертому этапу относятся III палинозона разреза Сфагновый рям, IV палинозона разреза Белое-центр, IV палинозона разреза Белое-берег.

Глава 5. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И КЛИМАТ ГОЛОЦЕНА ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (ПО ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ), СОПОСТАВЛЕНИЕ С ДАННЫМИ ПО СМЕЖНЫМ РЕГИОНАМ

Изучение торфяника Сфагновый рям, озерно-болотных отложений оз.Белое, торфяника на берегу оз.Белое, озерных отложений разреза Чича и сопоставление полученных данных с материалами по другим разрезам (рис. 4) позволяет реконструировать развитие растительности и климата в районе исследований в голоценовое время.

В изученных автором разрезах голоценовые отложения представлены начиная с атлантического периода, но для получения представления об изменениях растительности и климата в течение всего голоцена в сводной схеме ландшафтно-климатических реконструкций (рис. 5) приведены данные о растительности и климате голоцена, начиная с 12 ООО л.н. по следующим работам: Архипов, Волкова, 1994, Архипов, Вотах, 1980, Букреева, Полищук, 1970, Борисова и др., 2005, Волкова, Белова, 1980, Кац, Кац, 1950, Климанов и др., 1987, Левина и др., 1987, Левина и др., 1989, Левина, Орлова, 1993, Фирсов и др., 1982, Хотинский, 1977 и др.

Аллеред (-12000-11200 л.н.). Растительность: массивы лиственничных лесов с примесью березы и ели на более влажных почвах соседствовали с участками сухих степей, занимавших, вероятно, хорошо прогреваемые склоны. Климат: относительное потепление и увлажнение.

Поздний дриас (11000-10000 л.н.). Растительность: ксеро-фильные злаково-марево-полынные сообщества с участием перигляци-ально-степных элементов с чередованием редколесий с лиственницей и березой. Климат: похолодание и иссушение.

Предбореальный период (10000-9000 л.н.). Растительность: березовые леса, на плакорах марево-полынные и злаковые группировки. Климат: относительное потепление и увлажнение.

Бореальный период (9000-8000 л.н.). Растительность: березовая лесостепь. Среди травянисто-кустарничковой растительности доминировали полыни, присутствовала эфедра. В конце бореала возросла роль сосны, ели и пихты в лесных сообществах. Климат: близок современному.

Атлантический период (8000-5000 л.н.). Растительность: березовая лесостепь с примесью сосны, на севере березово-сосновые леса с елью и кедром, на юге были более распространены разнотравно-

полынно-злаковые ассоциации с сосново-березовыми группировками. Водоемы окружены осоково-тростниковыми сообществами, по берегам - прибрежно-водные растения, папоротники. В ряде разрезов отмечены пыльцевые зерна Ulmus и Tilia. Присутствие пыльцы термофильных пород в интервале приблизительно от 6 до 4 тыс. л.н., даже с учетом ее заносного происхождения, отмечает этап наибольшего потепления.

Суббореальный период (5000-2500 л.н.). Растительность-, бе-резово-сосновые и сосновые леса в сочетании с марево-полынно-злаковыми группировками. Климат: высокое содержание водных и прибрежно-водных растений, а также присутствие пыльцы Ulmus и Tilia позволяет говорить о том, что потепление атлантического периода продолжалось еще и в начале суббореального. Для второй половины суббо-реального периода характерно иссушение климата, фиксирующееся в записях осадков разрезов Белое, Гладкое. Самый конец суббореального периода ознаменовался увлажнением и похолоданием. В составах СПС оно выразилось, в том числе и максимумами спор Sphagnum, присутствие которых в слоях позднего голоцена отражает процесс распространения олиготрофных сфагновых болот.

Субатлантический период (2500-0 л.н.). Растительность-, березовая лесостепь и сосново-березовые леса, с темнохвойными на севере и осоково-злаковыми сообществами на юге. Повсеместно распространены верховые сфагновые болота. Климат: более прохладный и влажный, чем современный.

Сравнение с данными по смежным регионам (рис. 5)

Проведено сопоставление полученных результатов с данными по Среднему Уралу, Южному Зауралью, центральной части Западной Сибири, а также Минусинской котловины и Прибайкалью. Отмечены общие тенденции и некоторые различия в развитии растительности и климата голоцена.

1. Климатический оптимум голоцена на территории Западной Сибири выделяется во второй половине атлантического периода. В Восточной Сибири в бореальном периоде.

2. Суббореальное время было неоднородным, но во всех районах в той или иной мере отмечается период иссушения климата.

3. На границе суббореального - субатлантического периодов повсеместно фиксируется похолодание и увлажнение климата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ и систематизация спорово-пыльцевых материалов и данных радиоуглеродного датирования позволили уточнить и решить по-новому некоторые вопросы палеогеографии, проследить характер изменений климатических условий и растительности, как индикатора этих условий.

Впервые на территории восточной части лесостепной зоны Западной Сибири выполнены столь детальные палинологические исследования ранее неизученных разрезов, что позволило выделить этапы развития растительности и климата за последние 8000 лет, зафиксированные в осадках на изученной территории. Полученная реконструкция ландшафто-климатических обстановок выгодно отличается от предшествующих по нескольким параметрам: 1) степенью детальности анализа (технологией и шагом отбора, использованием двух методов химической обработки, привлечением современных атласов-определителей палиноморф); 2) комплексностью подхода и привлечением данных других палеонтологических методов; 3) выбором в качестве объектов работы разрезов озерных и озерно-болотных отложений, расположенных на границах природных зон. Все это, несомненно, повышает достоверность исследования.

В ходе исследования автором были сделаны следующие выводы:

1. Детальный палинологический анализ четырех разрезов голоцено-вых отложений юго-востока Западной Сибири позволил выделить в интервале последних 8 ООО лет четыре этапа развития растительности и климата.

2. Установлено, что в течение среднего - позднего голоцена границы ландшафтных зон существенно не менялись, изменения происходили внутри зон на уровне растительных формаций.

3. Полученные выводы о климатических условиях сопоставимы с данными по таежной зоне Западной Сибири, Среднему Уралу, южному Зауралью, Минусинской котловине и югу Восточной Сибири, что говорит об общей направленности в изменении климата исследуемого и смежных регионов. Изменения сухости и влажности, зафиксированные автором, прослежены и в других регионах и, видимо, являются глобальными, а соответственно их следует учитывать при прогнозах на будущее.

дика имеет ряд преимуществ: 1) процедура подготовки образцов к анализу в первом случае занимает 14-20, а во втором - 3-5 дней; 2) полученные в результате второй методики спектры более «чистые». 5. Современные СПС в районах исследований по общему составу не всегда адекватно отражают зональную растительность. Так в разрезе Сфагновый рям (подтайга) содержание пыльцы древесных растений около 90%, что соответствует лесной зоне, в разрезе Белое (лесостепь) количество пыльцы древесных - более 70%, что также более типично для лесных спектров, только в самом южном районе разреза Чича соотношение древесной/травянистой пыльцы соответствует лесостепной зоне 30/70. Такая большая доля древесных в СПС районов ряма и Белое обеспечивается пыльцой основных доминантов современной растительности - сосны и березы, что, несомненно, следует учитывать при расшифровке ископаемых спектров.

Направление дальнейших исследований должно быть ориентировано на поиск и всестороннее изучение полного разреза голоцена (с 12 000 лет), расположенного на границе леса и степи, как озерных и болотных, так и субаэральных и аллювиальных отложений.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Михайлова И.В. Палинологическая характеристика отложений последнего оледенения Западной Сибири (на примере разреза Колпашево, Средняя Обь) // Проблемы геологии и освоения недр: Тр. Четвертого Международного науч. симп. Томск: Изд-во HTJ1, 2000. -С. 57.

2. Волкова B.C., Михайлова И.В. Природная обстановка и климат в эпоху последнего (сартанского) оледенения Западной Сибири (по палинологическим данным) // Геология и геофизика. - 2001. - Т.42. - №4. - С.678-690.

3. Михайлова И.В. Высокоразрешающая запись голоценовых изменений растительности и климата Новосибирского Приобья по отложениям озера Белое // Первая Сибирская международная конф. молодых ученых по наукам о Земле, 4-6 декабря 2002 г.: Тез. докл. - Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 2002. - С. 105-106.

4. Волкова B.C., Архипов С.А., Бабушкин А.Е., Кулькова И.А., Гуськов С.А., Кузьмина О.Б., Левчук Л.К., Михайлова И.В., Сухорукова С.С. Стратиграфия нефтегазоносных бассейнов Сибири. Том: «Кайнозой Западной Сибири». Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «ГЕО», 2002. - 246 с.

5. Волкова B.C., Михайлова И.В. Эволюция геологических процессов, природная среда и климат в голоцене на территории Западной Сибири // Основные закономерности глобальных и региональных изменений климата и природ-

ной среды в позднем кайнозое Сибири. Новосибирск: Изд-во ИАиЭ СО РАН, 2002. -Вып. 3. -С. 58-70.

6. Волкова B.C., Михайлова И.В. Голоцен на территории Сибири по геологическим и палинологическим данным // Вест. Томского гос. ун-та. 2003. № 3 (И). С. 53-55.

7. Михайлова И.В. Последняя ледниковая эпоха (сартанская) и ее значение для прогноза климатов XXI века // Всемирная конф. по изменению климата: Тез. докл. - М., 2003. - С. 516.

8. Михайлова И.В. История развития растительности и климата Среднего Приобья в позднем плейстоцене по данным палинологических исследований // Новости палеонтологии и стратиграфии: Приложение к журналу Геология и геофизика. - 2004. - Т. 45. - № 6-7. - С. 209-217.

9. Михайлова И.В. Два метода химической обработки голоценовых торфянистых отложений // Палинология: теория и практика: Материалы IX Всероссийской палинологической конф. - М., 2005. - С. 166-167.

10. Хазина И.В., Хазин Л.Б. Палинологическая характеристика и анализ остракод голоценовых отложений оз. Белое (Новосибирская область) // Проблемы палеонтологии и археологии юга России: Материалы международной конф. - Ростов-на-Дону: Изд-во ООО «ЦВВР», 2005. - С. 102-103.

11. Хазина И.В. Реконструкция природно-климатических обстановок среднего - позднего голоцена Новосибирского Приобья (по палинологическим исследованиям озера Белое) // Геология и геофизика. - 2006. - Т.47. - №8. - С. 965-972.

12. Khazina I.V., Volkova V.S., Krivonogov S.K., Takahara H. Vegetation and climate changes in the south of West Siberia, Novosibirsk Region since Middle Holo-cene (proxies of pollen data) // 4th International symposium of the Kanazawa University 21sl-Century СОЕ Program: «Promoting Environmental Research in Pan-Japan Sea Area», Kanazawa, Japan, 2006. - P. 21-22.

13. Хазина И.В., Хазин Л.Б. Ландшафтно-климатические изменения на юго-востоке Западной Сибири в голоценовое время // Торфяники Западной Сибири и цикл углерода: прошлое и настоящее: Материалы II Международного полевого симпозиума. - Томск: Изд-во НТЛ, 2007. - С 43-47.

8 I Подразд. Абс. | § по Блитт- возраст

~ "--------л ■ по С"I

Сфагновый рям

Белое центр

Белое берег

Чича

SA.

SAf

se.

saf

AT,

ATf

í!S

500

Í000

Í500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

Bo.am

PB,

ra,

Дриас

9500

1000C

11000

Аллеред

Позднвподш ковьв н (сарпюпсмх оледенение)

11800

т т т U Гг т т т

1745+30

[т т

Т Т| t т т Ц

т т

7800+411-=-=

3190+40.

i ¡ i— ■

т 1

т т

5120+50JL т

1270+4JL т 1-

|Т Т Т 7|

4500+40 Т

т ц |т т т т

III

Жуковское Гладкое Каякское Суминское Убинский (Борисова и (Фирсов и займище займище рям

др., 2005) др., 1982) (Левина и (Климанов и (Хотинский, 1977)

др., 1987) др., 1987)

3230±35 3495Í501-

3760±405ьГ 8630+4^'

10450±50

8W:

10950±50

10-:-

11 ib.

Рис. 4. Сопоставление разрезов .(Иде., голоценовых отложений юго-востока юо Западной Сибири (усл. обозн. см. рис. 2)

12050±50г 12210±130 12660±1;3^JM

со 2 ш §■2 i О о ©

с:

юго-восток Западной Сибири

ф э*

СЗ

го

VO £

Березовыегберезово= сосновые леса с полынно-злаково-разнотравными ассоциациями_

1 §

э* гз

а: со

ф ,9

LQ з:

£ §

ф I

Березовые, березово сосновые леса с кустарничковыми березками,

сфагновыми мхами, на плакорах полынно-осоково-злаковые ассоциации.

Сосновые и березово-сосновые леса в сочетании с марево-полынно-злаковыми ассоциациями с эфедрой.

Березовая лесостепь с примесью сосны, на севере с елью и кедром, на юге с разнотравно-злаковыми ассоциациями.

Березовая лесостепь. Климат близок современ. В конце бореала возросла роль сосны, ели и пихты на севере.

Березовые леса с участием сосны, на плакорах -марево-полынные и злаковые группировки

Злаково-марево-полынные с-ва с участием перигл.-степных эл-ов. Е редколесьях-лиственница и берез

Лиственничные леса с березой и елью, с участками сухих степей

Центральная часть Западной Сибири

(Архипов, Волкова, 1994 и др.)

Сосново-березовые леса с елью (к югу от 60 с.ш.). Роль ели особенно высока в более северных районах. В спектрах торфяников таежной зоны возрасло содержание пыльцы верескоцветных.

Елово-березовые редколесья с кустарничковой березкой, березовые леса с пихтой и кедром до 60 с.ш., к югу -березово-сосновые леса.

В зоне современных среднетаежных лесов росли сосново-березовые леса с участием ильма. Оптимальные климатические условия приходятся на 6 - 5,5 тыс. л.н., когда отмечается увеличение площадей

темнохвойной тайги из ели, пихты и кедра.

! Лиственнично-еловые редколесья,к югу от 66° с.ш. - березово-еловые леса с лиственницей и кустарничковой березкой.

Елово-березовых редколесья с лиственницей, к северу от 66° с.ш. - тундровые формации.

Южное Зауралы

(Рябогина, 2004; Зах, Рябогина, 2005)

Современная растительность

Лесостепная растительность, большая доля лугов

Лесостепная

растительность, массивы березовых лесов, с обилием сосны.

Лесостепная растительность, остепненные луга.

Южная лесостепь -остепненные луга и луговые степи.

Северная лесостепь, сокращение роли ксерофитов, .увеличение доли березы, ,сосны, редко ели и липы.

Лесостепная растительность с разнотравными лугами

Типичная лесостепь с лугово-степными участками, березовыми лесами кол очного типа.

Северная лесостепь с обилием березовых лесов, ксерофитными лугами.

Северная лесостепь с обилием березовых лесов с примесью ольхи и вяза

1590±50

2610±8(£ "Ч

Гт

I Т 1

3060±8^ т

|Г Т

Т 1

т т

Т 11

¡T т Т Т|

2350±30 т

3960±40 1Т_ Т

4200±зй ц 5490Й0 т

бОбоЖнЕ

650±50. Т.

1jm 780±65| т

1260±35! '

Гт

1730i25T -1 2370±7íOEIE

Т Т Т Ц Т Т Т 11

1-7

Т 7]

Т Т Т

Гг т Т 71

Т Т

т ц |г т

Т 1 [Т Т Т

|г т

|Г Т

шпш

0600±4Шг^г

106О±^зое|::

gj-.r-.-i..

Средний Урал

(Панова, 2001)

Минусинская котловина

(Кошкарова, 2004; Ямских; 2006)

новые леса с месью березы, тгием ели, пихты, за. Появляются гновые мхи.

новые леса с месью березы, ольшой примесью ели ироколиственных

лианные сосново-езовые леса с месью ели, пихты, эа и наибольшим ячеством юколиственных.

езово-сосновые леса имесью ели, гвенницы, кедра, юколиственных.

новые леса с месью березы, ели, твенницы, кедра.

Рис. 5. Сопоставление ландшафтно-климатических реконструкций по смеж* | [ -тепло I I -.холодно I I -сухо I I -влажно

костоиные елово-твенничные леса

вянисто-кустраниковые симумы

)во-лиственничные полесья, местами с >езой и сосной

В центральной части -лиственнично-сосновые и березовые разнотравно-луговые степи, в предгорьях -сосново-лиственничные с пихтой подтаежные разнотравные леса

Еловогпихт.х. листвен.. и.сосно в предгорной части равнины и ¡сосново-листвен. с елью,

пихтойгберезой'в'централ; Лиственнично-берез. разнотр* злаковая лесостепь с сосной чередованием участков солонцевато-степных сообш.

Березовые с лиственницей осоково-разнотравные леса (по периферии, в предгорьях сосново-березовое разнотравные с елью)

Березово-лиственничная разнотравная степь с чередованием степных сообществ и мелководных озер с обитающими в них термофильными растениями

Березовая лесостепь с примесью лиственницы

юг Восточной Сибири

(Безрукова, Мац и др., 1996, Безрукова, Данько и др., 2005)

5 - кедровые с елью, пихтой леса на восточном побережье, лиственничные и сосновые - на западном

4 - преимущественно сосновые леса на западной побережье, кедровые - на восточном

3 - пихтово-кедровые, пихтовые леса с элементами умеренно-термофильной флоры: березняки

2 - еловые, березово-еловые леса, лиственничные редколесья_

1 - лиственнично-еловые и березовые ландшафты лесотундрового облика: злаково - полынно -разнотравные ассоциации

пионам

78° 84°

Рис. 1. Положение разрезов, использованных при ландшафтно-клима

Условные обозначения: 1 - южная тайга, 2 - подтайга, 3 - лесостепь, 4 - степь, 5 - Кузне^ Номерами на карте обозначены: 1- Сфагновый рям, 2 - Белое-центр, 3 - Белое-берег, 4 10 - устье р.Томи, 11 - Каякское займище, 12 - Суминское займище, 13 - Убинский рям,'

их реконструкциях

[ирская проинция, 6 - а - разрезы, изученные автором, б - по литературным данным. 5 - Нижний Сузун, 6 - Жуковское, 7 - Гладкое, 8 - Толмачево-Криводановское, 9 - Чаны,

(ЯНСКИЙ рям

Рис. 2. Спорово-пыльцевая диаграмма разреза Сфагновый рям

ЕЗИ Е

-2 Ш-з ¡Ш-4

5 Ш-6 В-7 И-9 -10 ШЕ1-11 ^2-12

1 - торф, цветом показаны разные оттенки; 2 - сапропели; 3 - глины; 4 - суглинки; 5 - ме> содержание пыльцы деревьев и кустарников; 8 - общее содержание пыльцы трав; 9 - об деревьев и кустарников; 12 - содержание пыльцы трав; 13 - содержание пыльцы гидрой

с эуглеродной даты; 6 - место отбора образцов на палинологический анализ; 7 - общее ержание пыльцы гидрофитов; 10 - общее содержание спор; 11 - содержание пыльцы - содержание спор

Рис.3. Спорово-пыльцевая диаграмма разреза Белое-центр (условные ачения см, рис.2)

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Хазина, Ирина Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ПАЛИНОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ

ГОЛОЦЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ

ЧАСТИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ.

Глава 2.| ) ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ.

2.1. Геолого-геоморфологические условия.

2.2. Климатические условия.

2.3. Структура растительного покрова.

2.4. Современные ареалы и природные условия произрастания основных растений юго-восточной части Западной Сибири.

Глава 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Общие методические подходы.

3.2. Сборы материалов при полевых исследованиях.

3.3. Химическая обработка образцов.

3.4. Просмотр образцов в микроскопе.

3.5. Построение спорово-пыльцевых диаграмм.

3.6. Терминология.

Глава 4. ПАЛИНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРКТЕРИСТИКА И

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ИЗУЧЕННЫХ РАЗРЕЗОВ.

4.1. Разрез Сфагновый рям.

4.2. Разрезы отложений оз. Белое.

4.3. Разрез Чича.

4.4. Сопоставление полученных данных.

Глава 5. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И КЛИМАТ ГОЛОЦЕНА ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (ПО ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ), СОПОСТАВЛЕНИЕ С ДАННЫМИ ПО СМЕЖНЫМ РЕГИОНАМ.

5.1. Растительность и климат голоцена юго-восточной части Западной Сибири.

5.2. Сопоставление с данными по смежным регионам.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Растительность и климат в голоцене Юго-Восточной части Западной Сибири"

Актуальность исследований. Прогноз изменений природно-климатических условий будущего является одной из важных проблем человечества. Наиболее эффективным способом прогноза считается метод аналогий, основанный на анализе адекватности природной среды настоящего и прошлого (Будыко, 1984, Израэлъ, 2003). Одним из основных методов восстановления ландшафтов и климата голоцена является палинологический, позволяющий реконструировать растительность и давать оценку глобальным и локальным климатическим изменениям.

Степень детальности изучения эволюции ландшафтов и климата территории лесостепи юго-востока Западной Сибири слабее, чем лесной и лесотундровой областей Сибири. Исследования геологического строения разрезов озерных и озерно-болотных отложений, их расчленение по палинологическим данным, выявление основных рубежей осадконакопления, а также степени синхронности и асинхронности в развитии ландшафтов и климатических событий весьма важны для понимания закономерностей реакции растительной биоты Земли на изменения климата и в целом для реконструкции палеогеографических событий за последние 10 тысяч лет.

Объектами исследования являются пыльца и споры высших растений и другие микрофитофоссилии, встречающиеся в палинологических спектрах голоценовых отложений Западной Сибири.

Для достижения поставленной цели основной задачей исследований являлось климатостратиграфическое расчленение и корреляция голоценовых отложений юго-восточной части Западной Сибири по палинологическим данным.

Поэтапно выполнялись следующие исследования:

2) определение этапов развития растительности и климата юго-востока Западной Сибири;

3) оценка масштабов миграции границ ландшафтных зон;

4) определение роли лесообразующих растений;

5) сопоставление изменений ландшафтно-климатических условий с их реконструкциями по смежным регионам.

Фактический материал и методы исследований. В основу работы положены принцип актуализма и основные положения миграционно -климатической концепции (Троицкий, 1982).

Рис. 1. Положение изученных разрезов показано на карте зонального деления растительного покрова Западно-Сибирской равнины (Растительный покров., 1985).

Условные обозначения: 1- арктические тундры; 2- субарктические тундры; 3-лесотундра (редколесья); 4- северная тайга; 5- средняя тайга; 6- южная тайга; 7-мелколиственные леса (подтайга); 8- лесостепь; 9- степь.

Цифрами на карте разрезы: 1- Сфагновый рям, 2 - Белое-центр, 3 - Белое-берег, 4 - Чича озерно-болотные отложения озера Белое, расположенное в Колыванском районе Новосибирской области (55°23' с.ш.; 82°41' в.д.), 3 - торфяник на берегу оз.Белое, 4 - озерные отложения разреза Чича, расположенного в Здвинском районе Новосибирской области (54°42" с.ш.; 78°34' в.д.).

Химическая подготовка образцов к спорово-пыльцевому анализу осуществлялась методом небольших навесок (Textbook., 1989; Михайлова, 2005) и традиционным сепарационным методом Гричука (Гричук, Заклинская, 1948).

Защищаемые положения и научные результаты.

3. Три крупных климатических события фиксируются на территории юго-восточной части Западной Сибири: 1) климатический оптимум, приходящийся на вторую половину атлантического — начало суббореального периодов (6-4 тыс. л.н.); 2) этап наиболее сухого климата в середине суббореального периода; 3) этап увлажнения и похолодания в конце суббореального - первой половине субатлантического периода.

4. В течение среднего - позднего голоцена границы ландшафтных зон существенно не менялись, изменения происходили внутри зон на уровне растительных формаций, главным образом в перераспределении состава лесообразующих растений.

Впервые выделены 4 этапа развития растительности и климата среднего - позднего голоцена, которые сопоставлены с аналогичными, определенными другими исследователями по 10 разрезам озерных и, озерно-болотных отложений юго-востока Западной Сибири.

Заключение Диссертация по теме "Палеонтология и стратиграфия", Хазина, Ирина Владимировна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые на территории восточной части лесостепной зоны Западной Сибири выполнены, столь детальные палинологические исследования ранее неизученных разрезов, что позволило выделить этапы развития растительности и климата за последние 8000 лет, зафиксированные в осадках на изученной территории. Полученная реконструкция ландшафто-климатических обстановок выгодно отличается от предшествующих по нескольким;параметрам: 1) степенью детальности анализа (технологией и шагом отбора, использованием двух методов химической обработки, привлечением современных атласов-определителей палиноморф); 2) комплексностью подхода и привлечением данных других палеонтологических методов; 3) выбором в качестве объектов работы разрезов озерных и озерно-болотных отложений, расположенных на границах природных зон. Все это, несомненно, повышает достоверность исследования.

В ходе исследования автором были сделаны следующие выводы: 1. Детальный палинологический анализ четырех разрезов голоценовых отложений юго-востока Западной Сибири позволил выделить в интервале последних 8 ООО лет следующие этапы развития растительности:

I этап отвечает атлантическому и началу суббореального периода. Березовая лесостепь с примесью сосны, на плакорах полынно-злаковые ассоциации; климат - теплый, умеренно-влажный.

II этап - середина суббореального периода. Березовая лесостепь с примесью сосны, на севере - сосновые леса с примесью березы и кедра, на юге более распространены марево-полынно-злаковые луга с березовыми массивами. Климат - теплый и сухой.

Ш этап - финал суббореального - первая половина субатлантического периодов. Березовая лесостепь с примесью сосны и кустарничковой, березкой. Климат - влажный и прохладный.

IV этап- вторая половина субатлантического периода. Березовая лесостепь, на севере сосново-березовые леса, чередующиеся со сфагновыми рямами. На плакорах развиты полынно-злаковыми сообщества, локальная растительность широко представлена осково-злаковыми ассоциациями и разнообразными гидрофитами. Климат -влажный, и несколько более прохладный.

2. Установлено, что в течение среднего - позднего голоцена границы ландшафтных зон существенно не менялись, изменения' происходили внутри зон на уровне растительных формаций.

4. Сравнение двух методов химической обработки - сепарационного метода Гричука и метода небольших навесок показало, что результаты обработки образцов этими способами совпадают. Однако, новая методика имеет ряд преимуществ: 1) процедура подготовки образцов к анализу в первом случае занимает 14-20, а во втором - 3-5 дней; 2) полученные в результате второй методики спектры более «чистые».

5. Современные СПС в районах исследований по общему составу не всегда адекватно отражают зональную растительность. Так в разрезе

Сфагновый рям (подтайга) содержание пыльцы древесных растений около 90%, что соответствует лесной зоне, в разрезе Белое (лесостепь) количество пыльцы древесных — более 70%, что также более типично для лесных спектров, только в самом южном районе разреза Чича соотношение древесной/травянистой пыльцы соответствует лесостепной зоне 30/70. Такая большая доля древесных в СПС районов ряма и Белое обеспечивается пыльцой основных доминантов современной растительности - сосны и березы, что, несомненно, следует учитывать при расшифровке ископаемых спектров.

Направление дальнейших исследований должно быть ориентировано на поиск и всестороннее изучение полного разреза голоцена (с 12 ООО лет), расположенного на границе леса и степи, как озерных и болотных, так и субаэральных и аллювиальных отложений.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Хазина, Ирина Владимировна, Новосибирск

1. Архипов С.А., Вдовин В.В.,. Мизеров Б.В, Николаев В.А. Западно-Сибирская равнина. М.: Наука, 1970. -280 с.

2. Архипов С.А., Волкова B.C. Геологическая история, ландшафты и климаты плейстоцена Западной Сибири. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1994. -105 с.

3. Архипов С.А., Волкова B.C., Гнибиденко З.Н., Орлова JI.A. Палинология, хронология и тонкая структура геомагнитного поля голоценовых отложений юга Западной Сибири // Докл. РАН, 2000. -Т. 372. -№ 2. -С. 204-207.

4. Архипов С.А., Вотах М.Р. Палинологическая характеристика и абсолютный возраст торфяника, в устье р.Томи // Палеопалинология Сибири. М.: Наука, 1980. -С. 118-123.

5. Архипов С.А., Вотах М.Р., Букреева Г.Ф. Палинология и стратиграфия голоцена приустьевой части долины Оби // Палиностратиграфия мезозоя и кайнозоя Сибири. Новосибирск: Наука, 1980. -С. 123-127.

6. Архипов С.А., Левина Т.П., Панычев В.А. Палинологическая характеристика двух голоценовых торфяников из долины Средней и Нижней Оби // Палеопалинология Сибири. М.: Наука, 1980. -С. 123-127.

7. Атлас Новосибирской области. Под редакцией В.М. Кравцова. М.: Роскартография, 2002. -56 с.

8. Бахарева В.А. Палинологическая характеристика верхнечетвертичных и голоценовых отложений в районе пос. Першино на Иртыше // Палиностратиграфия мезозоя и кайнозоя Сибири. Новосибирск: Наука, 1985.-С. 115-120.

9. Безрукова E.B. Палеогеография Прибайкалья в позднеледниковье и голоцене. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. -128 с.

10. Безрукова Е.В. Растительность и климат юга Восточной Сибири в позднем неоплейстоцене и голоцене (по данным непрерывных байкальских разрезов). Автореф. докт. дисс., Иркутск, 2000. - 45 с.

11. Безрукова Е.В., Мац В.Д., Летунова П.П., Накамура Т., Фуджии Ш. Голоценовые торфяники Прибайкалья как объект палеоклиматических реконструкций // Геология и геофизика. -1996. -Т. 37. -№12. -С.78-92.

12. Бобров А.Е., Куприянова Л.А., Литвинцева М.В., Тарасевич В.Ф. Споры папоротникообразных и пыльца голосеменных и однодольных растений флоры европейской части СССР. Л.: Наука, 1983. -206 с.

13. Борисова 0:К., Зеликсон Э.М., Кременецкий К.В., Новенко Е.Ю. Ландшафтно-климатические изменения в Западной Сибири в позднеледниковье и голоцене в свете новых палинологических данных- // Известия РАН. Серия географическая. -2005. -№6. -С. 38-49.

14. Бронзов А.Я. Гипновые болота на южной окраине ЗападноСибирской равнинной тайги // Почвоведение. -1936. -№2. -С. 224-245.

15. Будыко М.И; Эволюция биосферы. JL: Изд-во Гидрометеоиздат, 1984. 487 с.

16. Волков И.А., Архипов С.А. Четвертичные отложения района Новосибирска. Новосибирск: ИГиГ, 1978. -89 с.

17. Волкова B.C. Стратиграфия и история растительности Западной Сибири в позднем кайнозое. М.: Наука, 1977. —240 с.

18. Волкова B.C., Белова В.А. О роли широколиственных пород в растительности голоцена Сибири // Палеопалинология. М.: Наука. 1980. С. 112-117.

19. Волкова B.C., Архипов С. А., Бабушкин А.Е. и др. Стратиграфия нефтегазоносных бассейнов Сибири. Том: «Кайнозой Западной Сибири». Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «ГЕО». 2002. -246 с.

20. Волкова B.C., Михайлова И.В. Природная обстановка и климат в эпоху последнего (сартанского) оледенения Западной Сибири (попалинологическим данным) // Геология и геофизика. -2001. -Т.42. -№4. -С. 678-690.

21. Генкель A.A., Красовский П1Н. Материалы по изучению озер, займищ, болот и торфяников Западно-Сибирской лесостепи // Ученые записки Пермского Гос. Ун-та, 1937. Т. 3. Вып. 1.-71 с.

22. Географический энциклопедический словарь. Понятия и термины / Глав. ред. А.Ф. Трёшников. М.: Советская энциклопедия, 1988. -432 с.

23. Гричук В.П., Заклинская Е.Д. Анализ ископаемых пыльцы и спор и его применение в палеогеографии. М.: ОГИЗ Географгиз, 1948. -223 с.

24. Гричук В.П., Моносзон М.Х. Определитель Однолучевых спор папортоников из семейства Polypodiaceae R. Br., произрастающих на территории СССР. М.: Наука, 1971. -123 с.

25. Дзюба О.Ф. Атлас пыльцевых зерен (неацетолизированных и ацетолизированных), наиболее часто встречающихся в воздушном бассейне восточной Европы. М., 2005. -68 с.

26. Жилинский И.И. Очерк гидротехнических работ в районе Сибирской железной дороги по обновлению переселенческих участков в Ишимской степи и осушению болот в Барабе; 1895-1904 гг. С-Пб., 1907. -829 с.

27. Западная Сибирь. М.: Изд-во АН СССР, 1963. -488 с.

28. Зах В.А., Рябогина Н.Е. Ландшафты и человек в среднем и позднем голоцене лесостепного Тоболо-Ишимья // Археология, этнография и антропология Евразии. 2005. № 4 (24). -С. 85-100.

29. Израэль Ю.А. Проблемы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему и возможности биосферы // Тез. докл. Всемирной конф. по изменению климата. М., 2003. С. 19-21.

30. Ильина И.С., Лапшина Е.И., Лавренко H.H. и др. Растительный покров Западно-Сибирской равнины. Новосибирск: Наука, 1985. -248 с.

31. Кац Н.Я., Кац C.B. Об эволюции ландшафта южной части Западной-Сибирской низменности по данным изучения торфяников // Тр. конференции по спорово-пыльцевому анализу. М.: Изд-во МГУ. 1950. -С. 15-20.

32. Кац C.B. История растительности в Западной Сибири с миоцена до современного периода (по данным торфяников) // Проблемы ботаники. Л., 1969. Т.2. -С. 12-18.

33. Кац C.B. Этапы развития растительности в Западной Сибири в голоцене // Тр. Комиссии по изучению четвертичного периода. М.: АН СССР. 1957. Вып. 13. -С. 10-15.

34. Коропачинский И.Ю., Встовская Т.Н. Древесные растения Азиатской России. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2002. -707 с.

35. Кошкарова B.J1. Развитие растительности и изменения климата Минусинской котловины в голоцене (по материалам палеокарпологии) // География и природные ресурсы. -2004. -№2. -С. 84-89.

36. Красноборов И.М., Ломоносова М.Н., Шауло Д.Н. и др. Определитель растений Новосибирской области // Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 2000. -492 с.

37. Крылов Г.В. Леса Западной Сибири (История изучения, типы лесов, районирование, пути использования и улучшения). М.: Изд-во Академии наук СССР, 1961. -253 с.

38. Куприянова Л.А., Алешина Л.А. Пыльца двудольных растений флоры европейской части СССР. Lamiaceae Zygophyllaceae. Л.: Наука, 1978.-184 с.

39. Куприянова Л.А., Алешина Л.А. Пыльца и споры флоры европейской части СССР. Л.: Наука, 1972. -171 с.

40. Куприянова Л.А. Палинология сережкоцветных (Amentiferae). М.-Л.: Наука, 1965. 215 с.

41. Левина Т.П., Орлова Л.А. Климатические ритмы голоцена юга Западной Сибири // Геология и геофизика. 1993. - Т. 34. - № 3. - С. 38-55

42. Левина Т.П., Орлова Л.А., Панычев В.А., Скабичевская H.A. Палеогеография и радиоуглеродная хронология на рубеже плейстоцена и голоцена Предалтайской равнины // Кайнозой Сибири и Северо-Востока СССР. Новосибирск: Наука. 1989. -С. 129-138.

43. Лисс О.Л., Березина H.A., Куликова Г.Г. Возраст болот центральной части Западно-Сибирской равнины // Природные условия Западной Сибири. М., 1976. Вып. 6. -С. 69-85.

44. Лисс О.Л., Абрамова Л.И., Аветов H.A. и др. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение. Тула: Гриф и К°, 2001.-584 с.

45. Михайлова И.В. Палинологическая характеристика отложений последнего оледенения Западной Сибири (на примере разреза Колпашево, Средняя Обь) // Проблемы геологии и освоения недр: Тр. Четвертого Международного науч. симп. Томск: Изд-во НТЛ, 2000. -С. 57.

46. Михайлова И.В. Последняя ледниковая эпоха (сартанская) и ее значение для прогноза климатов XXI века // Всемирная конф. по изменению климата: Тез. докл. М., 2003. - С. 516.

47. Михайлова И.В. Два метода химической обработки голоценовых торфянистых отложений // XI Всероссийская палинологическая конференция "Палинология: теория и практика", 27 сентября 1 октября 2005 г.: Материалы конференции. - М., 2005. - С. 166167.

48. Мячина А.И., Казачихина Л.И., Мамонтова И.Б., Калинина B.C. Атлас спор и пыльцы некоторых современных растений Дальнего Востока. Хабаровск, 1971. 85 с.

49. Негадаев-Никонов К.Н. Остракоды континентального плейстоцена юга европейской части СССР. Кишинев: Изд-во Штиинца, 1974. -216 с.

50. Нейштадт М.И. Сибирские торфяники // Мелиорация и торф, 1932. №1. -С. 43-48.

51. Нейштадт М.И. Торфяные болота Барабинской лесостепи // Тр. ЦТОС, 1936. Т.1.-С. 73-85.

52. Нейштадт М.И. История лесов и палеогеография СССР в голоцене. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1957. -С. 403.

53. Орлова В.В. Западная Сибирь. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1962. -359 с.

54. Орлова Л.А. Голоцен Барабы (стратиграфия и радиоуглеродная хронология). Новосибирск: Наука, 1990. -128 с.

55. Орлова Л.А., Панычев В.А. Радиоуглеродная хронология и история оз. Чаны в среднем голоцене // Стратиграфия плейстоцена Сибири. Актуальные проблемы и задачи: Сб. науч. трудов. Новосибирск, 1985.-С. 20-29.

56. Панова H.K. История озер и растительности в центральной части Среднего Урала в поздне- и послеледниковое время // Охранные археологические исследования на Среднем Урале / Сборник статей. Екатеринбург: Банк культурной информации, 2001. Вып.4. -С. 48-59.

57. Панова Н.К., Янковска В., Корона О.М., Зиновьев Е.В. Динамика растительности и экологических уровней на Полярном Урале в голоцене // Экология. -2003. -№4. -С. 248-260.

58. Панычев В.А. Радиоуглеродная хронология аллювиальных отложений Предалтайской равнины // Труды ИГиГ СО АН СССР. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1979. № 451. - 102 с.

59. Поползин А.Г. Проблема зональной типологии озер юга Обь-Иртышского бассейна // Круговорот вещества и энергии в озерных водоемах. М.: Наука, 1967. -С. 283-289.

60. Предтеченский A.B., Скобеева Е.И*. Геоморфологическая приуроченность различных типов болот центральной части Западной Сибири и применение аэрометодов для их изучения // Типы болот СССР и принципы их классификации. Л.: Наука, 1974. С. 181-187.

61. Пыльцевой анализ // А.Н. Гладкова, В.П. Гричук, Е.Д. Заклинская, В.В. Зауер, Н.Д. Радзевич, С.Р. Самойлович, М.А. Седова, Н.К. Стельмак; Под редакцией И.М. Покровской. М.: Госгеолиздат, 1950. С. 570.

62. Рябогина Н.Е. Стратиграфия голоцена южного Зауралья, изменения ландшафтно-климатических условий обитания древнего человека // Автореф. канд. дис., Тюмень, 2004. -16 с.

63. Сладков А.Н. Введение в спорово-пыльцевой анализ. М.: Наука, 1967. -С. 270.

64. Сладков А.Н. Определение видов LYСОР ODIUM L. и SELAGINELLA Spring, по спорам и микроспорам // Материалы по геоморфологии и палеогеографии СССР. Изд. АН СССР, 1951. -С. 167-199.

65. Словарь ботанических терминов. / Под общ. ред. И.А. Дудки. Киев: Наукова Думка, 1984. -308 с.

66. Соколов С.Я., Связева O.A. Хорология древесных растений СССР. M.-JL: Наука, 1965. -38 с.

67. Станков С.С., Талиев В.И. Определитель высших растений европейской части СССР. Л., 1948. -1149 с.

68. Троицкий С. Л. Основные положения миграционно-климатической концепции // Проблемы стратиграфии и палеогеографии плейстоцена Сибири. Новосибирск: Наука, СО РАН 1982. -С.7-10.

69. Филиппова Н.Ю. Палинология верхнего плиоцена среднего плейстоцена юга Каспийской области. М.: ГЕОС, 1997. -С. 164.

70. Фирсов Л.В., Панычев В.А., Орлова Л.А. Каталог радиоуглеродных дат // Новосибирск: Ин-т геол. и геофиз, 1985. -88 с.

71. Флора СССР // Е.Г. Бобров, М.М. Ильин, В.Л. Комаров, А.Н. Криштофович, Б.А. Федченко, A.B. Фомин, С.В. Юзепчук. Л.: Изд-во АН СССР, 1934.

72. Хазина И.В. Реконструкция природно-климатических обстановок среднего позднего голоцена Новосибирского Приобья (по палинологическим исследованиям озера Белое) // Геология и геофизика. — 2006. -TAI. -№8. С. 965-972.

73. Хазина И.В., Хазин Л.Б. Ландшафтно-климатические изменения на юго-востоке Западной Сибири в голоценовое // Торфяники

74. Западной Сибири и цикл углерода: прошлое и настоящее: Материалы Второго Международного полевого симпозиума, Ханты-Мансийск, 24 августа 2 сентября 2007 г. - Томск: Изд-во НТЛ, 2007. - С. 43-46.

75. Хотинский Н.А. Голоцен Северной Евразии. М.: Наука, 1977.197 с.

76. Шумилова JI.B. Ботаническая география Сибири (учебное пособие). Томск: Изд-во Томского университета, 1962. -439 с.

77. Ямских Г.Ю. Растительность и климат голоцена Минусинской котловины. Красноярск: Изд-во Красноярского университета, 1995. —180 с.

78. Ямских Г.Ю. Реконструкция растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири. Автореф. Докт. дис., Барнаул, 2006. -32 с.

79. Bleuten, W. and Lapshina, E.D., editors 2001. Carbon storage and atmospheric exchange by West Siberian peadands, Utrecht: Utrecht University Press.

80. Blyakharchuk T.A., Sulerzhitsky L.D. Holocene vegetation and climatic changes in the forest zone of Western Siberia according to pollen records from the extrazonal palsa bog Bugristoye // Holocene, 1999. V.9. P.621-628.

81. Jin Komarek, Vlasta Jankovska. Review of the Green Algal genus Pediastrum\ Implication for Pollen-analytical Research. Berlin; Stuttgart: Cramer, 2001. 127 p.

82. Khazina I.V., Volkova V.S., Krivonogov S.K., Takahara H. Vegetation and climate changes in the south of West Siberia, Novosibirsk

83. McAndrews J.H., Berti A.A., Norris G. Key to the Quaternary Pollen and Spores of the Great Lakes Region. Toronto, Canada: The royal Ontario Museum, 1973. 61 p.

84. Nakamura J. Diagnostic characters of pollen grains of Japan. Part 1. Osaka, Japan: Osaka Museum of Natural Hisory, 1989. 546 p.

85. Textbook of pollen analysis 4,h edition / by Knut Faegri, Johs. Iversen, Knut Krzywinski, 1989, Chichester-New York-Toronto-Sinapore: John Willey & sons.

86. Ukraintseva V.V. Vegetation cover and environment of the "Mammoth Epoch" in Siberia. Inc. Hot Springs, South Dakota, 1993. 309 p.

Информация о работе

Хазина, Ирина Владимировна
кандидата геолого-минералогических наук
Новосибирск, 2008
ВАК 25.00.02

Диссертация

Растительность и климат в голоцене Юго-Восточной части Западной Сибири - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы