Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эволюция природных комплексов Сибири в голоцене
ВАК РФ 03.00.16, Экология
Автореферат диссертации по теме "Эволюция природных комплексов Сибири в голоцене"
г г; - Ч
1 о ФЕВ 1998
На правах рукописи
ДЕМИДЕНКО Галина Александровна
ЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ СИБИРИ В ГОЛОЦЕНЕ
03.00.16. - экология 03.00.27. - почвоведение
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Красноярск -1998
Работа выполнена в Институте леса им. В.Н.Сукачева СО РАН
Научные консультанты:
доктор биологических наук, академик РАН Е.А.Ваганов
доктор биологических наук, профессор В.М.Корсунов
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, член-корреспондент РАН
И.М.Гаджиев
доктор биологических наук, профессор
В.Н.Горбачев
доктор геолого-минералогических наук, профессор
А.Е.Мирошников
Ведущая организация:
Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова
Защита состоится" 26 " февраля 1998 года на заседании диссертационного совета Д 002.70.01 по защите докторских диссертаций при Институте леса имени В.Н.Сукачева СО РАН по адресу: 660036, город Красноярск, Академгородок, Институт леса СО РАН.
С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Института леса СО РАН.
Авторефетат разослан 26 ■■ января года
Ученый секретарь диссертационого совета кандидат биологических наук
! А. Я. Ларионова
ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Науки, изучающие современную шродную среду (ботаника, почвоведение, экология и др.), проявляют врастающий интерес к эволюционным процессам в природных »мплексах. Вопросы прогноза развития природных комплексов разных рриторий невозможно решить без изучения закономерностей изменения : во времени.
Наибольшее влияние на современную природную среду оказали юцессы, происходящие в близкое геологическое время - в голоцене, шоцен - современное межледниковье- - оказался наименее изученным по авнению с другими геологическими периодами. География его ученности уменьшается с продвижением от европейских к азиатским рриториям. Огромная территория Сибири (особенно Восточная Сибирь) ;учена значительно слабее, чем европейская часть Евразии. Правильное >нимаяие эволюции природной среды Сибири в голоцене не только юсобствует объяснению многих современных процессов в Сибири, но и >зволяет проследить корреляцию основных компонентов экосистемы с альним Востоком, Зарубежной Азией и Северной Америкой и дает »зможность построить прогноз динамики многих явлений, процессов в шродных комплексах и их трансформации.
Несомненно, в течении голоцена природные комплексы Сибири в 13личных ее регионах развивались по разному в зависимости от юбенностей природного района. Поэтому не возможно найти эталонную рриторшо земной поверхности природные изменения которой в процессе юлюции во времени можно рассматривать в качестве модели (репера) 1звития всей огромной территории Сибири. Следовательно, "природные шоны, размешенные в пространстве различным образом, носили в себе и ¡ои особенности изменений во времени" (К.К.Марков, А.А.Величко и ">.,1968, стр.13). Различия в изменениях природных комплексов является ¡зультатом развития их в пространстве и времени. При этом здивидуальность эволюции отдельных природных комплексов не жючает общих закономерностей развития всей земной поверхности. Поэтому при :шении вопросов реконструкции природных комплексов в голоцене ¡обходимы данные компонентов природы (рельефа, климата, 1стительности, почв, животного мира и др.) по современным природным 1нам Сибири. Обобщить имеющиеся материалы позволяет база данных.
Создание базы данных (выработка ее структуры, етодики построения, получение результатов позволяет провести ^обходимые реконструкции более достоверно. При этом ^пользуются как личные исследования, так и фактический материал ггературных источников.
Эволюция палеосреды Сибири изучали разнопрофильные специалисты-еологи, палеогеографы, палинолога, палеокарпологи, палеопедологи алеозоологи, археологи и др. Наиболее разработан и широко
использован палинологический метод исследования. Классическим объектом его изучения являются разного типа торфяники. Хотя в последнее время есть результату определения спорово-пыльцевых комплексов в современых и погребенных почвах, а также и осадочных отложениях. Другие методы палеоэкологических и палеогеографических исследований (палеопедологический, палеокарпологический, палеонтологический) применяется менее широко. В результате исследований наиболее изучены центральные и южные территории Западной и Восточной Сибири. Начаты и имеют определенные результаты исследования палеосреды горных территорий Южной Сибири. По отдельным районам и регионам Сибири составлены корреляционные схемы. Но общей схемы изменения природных комплексов равнинных и горных территорий Сибири не создано.
Палеопочвенные образования, широко распространенные на десятки и
сотни км по территории Сибири, содержат ценную информацию о
природных условиях почвообразования, Палеопочвы и
палеопедокомплексы рассматриваются как бы репер в состоянии
экосистемы. Их исследование позволяет реконструировать природную
обстановку всех климатических периодов голоцена. Палеопедологический
метод исследования является одним из наиболее информативных
методов при проведении реконструкций природных комплексов и
корреляции их с сопредельными территориями. В результате
возможно выявить зональые и региональные особенности
расположения почвенно-растительного покрова в раные
климатические периоды голоцена и реконструировать
палеоэкологическую и палеогеографическую обстановку прошлых эпох
почвообразования. Палеопедологические данные, полученные на архео
логических объектах Сибири помогут решать сложные проблемы эколо
гической обстановки существования человека в климатические периоды голоцена.
Основными аспектами проблемы решения вопросов эволюции природных комплексов Сибири в голоцене являеются: недостаточность исследования изменения биоклиматических условий голоцена; . слабая изученность отдельных районов; отсутствие единой схемы реконструкции природных условий голоцена; необходимость использование результатов палеопедологического и компьютерного методов исследования; подбор методов полевой и лабораторной диагностики голоценовых отложений для проведения палеоэкологических реконструкций; применение данных по эволюции природных комплексов для реконструкций условий обитания древнего человека в Сибири; и др. В решении этих аспектов проблемы и заключается актуальность темы научного исследования.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ - природные зоны Сибири в эволюционном временном и пространственном развитии в течение голоцена (рис.1). Изучались палеопочвы Приенисейской Сибири, Забайкалья, Горного Алтая.
- нумерация разрезов;......границы природных зон.
О - разрезы, взятые из литературных источников; О - разрезы, исследованные Г.А.Демиденко.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: временные и пространственные 5аимодействия компонентов экосистемы (растительности, почвенного окрова, рельефа, климата, животного мира, человека) и их составяющих в ределах структурных единиц разного ранга (природных зон, подзон, айонов, ландшафтов) Сибири. Особое место при изучении алеоэкосистем занимает изучение палеопочв, широко представленных на азноуровненных геоморфологических поверхностях рельефа. Почва - это тамять и зеркало ландшафта", хранящая в себе информацию о »графических закономерностях природной среды. Изучение палеопочв »зволяет проследить изменение почвенного покрова разновременных гриодов голоцена на протяжении значительного расстояния, алеопочвенные образования фактически морфологически выражены 5 всех голоценовых периодах, что позволяет реконструировать шеоэкологическую обстановку по временным датам, эдиоуглеродное датирование по гумусу погребенных почв имеет шьшую достоверность, так как палеопочвенные системы :пытывают медленные солюфлнжционные перемешивания, а »лоценовые палеопочвы отличаются минимальной щвижностью. К палеопочвенным образованиям, как правило, шурочены культуросодержащие слои в раскопах археологических Iмятников Сибири, что, с одной стороны, изучение палеопочв дает
ценную ин&оомадаю для реконструкции геоэкологических условий ооитания древнего человека, а , с другой стороны, способствует возрастным определениям палеопочв по возрасту культурных остатков.
Исследование палеопочв проводилось в основном в Приенисейской Сибири (в геологических разрезах и зачастками на разноуровненных геоморфологических поверхностях и в геологических разрезах археологических раскопов памятников древнего человека в Сибири), а также на археологических памятниках Забайкалья и Горного Алтая. В основу работы положены материалы, которые были собраны за период с 1984 по 1997 год при участии автора в палеогеографических экспедициях Педагогического университета (г.Красноярск), комплексных археологических экспедициях Института археологии СО РАН (г.Красно ярск, г.Новосибирск), Института общественных наук БФ СО РАН (г.Улан-Удэ), Краеведческого музея (г.Красноярск), полевых стационарах Института леса СО РАН (Хакасия). Полевой материал для исследования был отобран и проанализирован автором, по разработаной им же программе. Лабораторные исследования были выполнены в лаборатории лесного почвоведения Института леса СО РАН, Геологическом управлении Красноярского края, лаборатории экологии и картографии земель Института биологии БФ СО РАН, лаборатории микроморфологии почвенного факультета МГУ. Описание шлифов при микроморфологическом исследовании выполнено при консультативной помощи д.б.н., профессора С.А. Шобы.
При создании базы данных был проанализирован фактический материал, содержащийся в литературных источниках, вне зависимости от интерпретации.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: создать наиболее полную базу данных "Эволюция природной среды Сибири в голоцене", с помощью базы данных провести анализ палеоэкологических реконструкций и выявить пространственно-временные особенности сопряженной эволюции климата, почв и растительности в Приенисейской Сибири, Забайкалье и Горном Алтае.
Поставленная цель работы потребовала решения более частных ЗАДАЧ:
- получения и анализа новых материалов по палеопочвам голоценового возраста, расположенным в разногенетических отложениях;
- обобщение имеющегося в научной литературе экспериментального материала по палеогеографическим и палеоэкологическим исследованиям в различных природных зонах Сибири;
- систематизация и структуирование материала и организация базы данных, ориентированной на пространственно-временной анализ эволюции природных экосистем;
- анализ результатов палеоэкологических реконструкций по различным регионам Сибири.
МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДИКА ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ:
МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ основой диссертации является учение об экосистеме, как целостной, взаимосвязанной, взаимообусловленной, эволюционирующей структуре географической оболочки Земли. Каждый компонент экосистемы прошел длительный период эволюции, сформировав свое современное состояние. Определяющим (ведущим) компонентом экосистемы является климат. Межледниковья являются наиболее благоприятными геологическими периодами в истории Земли для формирования развитых экосистем под влиянием благоприятных климатических условий. В голоцене - современном межледниковье -эволюция компонентов экосистемы сформировала современную ландшафтную оболочку.
МЕТОДИЧЕСКОЙ основой является предметный и межпредметный анализ компонентов экосистемы. При изучении компонентов экосистемы: и их составных частей применяется принцип актуализма (Ч.Лайель,1866). Для Сибири, расположенной своей большей частью, в умеренном поясе Евразии применение принципа актуализма вполне приемлемо.
В соответствии с учениями В.И.Вернадского невозможно рассматривать предметы, объекты и явления как принадлежащие к компетентности одной научной дисциплины или одной отрасли знания. Поэтому изучение палеоэкологических особенностей в разные периоды голоцена осуществляется так называемым ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИМ И ПАЛЕОЭКОЛОГИЧЕСКИМ методами исследования, включающими серию специальных методов. Это - палинологический, палеокарпологический, палеонтологический, палеопедологический, антропоэкологический, геоархеологический и другие методы, данные которых используются лалеоклиматическим методом.
Один из них - ПАЛЕОПЕДОЛОГИЧЕСКИЙ метод исследования -изучает генетический тип разновозрастных пглеопочв и условия их формирования. Применение метода строится на методиках полевых и специальных (лабораторных) исследований. Использовались эколого-географический, сравнительно-аналитический, стационарный методы исследования палеопочвенного покрова разновременных периодов голоцена Сибири. Именно применение этих методов позволяет провести реконструкции природных комплексов в голоцене.
МЕТОД ЛИТЕРАТУРНОГО АНАЛИЗА строится на использовании опубликованных результатов палеоэкологических (палеогеографических) методов исследования. Предполагается, что каждая отрасль знания дополняет другую и решение вопросов, в том числе и эволюции палеосреды, должна проводится средствами разных наук. Тем самым реализуется комплексный межпредметный подход и принцип дополнительности Н.Бора.
МЕТОД КОМПЬЮТЕРНОГО АНАЛИЗА. Применение электронно-вычислительной техники делает реальным создание базы данных и других форм обобщения научного материала. База данных представляет собой совокупность специальным образом организованных наборов данных (файлов), хранимых во внешней памяти ЭВМ. Файлы разбиваются на страницы при помощи сервисной программы, инициируемой администратором перед первоначальной загрузкой базы данных (Бойко, Савенков, 1989). Выполненная в реляционной модели, база данных "Эволюция природной среды Сибири в голоцене" имеет однородность и равноправие данных, строгую математическую основу, полноту, легкость обновления данных и др. Полученная информация способствует выявлению экологических взаимосвязей между компонентами экосистем как в климатические периоды голоцена, так и в современное время.
МЕТОД МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА. При систематизации первичных данных использовались данные математической статистике. Этот метод также применяется в обработке материалов базы данных для иллюстрации тенденции изменения (тренда) рядов данных. Линии гренда используются для построение диаграммы для задач регрессионного анализа (прогнозирования и экстрополяции). Математическим анализом определяется среднее квадратичное отклонение. Значение которого в регрессионном анализе характеризует достоверность линии тренда для прогнозирования. Среднее квадратичное отклонение помогает определить наиболее подходящую линию тренда. Близость его к "О" означает низкую степень соответствия, а к "1" - высокую степень соответствия, т.е. вполне достоверную линию тренда. А помощью регрессионного анализа можно продолжить линию тренда вперед и назад и показать тренд-тенденцию изменения. Можно построить скользящее среднее, которое сглаживает
случайные отклонения, флуктуации данных, яснее демонстрирует модель и тенденцию изменения данных.
ЭМПИРИЧЕСКАЯ БАЗА диссертационного исследования построена . на использовании материалов базы данных "Эволюция природной среды голоцена Сибири". Основная ценность полученных результатов заключается в их комплексности.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА состоит в решение вопросов реконструкции природной среды Сибири в голоцене с помощью создания базы данных. При этом впервые разработана методическая основа построения базы данных, теоретические аспекты ее содержания, получение навых форм обобщения для палеоэкологических реконструкций, генезиса палеопочв отдельных регионов Сибири послужит дополнительным связующим звеном для более достоверных корреляционных схем.
Выработан новый комплекс методов полевой и специальной диагностики палеопочвенных образований наиболее приемлемый для практического использования другими науками (например, археологии, экологии, почвоведения и др.).
Использование материалов базы данных, поможет гипотетическим приемом восполнить имеющиеся пробелы в комплексе компонентов экосистемы. Этому способствуют установленные экологические взаимосвязи как внутри компонентов экосистемы, так и между ними.
НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
1. Экосистемы разных рангов в пределах природных зон Сибири состоят из взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов, находящихся в эволюционном развитии. На особенности экологических связей внутри экосистем оказывают вяияние.географические факторы природных зон и регионов Сибири (географическое положение, континентальность, орография территории, климатические изменения). Климатические изменения являлись определяющим фактором флуктуации природных зон и подзон в разновременные периоды голоцена.
2. Палеопочвекные образования, сформировавшиеся под влиянием целого комплекса природных факторов по природным зонам сохраняют реликтовые черты своего строения и свойств, а также вмещающихся в них законсервированных биологических остатков и артефактов былых эпох, служат основным индикатором эволюции природной среды.
3. Создание базы данных и проведенная на ее основе комплексом методов (аналогий, корреляций и др.) реконструкции природных комплексов голоцена позволила проследить эволюцию природной среды в ландшафтах с различной историей развития.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ: основные положения диссертации докладывались на Международных симпозиумах, конгрессах и конференциях: "Стратиграфия и корреляция четвертичных отложений Азии и Тихоокеанского региона", Находка,!988; "Хроностратиграфия палеолита Северной, Центральной и Восточной Азии и Америки", Новосибирск, 1990; "International Union for Qnaterwary research. XI11 Международный конгресс ИНКВА", Пекин, 1991; "Палеоэкология и расселение древнего человека в Северной Азии и Америке", Красноярск, 1992; "Экология бореальных лесов", Красноярск, 1994; "9 th the Meeting of the association of Europian Geological Societies. Precambrian of Europe: Stratigraphy, Structure, Evolution and Mineratization", Санк-Петербург, 1995; "Ноогенез и образование. Построение ноосферной школы", Красноярск, 1996, 1997; "Номадизм - прошлое, настоящее в глобальном аспекте и исто рической перспективе. Гунский феномен", Улан-Уде, 1996; "VI 1 Nordic conference on the Application of scientific methods in archaeology", Savonlinna, Finland, 1996; of Workshop "On spatial-temporal dimentions of hi«h-Iatitude ecosystem change (the sibirian IGBP transect), Красноярск, 1997); Всесоюзных (Москва,1989; Санк-Петербург, 1996), Межрегиональных (Красноярск, 1991; Иркутск, 1995), Региональных (Иркутск,1990; Улан-Уде, 1994: Красноярск, 1997) конференциях и совещаниях. Отражены в публикациях ( в том числе в монографии, двух монографических работах, 45 статьях и тезисах ( 7 из которых на английском языке).
НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В диссертации разрабатывается одно из актуальных направлений экологии -эволюционная экология. Результаты исследования могут быть использованы палеобиологической и палеогеографической науками при решении вопросов реконструкции природной среды отдельных регионов Евразии. Полученные данные помогут использоваться почвоведами, ботаниками, зоологами, экологами и др. специалистами для правильного понимания многие процессов, происходящих в природе в современное время.
Практические рекомендации используются сибирскими археологами (Институт археологии и этнографии СО РАН, г. Новосибирск; Крае ведческий музей, г.Красноярск; Институт общественных наук, г.Улан-Удэ) для реконструкции палеоэкологической среды обитания древнего человека.
Практическое воплощение части палеоэкологических материалов получено в виде разработанного спецкурса "Основные методы палеогеографических реконструкций" для студентов географического факультета Красноярского педагогического университета.
Материалы диссертационного исследования по разработке базы данных и применения других технических средств обучения (слайдо-фильма, видео-фильма), применительного для обучения р средней школе, докладывались учителям средней школы и работникам народного образования при Краевом центре непрерывного повышения квалификации педагогических кадров во время проведения Международной конференции "Ноогенез и образо вание".
По материалам исследования осуществлялось руководство курсовыми и дипломными работами, которые были успешно защищены. В дипломных работах рассматривалось применение базы данных и видиофильма по эволюции почвенного покрова окрестностей г.Красноярска для средней . школы.
СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация представляет собой рукопись объемом 425 страниц (основной текст 324 страницы и приложение). Содержит 41 таблицу, 55 рисунков и библиографию 505 наименований (49 из которых на английском языке). Она включает в себя шесть глав и заключение, краткое содержание которых приводится ниже.
Автор считает своим приятным долгом поблагодарить сотрудников Института леса СО РАН за научные консультации и помощь на разных этапах выполнения работы. Душевно благодарю научных консультантов: д.б.н., академика Е.А.Ваганова и д.б.н., профессора В.М.Корсунова под влиянием которых сформировались научные представления.
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ СОВРЕМЕННОГО И ПРОШЛОГО ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
1.1. Современные эколого-географические условия развития природных комплексов Сибири
Современное состояние природной среды является "эталоном" на который равняются исследователи при палеоэкологических и палеогеографических реконструкциях. Знание проявлений особенностей географических закономерностей в регионах исследования (широтной зональности и высотной поясности) даже в общих чертах способствует выработке правильных палеогеографических схем прошлых геологических периодов. Экологические взаимосвязи между современными компонентами экосистемы являются "определителями" при диагностике компонентов экосистемы в разновременные периоды голоцена.
Сибирь имеет огромную территорию, наличие большого спектра природных комплексов, сложную историю развития. При характеристики . общей схемы современных условий Сибири обращается внимание на районы, палеогеографические разрезы которых внесены в базу данных, для выполнения палеоэкологических реконструкций.
Глава содержит краткую тектонико-морфологическую и климато-биологическую характеристики природных зон Западной Сибири, Восточной Сибири и гор Южной Сибири.
ПРИЕНИСЕИСКАЯ СИБИРЬ является регионом, расположенным в центре Сибири. Особенности почвенного покрова Енисейской трансекты и составляющих их типов почв определяются спецификой факторов почвообразования.
РЕЛЬЕФ И ЛИТОГЕННЫЕ КОМПОНЕНТЫ. Рельеф представляет собой сочетание возвышенностей и низкогорий (Енисейский кряж, отроги Восточного Саяна), плато (Приангарское, Чулымо-Енисейское), низменностей (Приенисейская часть Западно-Сибирской низменности), котловин (Минусинская котловина) и др. (Баженов, Нагорский, 1937; Пармузин, 1954; Каманин, 1954; Брицина, 1960, 1962; Благовещенская, 1960; Коляго, 1961; Кириллов, 1970; Николаев, 1970; Адаменко, Ер молова, 1979; Ямских, 1987,1993 и др., а также в книге "Средняя Сибирь", 1964). Гидрологическая сеть Енисея осложнила морфоскульптурный рельеф региона. Рельеф долины Енисея имеет свои особенности мезо- и микроформ, обусловленные различным гранулометрическим составом пород.
Голоценовые отложения слагают современную пойму, верхи низких и высоких надпойменных террас и водоразделов бассейна р.Енисей и его притоков.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. Климат района исследования резко континентальный, с продолжительной зимой и коротким летом (Пармузин, 1954; Буторика, 1961; Галахов (1962, 1964); Средняя Сибирь, 1964; Справочник по климату, ч.2, 1967; ч.4,1969; Агроклиматические
ресурсы .., 1974; и др.). Снежный покров влияет на глубину промерзания почв. В темнохвойных лесах южной тайги Чулымо-Енисейского плато и Енисейского кряжа почвы вообще не промерзают или промерзают только в конце весеннего периода (Горбачев, 1967; Корсунов, Ведрова, 1982). В лесостепи снежный покров невысокий, неравномерно залегающий и происходит глубокое промерзание почвы (Галахов, 1962; Бугаков, Шу галей, 1966; Семина, 1974). Островная степь характеризуется молоснеж ной зимой, невысоким снежным покровом.
РАСТИТЕЛЬНОСТЬ.
Для зоны тундры характерна мохово-лишайниковая и кустарничковая тундра; для зоны предтундровых лесов - кустарничково-лишайниковая тундра северо-таежные леса кустарничково-моховые и
кустарничково-лишайншговые,лиственничники, смешанные хвойно-кустарничковые зелономошные леса; для подзоны северной тайги -ельники, кедровники, березняки, пихтарники кустарничково-;зеленомошные, травянисто-болотные, бруснично-зеленомошные, .лишайниковые, кусгарничково-моховые; кусгарничково-ишайниковые и др.; для подзоны средней тайги - сосняки, лиственничники, кедровники, пихтарники разнотравно-брусничные, бруснично-зеленомошные, лишайниковые, кусгарничково-зеленомошные, чернично-зеленомошные и др.; для подзоны южной тайги - сосняки, лиственничники, березняки, осинники бруснично-разнотравные, кустарничково-долгомошные, травян( болотные, злаковые, разнотравные и др.; .для подтаги - сосняки, лиственничники, березняки разнотравные, разнотравно-осоковые, осоковые, орляковые; для лесостепи - сосняки, лиственничники, березняки разнотравно-осоковые, осоковые, орляковые; ивняки, тополевники травянисто-уремные. Для растительности степных ядер характерны виды степей: каменистые, четырехзлаковые, крупно-полынно-травяные и тырсово-овсецовые.
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ. Исследован достаточно полно (Градобоев, Коляго, 1958,1967; Ерохина, 1962; Ерохина, Кириллов, 1964; Горбачев, 1967,1982; Семина, 1974; Корсунов, 1984; Корсунов, Ведрова, 1982; Бугаков и др., 1981; Красеха и др.,1985; Ершов, 1993,1994). В зоне тундры расположены арктотундровые перегнойно-глеевые, тундровые глеевые, торфянистые и торфяные почвы и др.; в зоне предтундровых лесов -подбуры тундровые, криоземы, грануземы, криоторфянистые и др.; в подзоне северной тайги - таежные глеевые, глеевые недифференцированные, торфяные болотные, торфянисто-подзолистые, подзолы иллювиально- железистые и иллювиально-гумусовые, подбуры охристые, палево-грубо-гумусовые; средней тайги - гранумемы, криоземы, криоторфянистые, подзолистые глубокоглеевые, глеевые таежные, подзолы иллювиально-желе-зистые, иллювиально-гумусовые, торфянистые, торфянисто-подзолисто-глеевые, подбуры охристые, буроземы грубогумусовые и
илгаовиально-гумусовые, дерново-карбонатные и др.; в подзоне южной тайги - дерново-подзолистые глеевые, дерново-подзолистые со вторым гумусовым горизонтом; дерново-буроземные слабо ненасыщенные и насыщенные и др.; в подгайге - серые лесные оподзоленнные, серые лесные и др.; в лесостепи - серые лесные, черноземы (оподзоленные, выщелоченные, обыкновенные) и др.; в степных ядрах - серые лесные оподзоленные, серые лесные, черноземы обыкновенные и др.
Эти и другие данные приведены автором в таблице, отражающей взаимодействие основных компонентов природы в природных зонах Приенисейской Сибири.
Одной из важных проблем современного почвоведения является разработка критериев диагностики признаков почвообразования (Соколов, 1932; Соколов и др.,1983; Глушанкова, 1972; Таргульяни др.,1976; Зыкина, 1979; Бирюкова, 1976; Бирюкова, Шоба, 1982;
V Гаджиев, 1980; Кленов, 1981; Воробьева, 1984; Дергачева, 1988; Корсунов, Ведрова, 1988; и др.).
1.2. палеоэкологические и палеогеографические особенности эволюции ландшафтов Сибири в голоцене.
Представления о главных этапах развития природы голоцена существуют благодаря палеогеографическим исследованиям в Сибири, проведенные в разные годы (Архипов,1966; Воробьева,1990; Гаджиев,1982; Глебов, 1988; Кинд,1974; Кошкарова,1986; Нейштандг.1957; Савина,1986; Хотинский,1977; Ямских,1993; и др.).
ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ. СРЕДНЯЯ ТАЙГА. По данным спорово-пыльцевых диаграмм, датированных по радиоуглероду торфяных обнажений Ф.З.Глебов (Глебов,1988; Глебов и др., 1973,1974,1980; Глебов,Толейко,1981,1982) реконструирует изменение биоклиматической обстановки в голоцене.
Их сведения следующие: предбореальный период голоцена (РВ2) характеризуется господством лесотундровых ландшафтов. В бореальный период климат был теплым, континентальным и сухим. Господствовали березовые леса. Эти данные Ф.З. Глебова согласуются с результатами исследования С.А.Архипова и B.C. Волковой (Архипов и др.,1980; Волкова,Левина,1982). Конец атлантического периода выделяется как "ксеротермический отрезок" Другой ксеротермический отрезок" Ф.З.Глебов определяет з суббореальном периоде голоцена.
ЮЖНАЯ ТАЙГА. В голоцене были значительные климатические "пульсации и перестройка ландшафтных ситуаций" (Хотинскии,Волкова и др.,1979), что основывается на анализе палеоботанических, палеогеографических и др. данных (Сукачев,1922; Кац,Кац,1948; Нейштандт,1957; Пьявченко.1966; Гаджиев,1982,1988 и др.); Глебов,1988 и Др-)-
к началу голоцена в Западной Сибири существовали холодные условия. Биоклиматические условия соответствовали лесотундре (тундростепи на севере и холодные степи на юге). В послеледниковое время началось потепление, смягчение континентальности климата и определения границ основных растительных зон. В предбореальном периоде и затем в бореальном зона лесов расширяется в северном и южном направлениях. Атлантический период. Он характеризуется (Нейштандг,1957; Гричук,19б1; Волкова,1977 и др.) как более теплый период по сравнению с современным. По споровопыльцевым данным (Афанасьева,Ремезова,1974) были характерны лесостепные ландшафты. В дерново-подзолистых почвах этому периоду голоцена соответствует остаточный гумусовый горизонт (Гаджиев,Савина,1976; Гаджиев,1982). По данным Н.А.Хотинского и В.С.Волковой зона лесов расширяется за счет значительного смещения северной границы на. территорию современной тундры. Суббореальный и субатлантический периоды характеризуется заметным повышение атмосферных осадков и активиза -цией торфонакопления. Тенденция климата к похолоданию и усилению континентальности приводит к деградации еловых и широколиственых лесов. Похолодание вызвало смещение границы распространения мерзлых пород к югу (Хотинский,Волкова и др.,1979).
ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ. ДОЛИНА ЕНИСЕЯ. В бореальном и начале атлантического периодов голоцена почвообразование шло под лесными, формациями (Хотинский,1977) - березово-сосновыми и'березово-еловыми лесами по пути формирования текстурно-дифференцированных почв подзолистого ряда. Палеогеографическое расположение почвенно-растительных зон и подзон к началу атлантического этапа было таким, как ив современное время (Глебов,1988; Корсунов,Ведрова и др.,1988). В оптимум потепления произошел сдвиг природных зон к северу. Активизировались степной и лесостепной почвообразовательные процессы. В границах современной степи, лесостепи и южной тайги сформировались "черноземовидные" почвы. В позднем голоцене похолодало, что определило смещение зон в пределах современных границ.
' Результаты палеопедологического анализа (Воробьева, 1990; Воробьева, Медведев, 1984; Воробьева,Васильева,1986; Демиденко,1988,1990,1995, 1996;' Демиденко,Макаров,1986; и др.) показывают смену почвенных покровов в
разные периоды голоцена для степных, лесостепных и таежных ландшафтов Сибири. Существовал широкий спектр типов почвообразования - от тундрового до степного. Длительность и периодичность различных
сочетаний фаз этих процессов на каждой территории были различными.
ПРИБАЙКАЛЬЕ. В предбореальный период в отложениях Западного Прибайкалья определено доминирование открытых пространств с холодными степями (Воробьева, 1990). В этом периоде отмечено начало постепенного потепления климата и сокращения ареала холодных степей (Воробьева, Медведев, 1984). В бореальный период голоцена преобладают
холодные полынные степи с карликовой березкой. В первую половину атлантического период доминируют степи, луговые степи и появляются светлохвойные леса (Воробьева, 1990; Воробьева, Медведев, 1984). Во вторую половину периода гумусообразование происходило под пологом лугово - степной растительности. Начало суббореального периода ознаменовалось аридизацией климата'.. Наблюдается чередование степных и лугово-степных ландшафтов. В потеплении образовалась палеопочва под лугово-степной растительностью -
ГОРЫ ЮЖНОЙ СИБИРИ. ГОРНЫЙ АЛТАЙ. В голоцене наблюдается "прогрессирующее отступление ледников и повышение снеговой линии в Горном Алтае, передвижение на север северной границы зоны тайги Западной Сибири" (Малолетко,1972). Голоценовые отложения представлены в пещерных отложениях. Голоценовому времени принадлежит последний цикл в осадконакоплении отложений Денисовой пещеры (Деревянко, Маркин,1990; Деревянко,Молодин, 1994). С.В.Николаев
(1994) выделяет подразделения голоцена: потепление 1, Пит-Игарское похолодание, потепление 2, Новосанчугавское похолодание, оптимум голоцена, позднеголоценовое похолодание, переменный климат. Исследования палеопочвоведов (Дергачева, Турсина и др.,1994) позволяют считать, что нижняя бескарбонатная часть толщи соответствует двум периодам: периоду с потепенно изменяющимися условиями от умерено холодных до умеренно теплых и с уменьшением гумидности; холодному - периоду с низким накоплением огранического зтлерода. Окарбоначенная часть толщи сначала формировалась в умеренно-теплых и умеренно-влажных условиях формирования, затем наступил сравнительно холодный период.
ЗАПАДНЫЕ И ВОСТОЧНЫЕ САЯНЫ. Западный Саян. Л.С.Савина (1986) по данным спорово-пыльцевого анализа почв историю таежных лесов делит на две фазы с временной границей 4500 лет. В атлантическом периоде голоцена растительные пояса сместились на более высокие абсолютные уровни. Климат в верхнем поясе был значительно теплее и влажнее современного. В нижнем поясе гор распространились степные сообщества и мелколиственные леса. В субатлантическом периоде голоцена в связи с изменением увлажненности гор прослеживается ритмичное и последовательное снижение роли пихты в составе древестоя. Снижение верхней границы леса, кроме климатических причин, безусловно связано с хозяйственной деятельностью человека.
В предгорьях Западного Саяна по данным Г.Ю.Ямских (А.Ф.Ямских, 1993) спорово-пыльцезые анализы отложений надпойменной террасы р.Амыл показывают смену лесостепной и лесной растительности.
МИНУСИНСКАЯ КОТЛОВИНА. В предбореальный период фрагментарно прослеживается палеопочва лесного генезиса. В бореальный период были ландшафты лесостепи-степи с почвенным покровом состоящим из серых лесных, дерново-лесных, черноземных почв. Такие же ландшафты сохранились в первую половину атлантического периода. Во
вторую половину атлантического периода существоваи степные ландшафты с почвенным покровом из черноземных, темно-серых лесных, дерново-лесных и буроземных почв. В суббореальный и субатлантический периоды растительность соответствовала ландшафтам лесостепи-степи.
ТОДЖИНСКАЯ КОТЛОВИНА. По данным А.Ф.Ямских (1993) временной интервал 3650-3200 лет определяется по данным спорово-пыльцевого анализа (Зубарева, 1990) как сухой и холодный, после которого было еще четыре холодных фазы.
ВОСТОЧНЫЙ САЯН. Ископаемая почвы в отложениях стояки Шалунин Бык (Макаров,Мандрыка и др.,1995) отражает время увлажнения и потепления климата в середине атлантического периода. Верхняя часть почвы формировалась в начале похолодания, соответствующего стадии горного оледенения гшнитц. Верхняя часть разреза датируется второй половиной голоцена. Во время перехода от среднего ю позднему этапу суббореального периода наблюдается смена ' относительного потепления похолоданием климата при переменном увлажнении. Идентичное геоморфологическое положение на эрозионно-денудационном останце занимает стоянка Караульный Бык (Макаров,Ямских,1995).
ГОРЫ ПРЕДБАЙКАЛЬЯ И ЗАБАЙКАЛЬЯ. Хамар-Дабан. Результаты исследования Л.Н.Савиной показали, что в течение последних 2000 лет в горах Хамар-Дабана произрастали леса из кедра и пихты; по речным долинам расселялась ель; на заболоченных территориях произрастали лиственничные редколесья, кустарниковая береза, ивы и ольховник; по сухим склонам росла сосна (Савина,1986). Расширяемая площадь березняков была результатом пожара. Самая нижняя часть диаграммы в горно-таежном ВПК пихтовых и кедровых лесов (Типы..,1980) Л.Н.Савиной отражает широкое распространение в атлантическом периоде еловых редкостойных лесов. По горным склонам произрастали кедрово-пихтовые леса (Савина,1986). На рубеже атлантического и суббореального периодов в связи с похолоданием наблюдается смена кедрово-пихтовых лесов кедровыми лесами. Развитие березовых лесов в таежно-черневом поясе Хамар-Дабана отмечал А.П.Зубарев (1981). На господство березовых лесов в суббореальный период средней части Байкальской котловины указывала В.А.Белова (1975). Причиной господства березы считались климатические изменения.
Смена почвенно-растительных покровов юго-западного Забайкалья по данным Л.Д.Базаровой (1985) происходила следующим образом: начала голоцена характеризуется как холодное и недостаточно увлажненное время. Преобладает ксерофитная растительность, а на горных склонах -березово-лиственничные леса и редколесья. Бореальный период диагностируется палеопочва с признаками лесного генезиса. Климат атлантического периода был теплее и увлажненее современного. Позднеголоценовое время характеризуется увеличением сухости и
похолоданием климата. Исчезают широколиственные породы, темно-хвойные леса уступают место сосново- березовым, начинается остепнение ландшафта, возобновляется эоловая деятельность, поисходит наступление
многолетней мерзлоты.
Все исследователи сходятся во мнении, что в разновременные периоды голоцена происходила смена климатический условий, которая отразилась в изменениях почвенно-растительного покрова как равнинных, так и горных районов Сибири. Исследования проходят регионально; каждый иследователь изучает свой объект палеосреды и своим методом. Поэтому создание единой схемы природной обстановки для голоцена Сибири будет полезна. При менение базы данных значительно облегчает выполнение этой задачи.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ИЗУЧЕННОСТИ ГОЛОЦЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
В главе кратко освещается анализ изученности голоценовых отложений Сибири. Эти отложения являются одновременным отражением как . настоящих, так и прошлых процессов, проходящих в природной среде. Поэтому морфология и генезис голоценовых отложений привлекают внимание исследователей как современных компонентов экосистемы, так и палеосреды: почвоведов, палеопочвоведов, ботаников, палинологов, палеокарпологов, геологов, стратиграфов, геоморфологов, палеогеографов, зоологов, палеонтологов.
Первые уиим^нанил и наличии погребенных почв в голоценовых отложениях Сибири даны в трудах К.Д.Глинки (1904), А.И.Москвитина (1940), И.П.Герасимов (1946), В.И.Громова (1948). В известной , монографии Фирбаса (ЕигЬаз,1949) дана развернутая палеогеография голоцена по палиногическим даным для Евразии.
Работы (Москвитин,1954; НейштандтД957; Петров,1950; Сакс,1953, 1959; Селяков,Зальцман, 1959; и др.) раскрывают историю голоценового периода в Сибири. Огромный вклад И.В.Тюрина в решение проблем состава и свойств гумуса в погребенных почвах (Тюрин,Тюрина,1940; Тюрин,1951).
В 60-Х ГОДАХ изучение палеопочв начинается повсеместно (Кик1а, 1969; Кик1аХогек, 1961; 8тоНкоуа,1969, Макошесгпу,1960; Bronger, 1969, Ртк,1961; Герасимов,1962,1966; Величко, 1961,1963; Величко,Морозова,1969; ВекличД961,1969; Маданов,Войкин и др.,1967; Смоликова.Ложик,1965; Архипов,Худяков,1961; Волкова,1966; Уфимцева,1968; Тофанюк, Шаров,1968; Селяков,Зельцман,1959; и др.). Полученные результаты использовались для составления детальных стратиграфических схем и реконструкции палеопедологических и палеоландшафтных карт для Западной, Восточной Европы и Западной Сибири. Исследования этого времени позволили дать оценку различным методам изучения ископаемых почв и их педокомплексов и выделить
наиболее перспективные (Глазовская,1956; Герасимов,1961; Морозова,Чичагова,1968; Крупенников,1960; Минашина,1960; Парфенова,Ярилова, 1962; Таргульян,1966; Герасимов,1966; Целищева,1966,1968; и др.). Голоценовые отложения Восточных регионов Сибири исследовались, в основном, геологами (Финаров,1963; Архипов,Матвеева,1964; Горшков,1964; Архипов,1960; Горшков,Миневрин.1966; Цейтлин,1968; Альтер,1960; Равский,1960; Фениксова,1960; и др.), палинологами (Гричук, 1960; 1961; Пьявченко,1966,1968; и др.). Глобальными проблемами пери-гляциальной зоны Северной Азии занимались (Вангейгейм,Равский,1965; Гитерман,Голубева и др.,1965; Попов,1967; Волков и др.,1969; и др.).
Н.И.Пьявченко (1966) на основе синтеза спорово-пыльцевых спектров торфяников разработал обобщенные схемы развития лесной и болотной растительности в связи с климатическими изменениями. Анализ стратиграфии и спорово-пыльцевых спектров, а также данные абсолютного датирования (Глебов,1984,1988; Архипов,Вотах,1980; Волкова,Левина,1982; Караваева,1982; Кольцова,1978; Кошкарова,1975,1981,1986; Левина,1970; Никольская, 1980; Савина,1980,1986; Савина,Кошкарова,1981; и др.) подтверждают правильность схемы Н.И.Пьявченко в ее основных чертах. Вместе с тем эти данные детализируют ее согласно хронологии алеогеографических событий голоцена, разработанной для Сибири Н.В.Кинд (1974), для Западной Сибири В.С.Волковой и Т.П.Левиной (1982), В.С.Волковой и др.(1984) и общей схемы Блитта-Сернардера, скоррелированной М.П.Нейштандгом (1965) и затем Н.А.Хотинским (1977).
В 70-Е ГОДЫ продолжается изучение геологами четвертичных отложений и расположенных в них погребенных почв Сибири (Архипов,1971; Волков,1973; Евсеев,1978; Зубаков,1972; Равский,1972; Цейтлин,1979; Кинд,1974; Хотинский,1973,1976,1977 и др.). Из палеопедологических исследований следует выделить работу О.Н.Бирюковой (1976), изучавшей погребенные почвы и лессы Чебаково-Балахтинской впадины. З.А.Савостьянова (1974,1975,1976) занималась изучением погребенных почв Хакасии под курганами и насыпями могильников, а также почвами, погребенными под эоловыми наносами голоценового возраста. Проводилась огромная работа по совершенствованию методики изучения палеопочв (Бирюкова,Орлов, 1978,1980; Глушанкова,1971,1972,1977: Глушанкова,Аммосова,1974; Дергачева,1972; Дергачева,Зыкина,1977; Добровольский,Морозова и др., 1974; Дроздова, 1973; Евсеев,Ильичев,1974-,Морозова,Чичагова,1979; Орлов,Бирюкова,! 974; Орлов,Бирюкова и др.,1979; и др.). Данные показали, что при определенных условиях некоторые свойства огранических веществ, характерные для определенных типов почвообразования, сохраняются в ископаемом состоянии (Морозова,Чичагова,1968,1979; Глушанкова,1972; Глушанкова,Аммосова,1974), другие же являются результатом диагенеза (Орлов,Бирюкова и др.,1979; Бирюкова, 1976; Орлов,Бирюкова,1979).
В результате исследований были выделены две группы специфических свойств органического вещества погребенных почв (Чичагова,Черкинский, 1979). К первой группе относятся характеризующие генезис почв консервативные свойства: групповой состав гумуса, степень гумификации органического вещества (Гришина,Орлов, 1978), физико-химические свойства гуминовых кислот (оптическая плотность гуминовых кислот). Ко второй группе относятся свойства, связанные с трансформацией органического вещества во времени и в результате педоморфизма: содержание : общего углерода; углерода гидролизуемых соединений в гуминовых кислотах; фракционный состав гумуса.
80-Е ГОДЫ. В развитиии науки о палеопочвах характеризуются следующие направления: разработка теоретических основ палеопочв, интерес к погребенным почвам с точки зрения палеогеографических реконструкций, более детальное (а местами и первичное) изучение почвообразования прошлых эпох.
В теоретическом плане интересна работа ИА.Соколова и В.О.Тар-гульяна "Изучение и освоение природной среды". Она является продолжением работ этих же авторов (Таргульян,Соколов,1974) и утверждает, что "почва в целом - как природное тело - это скорее "память" ландшафтов, в которой хранится информация об основных закономерностях об основных этапах развития природной среды за весь период почвообразования" (Соколов,Таргульян,1979).
По мнению Уиттекер (1980), почва - не инертный субстат, а часть экосистемы. Все компоненты этой экосистемы связаны между собой чрезвычайно сложным образом. "Климат и растительность оказывают решающее влияние на процессы почвообразования и на состав животного мира" (З.Пйанка,1981).
В статье А.А.Величко "Палеогеография, современное состояние природной среды и прогноз" (1980) обращено внимание на отдельную часть экосистемы - человека, образ жизни которого изменился за весь период эволюции вместе с изменениями условий природной среды. А.А.Величхо, развивая свои исследования 70-х годов (Герасимов,Величко,1974), считает, что "содержание связей, соединяющих человечество с окружающей средой, представляет одну из самых сложных и самых актуальных проблем современности".
Т.Д.Морозова (1981) обращает внимание исследователей, что почва является полигенетическим образованием, в котором закреплены признаки разновременно протекающих процессов.
В.М.Корсунов.Э.Ф.Ведрова (1980,1982), детально анализируя свойства второго гумусового горизонта дерново-подзолистых почв южной тайги Приенисейской равнины, построили гипотезу эволюции почв в голоцене.
В.С.Зыкина,И.А.Волков,М.И.Дергачева (1981) делают вывод, что наличие погребенных голоценовых почв и торфянников свидетельствует сложности проявления процессов почвообразования и осадконакопления в течение голоцена. Голоцен был весьма сложной эпохой, и современный
почвенный покров следует расматривать как результат последней эпохи почвообразования, которая охватила весь голоцен и часть позднеледниховья. Выводы подтверждаются имеющимися литературными данными о реликтовых чертах современного почвенного покрова Западной Сибири (Базилевич,1965; Уфимцева,! 968; Добровольский, Афанасьева и др.,1969; Ковда,1973; Гаджиев,Кленов,1976; Гаджиев, Савина,1976; Гаджиев и др.,1977; Караваева, 1978; и др.).
' И.М.Гаджиев (1982) в монографии "Эволюция почв южной тайги Западной Сибири" рассматривает исторические аспекты почвенного , покрова южной тайги Западной Сибири, исследует вопросы происхождения и сохранности остаточного (второго) гумусового горизонта и излагает принципы составления палеопедологических карт.
Л.Н.Савина (1986) прослеживает закономерности развития лесных биогеоценозов гор Южной Сибири в голоцене на основании интерпретации спорово-пыльцевых диаграмм почвенных разрезов.
М.ИДергачева (1987,1988,1989) обосновывает возможность применения всесторонних исследований ограничесхого вещества как самостоятельного метода познания и диагностики ископаемых почв.
Продолжаются почвенные исследования погребенных систем Приенисейской Сибири (Бирюкова,Шоба, 1982; Ведрова,Корсунов,2 980, 1982; Корсунов,Ведрова и др.,1988; Демиденко,Акимова,1978; Демиденко, 1987,1988,1989; Демиденко,Макаров,1989; Демиденко,Дроздов и др.,1989; Воробьева, 1984,1986; Воробьева,Медведев,1984; Воробьева,Васильева, 1988; Воробьева,Савельев,1984; и др.).
Значителен интерес почвоведов ко вторым гумусовым горизонтам лесных почв Сибири (Гаджиев, 1980,1982; Кленов,1981; Караваева, 1982; Корсунов,Ведрова и др.,1988; Турсина,1988).
Эти годы характеризуются интересом к эволюции природной среды в голоцене геологов-четвертичнюсов (Ямских,1976,1983,1984; Базарова, 1985); палеоботаников (Караваева,1982; Кошкарова,1986).
Ф.З.Глебов (1988) в монографии "Взаимоотношение леса и болота в таежной зоне" дает реконструкцию взаимоотношений леса, болота и климата в голоцене для Западно-Сибирской равнины. Работа Ф.З.Глебова включает в себя многочисленные радиоуглеродные датировки, установливающие возрастные пределы голоцена.
90-Е ГОДЫ. Характеризуются комплексностью исследований голоценовых отложений разными специалистами: А.Ф.Ямских (1993), Г.А.Демиденко (1990,1992,1994,1995,1996), Г.Ю.Ямских (1995).
Из геолого-геоморфологических работ наиболее интересна монография А.Ф.Ямских (1993) "Осадконакопление и террасообразование в речных долинах Южной Сибири". В ней автор выявляет "пространственно-временные воздействия ведущих факторов в эволюции речных долин".
Г.А.Демиденко (1995,1996) работает над созданием базы данных по реконструкции природных условий голоцена Сибири.
Г.Ю.Ямских (1995) в работе "Стратиграфия голоценовых отложений Минусинской котловины" на основании палинологических данных показана смена природных ландшафтов в позднем голоцене.
Комплексность исследований четвертичных отложений Сибири связана с интересом археологов к реконструкции условий обитания древнего человека. Результатом Этих исследований была организация и . успешное проведение Международных симпозиумов и полевых экскурсий (Новосибирск, 1990; Красноярск,1992; Улан-Удэ,1996). В материалах симпозиумов и путеводителях полевых экскурсий представлены геолого-геоморфологические материалы С.А.Лаухина, С.В.Николаева, В.П.Чеха, А.Ф.Ямских и др.; палинологические данные В.Г.Кольцовой, Г.Ю.Ямских; палеонтологические результаты исследований Н.Д.Оводова, Н.В.Мартыно вича, С.К.Васильева,И.Е.Гребнева; палеопочвенные характеристики М.И.Дергачевой, Г.А.Воробьевой, Г.А.Демиденко. В результате совместных археолого-геологических исследований (Деревянко,Молодин,1994; Деревянко.Молодин,Савинов и др., 1994; Макаров,Ямских,1995; Макаров,Мандрыка идр.,1995; Демиденко,1996; и др.) решаются вопросы палеогеографических реконструкций условий обитания древнего человека в голоцене на равнинных и пещерных памятниках Сибири.
Голоценовые отложения дают возможность раскрыть эволюцию природных комплексов и провести реконструкцию экологических условий их формирования. В Сибири голоценовые отложения наименее изучены. Приенисейская Сибирь до 1985 года оставалась "белым пятном".
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ, СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПАЛЕОПОЧВ И МЕТОДИКА ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
Глава содержит характеристику объектов и методов исследования. Приводится стратиграфическое расчленение отложений, вмещающих погребенные почвы, дается их временное соответствие, а также морфологическое описание и первичное расчленение на генетические горизонты.
Объектами исследования, в основном, являются геологические разрезы Приенисейской Сибири, охватывающие, голоценовое время.
Опорные разрезы заложены в аллювиальных (пойменных,
островных, террасовых), субаэральных, субтерральиых отложениях. Изучены палеопочвы и палеопедокомплексы в природных зонах и подзонах Сибири (южной тайге, подтайте, лесостепи и степи).
В морфологическом плане голоценовые отложения представлены: современной почвой зонального типа; современной почвой со вторым гумусовым горизонтом; голоценовыми отложениями с вмещающими погребенными горизонтами; палеопочвами и палеопедокомплексами.
Наличие этих структур зависит: от условий формирования палеопочв ( в условиях-близких к современным развивались полнопрофильные почвы); времени формирования (в более продолжительные теплые периоды формировались почвы, а в менее - педоседименты); генезиса отложений; скорости погребения (хорошо сохранились палеопочвенные образования при "катастрофических" природных процессах: эоловое погребение, оползневые процессы со склонов, накопление аллювия в поймах рек, исскуственное погребение). Наибольшая сохранность палеопочв наблюдается в отложениях тяжелого гранулометрического состава.
Приведено морфолого-стратиграфическое описание опорных разрезов, содержащих наиболее "физиономичные" палеопочвы и палеопедокомплексы с морфологически выраженными генетическими горизонтами. Опорные разрезы заложены в разных природных зонах и регионах Сибири.
Палеопочвенные образования, исследованные в геологических разрезах раскопов археологических памятников: Усть-Каракол (Горный Алтай); Няша, Усть-Кардульная, Дружиниха, Краеведческий музей, пещера Еленева (Приенисейская Сибирь); Подзвонкая, Оршан-Хундуй (Забайкалье), содержат наиболее полный комплекс диагностических данных для проведения реконструкции природной обстановки Сибири в голоцене.
Методика изучения палеопочв строится на использовании методической основы исследования современных почв (методы полевой и специальной диагностики). Подбирается комплекс методов, использование которых позволяет выявить наиболее устойчивые признаки почвообразования.
Методами полевой диагностики описаны генетические профили палеопочв и скоррелированы палеопочвы различных геоморфологических уровней и стратиграфических горизонтов. Из методов специальной диагностики применялись микроморфологический и ' сравнительно-аналитический методы исследования.
ГЛАВА 4. ПАЛЕОПОЧВА - КАК ПРЕДМЕТ ЦЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ ГОЛОЦЕНА СИБИРИ
Глава содержит характеристику морфолого-аналитических свойств палеопочв и палеопедокомплексов, изученных в Сибири. Факторы почвообразования, влияющие на особенности почвообразовательных процессов в разные периоды голоцена, нашли свое отражение в морфологических и физико-химических свойствах палеопоч-венных образований. Полученные результаты позволили диагностировать генезис палеопочвенных образований и определить природные условия их формирования.
4.1. Морфолого-аналитическая характеристика голоценовых палеопочв Сибири
4.1.1. Морфологическое описание палеопочв
МАКРОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ исследования палеопочв и пале-опедокомплексов определяют строение почвенного профиля, характеристику генетических горизонтов и степень их сохранности.
Приведены описания строения ПОЧВЕННЫХ ПРОФИЛЕЙ Ня-шенкого, Усгь-Караульского, Белоюсского педокомплексов, а также палеопочвенных образований в геологических разрезах Краеведческий музей, "Пещера Еленева", О.Татышева и др.
МОЩНОСТЬ палеопочв и их генетических горизонтов свидетель^ ствуег о продолжительности, скорости, условиях почвообразования, характере захоронения и других природных факторах. Образованные в теплые периоды голоцена, палеопочвы отражают продолжительность этих периодов в мощности своих генетических горизонтов. Наи' более мощными являются погребенные почвы атлантического периода голоцена. В районе Приангарского плато мощность гумусового горизонта палеопочв атлантического периода достигает 15 см, в районе Красноярской котловины - 50 см, в Минусинской котловине - 40 см, в Южном Забайкалье - 18 см. В отложениях атлантического периода обнаружено до трех палеопочв разной мощности (Няша, Усть-Караульная, Белый Июс-2 и др.).
ЦВЕТ (окраска) генетических горизонтов палеопочв голоценового возраста,как и других почв, зависит от содержания химических веществ и их соединений.
Окраска гумусово-аккумулятивных горизонтов различается для
палеопочв разного генезиса: горизонты АЬ палеопочв степных и лесостепных палеоландшафтов, широко сохранившиеся в Приенисейской ■ Сибири, имеют темно-серые и серые тона окраски, зависящей от значительного содержания гумусовых веществ и преобладания дернового почвообразовательного процесса. В Южном Забайкалье горизонты АЬ одновозрастных голоценовых палеопочв имеют каштановые оттенки в окраске, как следствие почвообразовательных процессов в сухостепной биоклиматической обстановке.
МИКРОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ исследования шлифов погребенных голоценовых почв Сибири позволяют точнее диагностировать как генетическую принадлежность горизонтов, так и генезис палеопочв в целом.
Микроморфологическое описание отражает наиболее устойчивые элементы в строении палеопочвенных горизонтов: микростроение основной массы, агрегатов, формы пор, оптически ориентированных глин, глинистые натеки (Матвиишина,1977; Морозова 1963,1981). Го-
ризонты одного генезиса имеют общие черты микростроения. В голо-ценовых палеопочвах наиболее хорошо выражены горизонты Ah чер-ноземовидных палеопочв. Расположенные в разных природных зонах Сибири и в разновременные периоды голоцена, черноземовидные почвы имеют схожие черты микроморфологического строения. Их микростроение наиболее изучено.
Горизонт Ahl первой погребенной голоценовой почвы черноземного типа геологического разреза "Краеведческий музей" (Красноярская котловина) (Демиденко,1995) в шлифах имеют черновато-бурую окраску, неоднородное микростроение, компактное сложение. Глинистый материал разной степени агрегированности (от круглых агрегатов неправильных форм до изометрических агрегатов). Агрегаты пронизаны биопорами. Биопоры заполнены экскрементами. Глинистая плазма слабо анизотропная, а в интенсивно гумусовых участках - изотропная. Гумус скоагулирован в бурые сгустки и пленки. Присутствуют органические сгустки со слабым клеточным строением растительного происхождения. Горизонт Bhl этой же почвы бурой окраски, уплотненного микростроения. Гумусово-глинистая плазма основы насыщена бурыми гумонами. Интенсивность окраски меняется в пределах горизонта. Вниз по горизонту глина меняет оптическую ориентировку от крапчатой до струйчатой.
В микростроении лесных почв на фоне процесса гумусонакопления диагностируются процессы лессиважа в виде ортштейнов и гумусово-железистых сгустков. В шлифах палеопочв лесного генезиса прослеживается иллювиальный горизонт (Bh).
4.1.2. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПАЛЕОПОЧВ
Из большого набора аналитических данных остановимся на наиболее перспективных материалах для определения генезиса голоценовых палеопочв. Аналитическими методами был исследован гранулометрический состав палеопочв, процентное содержание карбонатов, содержание железа и алюминия (по Тамму), анализ органического вещества голоценовых погребенных почв и др.
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ палеопочв и вмещающих их отложений выполнялся по методу Н.А.Качинского (1958). Горизонты палеопочв отличаются от вмещающих отложений более тяжелым гранулометрическим составом. В горизонтах Ah отмечается повышенное содержание фракции физической глины: для палеопочв Няшинского педокомплекса -10-14%; Усть-Караульского -16-38%; Татышевского -10-12%i Белоюсского-2 - 15-35%. "
Для палеопочв лесного генезиса определенное увеличение содержания ила наблюдается в иллювиальных горизонтах (третья па-
леопочва археологического памятника Усть-Караульная , вторая палеопочва геологического разреза Краеведческий музей и др.). Палеопочвы, находящиеся в дюнных отложениях (дюна у с. Чадобец, эоловый рельеф археологического памятника Няша, отложения археологического памятника Ильмовая падь), имеют гранулометрический состав гумусовых горизонтов палеопочв от средней супеси до среднего суглинка . Голоценовые палеопочвы пойменных речных и озерных уровней Минусинской котловины (геологические разрезы Белый Июс-1, Щушь, оз.Безымянное) характеризуются средними и тяжелыми суглинками, разной степени гумусированности, ожелезненности и оглеенности.
СОДЕРЖАНИЕ КАРБОНАТОВ определялось по общепринятой методике (Аринушкина,1970). Карбонатность голоценовых палеопочв является свидетельством первичных и вторичных химических процес-. сов. Голоценовые отложения, покрывающие почти сплошным чехлом все геоморфологические элементы рельефа Приенисейской Сибири, за редким исключением, имеют отоипательную оеакцию с 10 % HCl.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗА И АЛЮМИНИЯ (по Тамму) выполнены по общепринятым методикам (Аринушкина,1970). Содержание железа и алюминия (по Тамму) отражает накопление этих элементов в результате формирования палеопочв, а также их перераспределение вследствие вторичных процессов. Это перераспределение для палеопочв степного генезиса в педокомплексах в основном не выражено . Для палеопочв лесног о генезиса отмечается увеличение 'подвижного железа и алюминия в горизонтах Bh,BCh. Равномерное распределение элементов железа и алюминия по профилям большинства палеопочв является, вероятно, следствием воздействия современных условий природной среды.
Перспективность метода изучения ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА при диагностике ископаемых почв широко освещена в литературе (Герасимов, 1946, 1961; Глазовская, 1956; Глушанхова, Аммосова, 1973, 1974; Добродеев, Глушанкова, 1968; Дергачева, Зыкина, 1977, 1979, 1981, 1988; Морозова, 1981; Орлов, Бирюкова, 1979; Тюрин, 1961, 1965; Тюрин, Тюрина, 1940; Чичагова, 1961; Чичагова и др., 1977, 1979; V.Springer, L.Klee, 1958;идр.
Горизонты Ah выделяются по величине углерода гумуса порядка 0,8 - 2,2 %. Эта величина увеличиается от горизонтов Ah лесного гене-■ зиса к горизонтам Ah палеопочв степного генезиса. Процентное содержание углерода к почве изменяется вниз по профилю: в горизонтах A2h и Bh - 0,4 - 0,8 %, а в горизонтах Ch и Dh менее 0,4 %. Почвовме-щающие породы характеризуются очень низким содержанием углерода гумуса.
В групповом составе гумуса отношение содержания гуминовых кислот к фульвокислотам является классификационным признаком (Глазовская,195б; Дёргачева,3ыкина,1988; Преблемы и методы .., 1984 и др.). Групповой состав органического вещества гумусово-аккумулятивных горизонтов палеопочв степного генезиса относится к фульватно-гуматному типу. Соотношение гуминовых кислот и фульвокислот больше 1. Это соотношение сохраняется для разновозрастных разноширотных степных палеопочв Приенисейской Сибири (геологические разрезы Чадобец, Дружиниха, о.Татышева--, г Белый Июс 1;, 2, Подсартак, Шушь, Оя и др.; разрезы археологических1 памятников. Няша , Усть-Караульная , Краеведческий музей и др.). Для палеопочв лесного генезиса (в этих же разрезах) соотношение гуминовых кислот и фульвокислот меньше 1 %, и палеопочвы обладают гуматно-фульватным составом гумуса.
Для палеопочв черноземного типа голоценовых педокомплек-сов органическое вещество аккумулятивного горизонта характеризуется высокой степенью гумификации. Среди гуминовых кислот преобладает фракция 2, которая доминирует и среди фульвокислот. В составе гуминовых кислот преобладают гуматы кальция при очень низком содержании свободных и прочносвязанных с мелкоземом гуминовых кислот. В органическом веществе гумусово-аккумулятивного горизонта черноземовидной погребенной почвы низкое содержание негидро-лизуемого остатка, что свидетельствует о высокой зрелости коллоидного комплекса погребенных почв. Наиболее оптически плотной является фракция 2 гуминовых кислот, связанная с кальцием. Содержание агрессивных фульвокислот незначительно, что подчеркивает слабую подвижность гумусовых веществ.
Для гумусово-аккумулятивных горизонтов палеопочв лесного генезиса наблюдается повышенное содержание агрессивных фульвокислот (например, для археологического памятника Усть-Караульная фракция 1а лесной палеопочвы составляет 38 % от суммы:фульвокислот по сравнению с 18 % палеопочв черноземного типа). Изменяется сотно-шение гидролизуемой и негидролизуемой части. Величина негидроли-зуемого остатка горизонтов АЬ возрастает до 35 % (например, для палеопочв лесного генезиса археологического памятника Усть-Караульная). Среди гуминовых кислот превалирует фракция 3. Оптическая плотность фракции 2 гуминовых кислот лесных палеопочв меньше по сравнению с оптической плотностью горизонтов АЬ черно-земовидных палеопочв. Характерной особенностью гумуса палеопочвы является высокое содержание негидролизуемого остатка.
ГЛАВА 5. БАЗА ДАННЫХ К ЭВОЛЮЦИИ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ СИБИРИ В ГОЛОЦЕНЕ, КАК ОСНОВА ДЛЯ ПАЛЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ. РЕКОНСТРУКЦИЙ
Приводится характеристика базы данных "Эволюция природной Среды Сибири в голоцене". Раскрывается ее структура (рис. 2); дается характеристика основных параметров и режимы ее работы.
Использование компьютерной техники для составления базы данных дает возможность систематизировать большое количество
опубликованных материалов по Сибири в голоцене. Такой формы обобщения для Сибири не создано.
5.1. Структура создания базы данных "Эволюция природной среды Сибири в голоцене"
База данных состоит-из двух временных блоков: блок "настоящее" и блок "прошлое" (Демиденко,1995). Содержимое блоков представлено в виде реляционных таблиц.
Временной блок "настоящее" отражает экологическое состояние природной среды в современный период голоцена. Компоненты природы (почвы, рельеф, растительность, животный мир, климат и др.) наиболее изучены точными современными инструментальными методами исследования и могут служить своеобразным эталоном природных объектов, при исследовании которых можно проследить экологические взаимосвязи как внутри каждого компонента, так и между компонентами природы внутри блока.
Временной блок "прошлое" содержит информацию об экологии природной среды в предбореальный, бореальный, атлантический и суббореальный периоды голоцена. Информация этого блока содержит те же компонеты экосистемы, полученные палеогеографическими методами исследования. Реконструкция природных условий голоцена дается по отдельным палеогеографическим разрезам.
5.2. Параметры базы данных и обоснование их выбора.
Работая с большим объемом фактического материала необходимо выбрать наиболее показательные данные при характеристике экологических взаимоотношений голоцена Сибири. Выбранные данные необходимо "генерализовать" для работы с компьютером в виде параметров. Параметры делятся на вводные (подготовительные) и основные. ВВОДНЫЕ параметры отражают географическую принадлежность объектов исследования и характеризуют авторский коллеки в, изучающий .. объекты: природная зона и подзона, физико-географические страны и области, название разреза, местопожение
А- Елок "настоящее" Б- Елок "прошлое"
Рис. 2 • Структура создания базы данных "Эволюция природной среды Сибири в голоцене"
А - временной блок "НАСТОЯЩЕЕ"
1. ПОЧВЫ: 1а. преобладающие типы почв; 16. главные генетические горизонты; 1в. ведущие почвообразовательные процессы.
2. ВОЗРАСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: 2а. современный (су б атлантический) период голоцена.
3. РЕЛЬЕФ: За. равнинный; 36. горный.
4. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ: 4а. древесные; 46. травянистые; 4в. споровые.
5. КЛИМАТ: 5а. t июля; 56. t января; 5в. среднегодовая t; 5г. продолжительность безморозного периода;. 5е. наибольшая за
зиму высота снежного покрова; 5ж. сумма t < 10 градусов.
6. ЖИВОТНЫЙ МИР: 6а. травоядные; 66. хищные; 6с. насекомые;
6д. птицы.
7. ЧЕЛОВЕК: 7а. человек современный.
Б - временной блок "ПРОШЛОЕ" 1а. ПАЛЕОПОЧВЫ: 1аа. характеристика палеопочв; 1аб. возраст палеопочв и торфяников; 1ав. гумус палеопочв.
2а. ВОЗРАСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: 2аа. суббореальный период; 2аб. атлантический период; 2ав. бореальный период; 2ас. предбореальный период; 2аг. сартан.
За. ПАЛЕОРЕЛЬЕФ: Заа. равнинный; Заб. горный • 4а. ПАЛЕОРАСТИТЕЛЬНОСТЬ: 4аа. травянистые; 4аб. древесные; 4ав. споровые.
5а. ПАЛЕОКЛИМАТ: 5аа, тепло-влажно; 5аб. тепло-сухо; 5ав. холодно-влажно; 5аг. холодно-сухо.
6а. ПАЛЕОФАУНА: баа. травоядные; баб. хищные; бас. птицы. 7а. АРХЕОЛОГИЯ: 7аа. железный, бронзовый века; 7аб. неолит; 7ав. мезолит; 7аг. поздний палеолит.
->Р
разреза, стратиграфия рареза, исследователи и др. ОСНОВНЫЕ параметры выполняют задачу раскрытия природных характеристик основных компонетов экосистемы: почвы (преобадающие типы почв, главные генетические горизоты, ведущие почвообразовательные процессы, почвообразующие породы,
характеристика палеопочв, гумус палеогточ!^ генетический тип палеопочв и др.); растительность (тип растительности, характеристика спорово-пыльцевых спектров и семенных комплексов); животный мир (животный мир, фауна); человек (археология); рельеф; климат (климатические характеристики, палеоклимат).
5.3. Техническое построение базы данных и режим ее работы
Составление базы данных проводилось в системе управления базами .данных (СУБД), представляющей собой программный продукт с центральным управление данными (Бугумирский,1992). Базу даных называют "е,циным хранилищем" (Бойко,Савенков,1989),.состоящую из специальным образом организованных наборов данных (файлов), хранимых во внешней памяти ЭВМ. База данных при реляционной модели является совокупностью таблиц.
База данных "Эволюция природной среды голоцена Сибири" создана в системе электронной таблицы EXCEL 5.0 рус. в интерфейсной системе WINDOWS. База данных, кроме содержания большой справочной информации способна работать в диалоговом и графическом режимах по желанию пользователя. В графическом режиме возможно построение графиков зависимости между компонентами экосистемы, блок-диаграмм, картосхем. При построении климатических графиков в временном блоке "настоящее" учитываются данные линии тренда.
Полученные результаты позволяют делать выводы о флуктуации природных комплексов в различные климатические периоды голоцена.
ГЛАВА 6. ЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ СИБИРИ В ГОЛОЦЕНЕ
В главе дается реконструкция природных комплексов голоцена равнинных и горных територий Сибири. Наличие равнинных и горных форм рельефа дает возможность проследить не только горизонтальную, но и вертикальную изменчивость природных комплексов. При построении реконструкций используются результаты анализа базы данных.
В базу данных "Эволюция природной среды Сибири в голоцене" внесены результаты исследования следующих авторов: Анциферова,1987; ' Анциферова,Акимова, 1987 а,б; Аксенов,1990; Аксенов,Медведев,1990; Археология, геология ..,1992; Баранов,Шелудяков, 1928; Васильев,Гребнев, 1994; Васильев,Ямских, 1992; Васильевский,Бурилов,Дроздов,1988; Виппер, 1968; Воробьева,1990 а,б; Воробьева,Горюнова,1984; Воробьева,Горю нова,Савельев,1989; Воробьева,Базалийский,1990; Воробьева,Васильева, 1986;. Воробьева.Медведев, 1984; Воробьева,Савельев, 1984; Гаджиев,1982; Гаджиев,Орлова,1982; Гальченко,1995; ГлебовД988; Горбачев,1967; ' Горюнова,1990 а,б;Горюнова,Савельев, 1990; Гранина,Воробьева, Вашукевич,1990; Гричук.1943; Демиденко, 1988,1990 а.б.1995,1996; Демиденко,Макаров,1986; Деревянко,Молодин,1994; Деревянко.Молодин и др.,1994; Дергачева.Турсина и др.,1994; Дроздов,Лаухин,1979; Зубареёа,1983,19990; Зыкина,Волков и др.,1981; ■ Карпенко,Глебов и др.,1987; Кац,Кац, 1946; 1950; Кинд,1969. а,б,1971,1974; Коляго,1967; Кольцова,1980; Корсунов,Ведрова,1982; Корсунов,Ведрова и др.,1988; Кирюшин,1995; Кошкарова,1975,1986; Лаухин,Дроздов,1985; Лаухин, Дроздов и др.,1986; ЛевковскаяДинд и" др.,1970; Макаров,Мандрыка и др.,1995; Макаров,Ямских,1995; Мордвинов,1939; Николаев,1994; Никонов,1949; Нейштандг,1951,1957,1976,1983; Орлова,1994; Орловский,1967; Пержаков,1990; Поварницин,1937; Польский,Нащокин и др., 1966; Пьявченко,1955,1968,1971: Савельев, Генералов и др!,1984; Савина, 1976,1980,1982,1986; Савина, Кошкарова, 1981; Савостьянов,Савостьянова,1969; Савостьянова, 1975 а,б,1976; Сакс,1940; Сукачев,1946; Стариков,Жидовленко,1975,1981; Тихомиров,1941; Тумель,1935; Фирсова,1977; Хотинский,1977; Ямских,1983,1984,1993 а,б; Ямских,1995; и другие.
6.1. РАВНИННЫЕ ТЕРРИТОРИИ СИБИРИ
6.1.1.ТУНДРА
Для всех палеогеографических разрезов современной зоны тундры анализ пыльцевых спектров показывает наличие древесной растительности, расположенной сейчас более южнее. Древесная растительность эволюционировала в голоцене, под влиянием главного фактора - климата. ПРЕДБОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена в (рис.3:V Западной Сибири характеризуется преобладанием в лесообразующих породах лиственницы и кустарничковой березы. Распространение лиственницы безусловно связано с холодными почвами позднеледниковья. В Восточной Сибири основной лесообразующей породой являлась ель в сочетании с сосной и березой. Ель также может произрастать на холодных и мерзлых почвах (Поликарпов, 1970) и
проявляет высокую требовательность к влажности почвы. В конце предбореального и в начале бореального В. Н.Сакс отмечает существование тундровых ландшафтов, опираясь на то, что отсутствует пыльца древесных пород. БОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена как Западной, так и Восточной Сибири (изученные регионы) характеризуются существованием еловой растительности, что безусловно, связано с высокой влажностью почвы. В первой половине АТЛАНТИЧЕСКОГО периода в Восточной Сибири продолжает существовать еловые леса (или лесотундра с елью), а в Западной Сибири к- ели добавляется береза, присутствующая во всех последующих периодах. Во второй половине АТЛАНТИЧЕСКОГО периода в Западной Сибири основными лесообразующими породами были ель и кустарничковые березы. Еденично встречаются широколиственные породы. Возможно пыльца широколиственных пород была принесена ветровыми потоками с "атлантических" боров Кольского полуострова (Нейцггандт,1957). В Приенисейской части Восточной Сибири во второй половине атлантического периода произрастали елово-березово-сосновые леса с прииесью ольхи. СУББОРЕАЛЬНЫЙ период. В первой половине среднего голоцена, по данным .М.И.Нейштандта, на Новой Земле происходит надвигание ледников. 'В Западной Сибири существуют сосново-березовые леса с примесью лиственницы, сибирского кедра, ольхи и, еденично, ели (в зависимости от условий мезо-рельефа). В Приенисейской Сибири лесотундра с елью меняется ландшафтом елово-березово-сосновых лесов. В устье р.Лены из лесообразующих пород господствует береза (80 %). В СУБАТЛАНТИЧЕСКИЙ период голоцена основными лесообразующими породами в Западной Сибири были береза и кедр. В Приенисейской Сибири произрастали' елово-березово-сосновые леса, а в усть Лены был очень высокий процент хвойных (80 %). Эти ландшафты повсеместно сменились лесотундровыми и тундровыми ландшафтами.
6.1.2. П РИТУ НДРО ВЫЕ ЛЕСА (лесотундра)
Для зоны притундровых лесов, как и для тундровой зоны, при ланд-шафтообразовании характерно преобладание древесных пород
В начале голоцена - ПРЕДБОРЕАЛЬНОМ периоде - в Приенисейской Сибири в составе древесных преобладала лиственница. Ее существование было связано с холодными почвами послеледнкковья. БОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена характеризуется климатом теплее современного и существованием березово-еловой растительности (рис.4). В АТЛАНТИЧЕСКИЙ период
голоцена климат определяется теплее современного. В начале периода в лесообразовании преобладает береза (березово-еловые леса) После
- границы зонального расчленения Средней Сибири
- —" • 1-арктические пустыни
2-тундра
3-лесотундра
4-северная тайга
5-средняя тайга
6-южная тайга .
7-травяные леса с островными степями
8-островные степи - открытые простр.
Щ^4, - лесотунд.раст.
2 Ф - сосна ' £ - береза
е - кустарн. березки
- холодные степи 4-- ель
Рис.3. Картосхема расположения растительности Сибири 0 _ ольха в предбореальный период голоцена.
периода, когда климатические условия приравнены к современным, вновь наступает потепление климата. Основными лесообразующими породами • становятся ель, кедр, береза. Следовательно, в атлантическом периоде для зоны притундровых лесов оптимум потепления соответствует первой половине периода, что не прослеживается в более южных районах Приенисейской Сибири. В СУББОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена основными лесообразующими породами были береза, ель, ольха и сибирский кедр. Растительность была представлена березовыми редколесьями с елью севернотаежного характера. Биоклиматические условия СУБАТЛАНТИЧЕСКОГО периода сформировали современный почвенно-растительный покров зоны притундровых лесов.
6.1.3. ТАЕЖНАЯ ЗОНА
СЕВЕРНАЯ ТАЙГА. Эволюция ландшафтов в пределах северотаежной зоны происходила следующим образом: в ПРЕДБОРЕАЛЬНЫЙ период наблюдается смена ландшафта, представленного кустарничковыми березами, травянистыми и споровыми на ландшафт, когда основными лесообразующими породами были ель, береза, ольха. Наличие ели сибирской говорит о высокой влажности почвы позднеледниковья и холодных
Приенисейская: Сибиръ
тундра лесотундра северная средняя южная тайга лесостепь тайга тайга • степь
Рис. 4 . Изменение основных лесообразующих пород в временные периоды голоцена. Климатические периоды голоцена: РВ - предбореальный; ВО -бореальный; АТ - атлантический; БВ - суббореальный; 5А-субатлантический. Основные лесообразующие породы: Л - лиственница; С - сосна;
Б - береза; Бер. - кустартичковая береза; Е - ель; К - кедр; П - пихта; О - ольха; Ш - широколиственные породы; Ред. - редколесья..
климатических условий. В БОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена при улучшении климатических условий преобладают елово-березовые редколесья. Потепление климата в АТЛАНТИЧЕСКОМ периоде привело в господству ландшафтов сосново-березовых лесов с елью. Этот период, видимо, был оптимальной фазой голоцена для северо-гаежной зоны Приенисейской Сибири. Затем, при почти таком же климате (немного теплее) сформировался ландшафт елово-березовых редкостойных заболоченных лесов, сменившейся (в конце атлантического периода) редколесьями. СУББОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена характеризуется ландшафтами елово-березовых редколесий -елово-лиственничной тайги с березой. В потеплении этого периода ' (3200 л.н.) наблюдается смена березово-елового леса - елово-лиственничным лесом с травянисто-кустарничковым покровом более южных ландшафтов. Климат этого периода, в целом, определяется как более мягкий, чем современный. В конце суббореального периода -начале субатлантического наблюдается похолодание (2000-2500 л.н.), замеченное многими исследователями. Климат АТЛАНТИЧЕСКОГО периода даже более суров, чем современный. В лесообразовании значительное место занимает сибирский кедр. Сибирский кедр является породой не требовательной к теплу, к почве, не выносящий высокой влажности (Поликарпов, 1970). Наряду с сибирским кедров в
лесообразовании принимают участие ель, береза, ольха. Изменения внутри субатлантического периода ^сформировали современный растительный покров среднетаежной зоны Приенисейской Сибири.
Для более теплых, чем современный, климатических периодов характерным является наличие растительности более южных подзон.
СРЕДНЯЯ ТАЙГА. По данным исследования разрезов этой ■ природной подзоны (Глебов, 1988) появляется возможность детализировать-отдельные периоды голоцена. Для Западной Сибири наблюдается двучленность ПРЕДБОРЕАЛЬНОГО периода. Начало периода было более теплым и основным ландшафтом была березовая лесостепь. Присутствие пыльцы кустарничковой березы говорит о том, что при потеплении климат был холоднее современного. Затем при похолодании стал господствовать лесотундровый ландшафт. В БОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена в Западной Сибири определяется как "ксеротермический период" и отмечается господство березняков. Для северней часта среднетаежной подзоны Приенисейской Сибири в бореальном периоде голоцена произрастала елово-лиственничная тайга с представителями более южных местообитаний при климате теплее и суше современного. АТЛАНТИЧЕСКИЙ период голоцена в Западной Сибири имеет несколько этапов. Им соответствует смена ландшафтов: еловые леса --> темнохвойная тайга -> ландшафт, в котором ель и пихта снижает свое содержание -> ландшафт с максимумом сосны. Климатические характеристики менялись от похолодания к влажным и теплым условиям, а затем влажность уменьшалась и конец атлантического периода характеризуется исследователями как "ксеротермический период". Оптимальной фазой голоцена в атлантическом периоде, видимо, следует считать ландшафт темно-хвойной тайги, состоящий из пихты и кедра. Присутствие пихты, требовательной к' влажности, теплу и плодородной, дренированной почве, подтверждает, что эта часть атлантического периода была наиболее благоприятной в климатическом отношении. Для Приенисейской Сибири наблюдается смена на севере подзоны: ландшафта лиственничной тайги (ель,береза,сосна) --> березово-еяовой тайгой с лиственницей и сосной. В южной части подзоны произрастал кедрово-пихтовый лес с елью и березой. В первую половину атлантического периода климат был теплее современного, а во вторую половину (рис. 3; 4; 5 ) - стал влажнее и теплее современного. В СУББОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена в Западной Сибири наблюдается рост кедра в составе лесов и увеличение доли кустарничковой березы. На фоне похолодания климата отмечается потепление (3000 л.н.). Для северной части среднетаежной подзоны Приенисейской Сибири в этот период произрастали заболоченные леса при прохладном и влажном климате. Для южной части подзоны суббореальный период возможно разделить на две части, в которые
- границы зонального расчленения Средней Сибири (см рис. 3)
-ель
- сосна
- береза
- кустарн.берез.
- широколиственные
- ольха
- пихта пу -лесостепь
- заболочен.прстр. -кедр
Рис.5. Картосхема расположения растительности Сибири во вторую . половину атлантического периода голоцена.
ландшафт изменялся от елово-пихтово-кедровых и березовых лесов к кедрово-еловым лесам с березой. Эта смена была обусловлена изменением климата от похолодания и значительной увлажненности к потеплению. СУБАТЛАНТИЧЕСКИЙ период голоцена в Западной Сибири характеризуется дальнейшим похолоданием и увеличение лесообразующей роли кедра и кустарничковой березы в составе лесов. Для северной части среднетаежной подзоны Приенисейской. Сибири при климате близком к современному произрастали сосново-кедровые леса с елью. Для южной части подзоны в субатлантическом периоде , исследователи выделяют три этапа в развитии ландшафтов: кедрово-еловые. леса (относительное потепление климата) —> ландшафт с господством кедра с сосной и березой --> ландшафт с господством пихты, ели и кедра. Во время двух последних этапов климат был тождественен современному.
Данные по среднетаежной подзоне Сибири позволяют проследить ход биоклиматических изменений в пределах голоцена. При общей тенденции смены климата в межледниковье ( от холодного в начале потепления к оптимуму потепления и, затем, к новому похолоданию) наблюдаются климатические изменения внутри периодов голоцена. Большая по времени часть голоцена имела условия теплее современных и соответствующий почвенно-растительный покров.
ЮЖНАЯ ТАЙГА. Растительный покров, реконструированный по палеоботаническим данным отложений болот и торфянников, содержит разные лесообразующие породы, чем растительный покров, реконструированный по палеоботаническим и палеопедологическим данным по террасам и водоразделам рек. К сожалению, материлов для реконструкции биоклиматической обстановки голоцена на террасах и водоразделах южно-таежной подзоны Сибири не много. Первая часть ПРЕДБОРЕАЛЬНОГО периода голоцена определяется господством лесотундровых ландшафтов с редколесьем. Вторая часть ПРЕДБОРЕАЛЬНОГО периода для всей Сибири характеризуется господством березы. Рис.3,4; табл.1.
БОРЕАЛЬНЫЙ период в Западной Сибири (разрезы торфяных месторождений) имел ландшафты лиственнично-еловых лесов. В Приенисейской Сибири на террасах произрастали елово-пихтовые леса с березовыми комплексами и основной лесообразующей породой была ель. Для торфяных отложений болот господствовала березовая лесостепь с лиственницей. Для более восточных регионов Восточной Сибири в этот период характерно существование еловых лесов с максимумом ели в пророво-пыльцевых комплексах. Первая половина АТЛАНТИЧЕСКОГО периода определяется господством в лесообразующих породах березы. В отложениях торфяных месторождений Западной Сибири пыльцевые спектры березы составляли 75 %. Кроме березы присутствовала пыльца сосны. Для Приенисейской Сибири начало атлантического периода было более холодным и влажным, чем в предшествующий период. В современных заболоченных ландшафтах произрастала елово-лиственничная подгайга с кедром и березой. Для террасовых геоморфологических уровней рек отмечается существование темнохвойной еловой тайги с лиственнницей и кедром. В течение периода климат'становился теплее и суше современного и основной лесообразующей породой становилась береза. Во вторую половину АТЛАНТИЧЕСКОГО-периода для торфяных отложений Западной Сибири преобладающей лесообразующей породой становится сосна. На дренированных участках территории формируются степные ландшафты с черноземными почвами. На автоморфных участках рельефа Приенисейской Сибири преобладали лесостепные ландшафты с открытыми пространствами, которые постепенно к концу периода меняются лесными с основной лесообразующей породой - елью. На заболоченных участках Приенисейской Сибири существовали подтаежные сосново-березовые и еловые Леса. В более восточных регионах Восточной Сибири в течение атлантического периода наблюдается в составе лесов уменьшение роли березы и увеличение роли сосны (рис.4,5,6).
Таблица 1
Эволюция биоклиматических комплексов в пределах подзоны южной тайги Сибири в голоцене
¡Этапы Западная Сибирь Приенисейская Сибирь
1голо- (растител ьность) (растительность) ;
i цена 1 1 *
болота ! надпойменные болота ! надпойменные
1 1 террасы ■ террасы ;
; sa береза, coc-J елово-кедро- сосна, кедр ;
1 1 на ! вые леса с
t 1 березой
\ sb береза J лиственничные береза |
1 1 и еловые леса
1 1 • с березой
! AT 2 сосна J степной ланд- сосново-бере- лесостепь с !
1 1 ,' шафт зовые и ело- елью и откры-!
1 1 1 ■ вые леса тые ландшафты',
! at 1 береза, сос-1 елово-листвен- березовые, !
1 1 на J ничная подтай- еловые леса с|
1 ( ■ га с кедром и лиственницей |
1 t ■ 1 березой и кедром |
; во лиственниц- J березовая ле- елово-пихтовые|
• i но-еловые | состепь с леса с березо-1
i t леса 1 лиственницей выми колками |
: pb береза,"ивы"J лесные ланд- |
i i 1 шафты (бере- !
• ■ 1 за) ;
СУББОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена в Западной Сибири характеризуется преобладанием в спорово-пыльцевых спектрах пыльцы березы. Березовые леса произрастали и на дренированных поверхностях рельефа Приенисейской Сибири. Для заболоченных участков были характерными лиственничные и еловые леса с березой. Климатические условия формировали подтаежные ландшафты на дерново-лесных, оподзоленных и дерново-глеевых почвах. рИс. 6.
Рис. 6 . Изменения ведущих почвообразовательных процессов в временные периоды голоцена. Климатические периоды голоцена: РВ -предбореальный; БО - бореальный; АТ - атлантический; БВ -суббореальный; БА - субатлантический. Почвообразовательные процессы: Гл. - глеевый (оглеение); Мер. - мерзлотный; Тор. - торфонакопление (оторфовывание); Опод. - оподзоливание; Гум. - гумусонакопление (дерновый). Природные зоны и подзоны: 1. тундра 2. лесотундра; -Э- северная тайга; 4. средняя тайга; 5. южная тайга; 6. подтайга; 7. лесостепь, 8. степь.
В СУБАТЛАНТИНЕСКИЙ период голоцена на территории Западной Сибири отмечается равное содержание пыльцы березы и сосны в составе спорово-пыльцевых спектров.. В пределах Приенисейской Сибири формируются кедрово-пихтово-еловые, кедрово-сосновые леса (дренированные участки поверхности) и елово-кедровые леса с березой (заболоченные участки территории). При общей тенденции к похолоданию, климат тождественней современному.
ПОДТАЙГА. БОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена для Приенисейской Сибири характеризуется теплыми и сухими климатическими условиями. Формировался ландшафт березовой лесостепи с лиственницей. Палеопочва этого времени диагностируется как дерновая почва с признаками лугового почвообразования. Ее формирование происходило в относительно холодное время при повышенном грунтовом увлажнении.
Первая половина АТЛАНТИЧЕСКОГО периода имела более холодный климат. В северной части современной подгайги в начале атлантического периода формировалась елово-лиственничная подтайга с березой и лиственницей. Этому периоду голоцена соответствует 3 палеопочва лесного генезиса. Она формировалась во влажных и умеренно теплых условиях природной среды под лесными
ландшафтами. Вторая половина АТЛАНТИЧЕСКОГО периода определяется как теплая и влажная, когда • произрастали сосново-березовые леса. В разрезе археологического памятника Усть-Караульная 2 и 1 палеопочвы, имеющие фульватко-гуматный состав гумуса, черноземного типа. ' Ее формирование происходило в лесостепных или степных условиях при изменении климатических условий от теплых и умеренно влажных до теплых и сухих. Рис. 6; табл.2
Не выраженность биогенных образований в отложениях СУББОРЕАЛБНОГО времени связана с высокой ветровой деятельностью и степенью дефляции.
СУБАТЛАНТИЧЕСКИЙ период голоцена характеризуется установлением современных природных условий в Сибири. Были сформированы подтаежные ландшафты с соответствующим
зональным почвенным покровом.
Таблица2'
Реконструкция природных комплексов подтайги Приенисейской Сибири в голоцене
Периоды Растительность ! Климат ! Палеопочвы Климат |
голоцена (Кошкарова,1986) I (Демиденко,1990) |
вА Подтайга с ! Современ- ! Дерново- [ Умеренно |
сосной и бе- ! ный | лесная | тепло,влажно ',
резой ! 1
ев ■ 1 1 Не диагностирован по палеокарлологическим и палеопедо- !
гическим данным
АТ 2 Сосново-березо-! Тепло, Черноземная Тепло.умерен-!
вые леса ! влажно но влажно, !
ветренно !
АТ 1 Елово-листвен- 1 Похолода- Лесная Умеренно теп-!
ничная подтайга! ние ло, влажно !
с березой и !
лиственницей I
во Березовая ле- 1 Тепло,сухо Дерновая поч- Относительно !
состепь с | ва с призна- холодно,по- !
лиственницей ! ками лугово- вышенное ',
го почвообра- грунтовое ув~!
зования лажнение !
6.1.4.ЛЕСОСТЕПЬ И ОСТРОВНАЯ СТЕПЬ
В начале ПРЕДБОРЕАЛЬНОГО периода на дренированной территории всей Восточной Сибири типичным был ландшафт холодных степей. Для современной лесостепной зоны Приенисейской Сибири при прохладных и сухих климатических условиях открытые пространства чередовались с полынно-разнотравными группировками.
На низких элементах рельефа формировались пойменные мерзлотные почвы. В течение периода климат изменялся в .сторону потепления и увлажнения. В Западной Сибири вторая половина этого периода характеризуется влажными климатическими Рис. 7,8.
условиями и существованием ландшафта березовой лесостепи. Для современной лесостепной зоны Приенисейской Сибири существовал ландшафт северной и средней тайги и формировались таежные почвы. Для. современных степных районов Приенисейской Сибири бьш характерным ландшафт средней и южной тайги с лесными (дерновыми таежными, подзолистыми) почвенным покровом. В Прибайкалье отмечается сокращение ареала холодных степей и развитие таежного почвообразования. В Забайкалье предбореальный период характеризуется как холодное и недостаточно увлажненное время. Господствовала степная ксерофитная растительность.
В БОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена для речных долин и склонов водоразделов Приенисейской Сибири наблюдаются сухие климатические условия. Для природных комплексов Канской лесостепи были характерными сосновые леса с открытыми сухими пространствами. Для Красноярской лесостепи существовал природный комплекс осиново-березовой подгайги. В лесостепных природных комплексах Южно-Минусинской котловины
произрастали сосново-березовые леса с кедром и пихтой в сочетании с осоково-злаково-лнлейными группировками. Почвенный покров изменялся от степных (черноземные палеопочвы) почв первой половины периода до лесных почв (серая лесная, дерновая лесная палеопочвы) второй половины периода. В Западном Прибайкалье преобладали холодные полынные степи с карликовой березкой. В современных степных ядрах Западного Забайкалья биоклиматические условия бореального периода голоцена привели к формированию лесной палеопочвы.
В АТЛАНТИЧЕСКИЙ период голоцена в Западной Сибири климатические условия изменялись в сторону иссушения. На низких гипсометрических уровнях существовала березово-сосновая лесостепь с лугово-черноземными и торфяно-болотными почвами. На повышенных уровнях рельефа под лесостепью формировались черноземные почвы. В основании торфяников современной
Рис. 7. Почвенный покров Приангарского плато (А,Б) и Чулымо-Енисейской впадины (В,Г) в голоцене. Попытка реконструкции
А - сартан-предбореальный период: 1) пойменные аллювиальные мерзлотные почвы; 2) глееземы мерзлотные; 3) подбуры таежные мерзлотные в сочетании с мерзлотно-таежными и подзолистыми мерзлотными почвами. Б - атлантический период: 1) пойменные аллювиальные почвы в сочетании с перегнойно-болотными почвами; 2) лесолуговые почвы в сочетании с серыми лесными и подзолистыми почвами; 3) лугово-черноземные почвы в сочетании с темно-серыми лесными и черноземами оподзолнными. В - сартан-предбореальный период:
1) буроземы таежные в сочетании с мерзлотно-таежными почвами;
2) глееземы в сочетании с мерзлотно-таежными почвами. Г - атлантический период: 1) черноземы карбонатные в сочетании с
черноземами обыкновенными; 2) черноземы южные в сочетании с каштановыми почвами
■^-^-теплообеспеченность,-- - - влагообеспеченность, О - 10 -растительность.
лесостепной зоны приенисейской Сибири отмечается существование в этот период голоцена сосново-березовой лесостепи с участием темнохвойных пород и господство лиственницы и березы. В долине р.Енисей наблюдается "смена лесостепной растительности по ареалам лес - степь. Почвенный покров изменялся в интервале лесное - степное почвообразование. В юго-западных районах Приенисейской Сибири лесное почвообразование сменилось степным. А в восточной части Приенисейской Сибири в течение атлантического периода наблюдается увеличение увлажненности и смена почвенного покрова от степных к лесным почвам. В степных ядрах Минусинской котловины существовала степная обстановка с разновидностями
Подписи к рис. 8. А - Минусинская котловина. Растительность: 1. настоящая степь; 2.полынно-маревая и злаково-разнотравная степь; 3. злаково-по-лынная. и полынно-разнотравная степь; 4. марево-полынная, маревоздаковая, злаково-разнотравная степь; 5. злаково-осоковая. по-лынно-маревая степь; б. злаково-осоковая степь; 7. холодные сухие степи; 8. сосново-березовая лесостепь; 9. светло-хвойные леса; 10. горная тайга и степи. Б - Прибайкалье. Растительность: 1. сухие степи и островные сосняки и лиственничники; 2. сухие степи; 3. полынные степи; 4. луговые степи; 5. степи и луговые степи; 6. холодные сухие степи; 7. луговые степи и островные светлохвойные леса; 8. открытые пространства с холодными степями; 9. островные светлохвойные леса и луговые степи; 10. горная тайга и степи.
черноземных почв. В современных степных комплексах Прибайкалья наблюдается снижение увлажненности и смена степных и лугово-стгпных ландшафтов с островными светлохвойными лесами на лугово-степную растительность. Климат Западного Забайкалья характеризуется большей увлажненностью, которая привела к проявлению солифлюкционных процессов в палеопочвах.
В СУББОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена в Восточной Сибири аридизация климата начала периода сопровождалась пожарами. Затем наблюдается увлажнение климата и проявление лесных почвообразовательных процессов. При условиях общего относительного похолодания, определяются периоды потепления климата, зафиксированные в отложениях в виде признаков усиления почвообразовательного процесса. Вторая тасть периода по всей Восточной Сибири характеризуется активизацией эоловых процессов, связанных с особенностями циркуляции атмосферы.
Прохладные и влажные условия начала СУБАТЛАНТИЧЕСКОГО периода голоцена менялись в Приенисейской Сибири в сторону похолодания, а затем и иссушения климата. Конец этого периода
характеризуется потеплением и увлажнением климатических условий. , Растительность была представлена сосново-березовой лесостепью с кедром и пихтой и марево-разнотравными группировками. В Западном Забайкалье в первую половину этого периода- существовали холодные сухие степи при похолодании и аридизации климата. Во вторую половину наблюдается потепление климата и повышение увлажненности. В этот период голоцена идет процесс становления современных природных комплексов.
6.2. ГОРНЫЕ ТЕРРИТОРИИ СИБИРИ
В этом разделе дается представление о эволюции природных комплексов в горных ландштах Южной Сибири.
ПРЕДБОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена не имеет четко выраженные реликтов в голоценовых отложениях горных территорий. В межгорной Тоджинской котловине отмечается стабильное развитие хвойных лесов при относительно холодном климате. В морфологическом строении археологического памятника Денисова пещера (Горный Алтай) выделяется гумусовый прослой, формирование которого происходило в более теплых климатических условиях, чем современные. Отложения
БОРЕАЛЬНОГО периода голоцена в строении разреза археологического памятника Денисова пещера имеют мощный . гумусовый слой, сформированный в период потепления. В Тоджинской котловине (Западный Саян) произрастали хвойные (преимущественно елово-кедровые) леса с кустарничковой растительностью. Климат был теплым и влажным. В отложениях археологического памятника Пещера Еленева (Восточшлй Саян) отмечается формирование лесных почв. АТЛАНТИЧЕСКИЙ период голоцена в отложениях Горного Алтая представлен несколькими гумусовыми прослоями. В Западном Саяне на высоте 300-500 м произрастами березняки и осинники. Выше к лесообразующим породам добавлялась пихта. В горно- таежных, комплексах произрастали пихтовые леса с кедром. Климат второй половины этого периода был теплее и суще современного. В Восточном Саяне (археологический памятник Пещера Еленева) была теплая и сухая фаза климата и остепненные условия почвообразования.
СУББОРЕАЛЬНЫЙ период голоцена характеризуется холодными и влажными климатическими условиями. В СУБАТЛАНТИЧЕСКИЙ период голоцена формируются современны природные комплексы.
В целом, в голоцене как в равнинных, так и в горных территориях Сибири отмечается зональность почвенно-растительного покрова для разновременных климатических периодов голоцена и флуктуация их во времени и пространстве. Также проявляются региональные факторы природной среды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На облик современных природных комплексов оказали большое влияние климатические изменения в голоцене. Под их воздействием экосистемы прошлых геологических периодов прошли длительную эволюцию. Представление об эволюционировании экосистем необходимо для понимания современного состояния природной среды и прогнозирования ее изменения.
Голоценовые отложения перекрывают почти все современные формы рельефа. Они сохранили в себе различные диагностическите признаки климатических условий различных пернодов голоцена.
Палеопочвенные образования в толщах голоценовых отложений являются отражением более тнплых периодов, когда ¡почвообразовательные процессы преобладали над процессами осадконакопления. Определяя их генетическую принадлежность с помощыо палеопедологического метода, можно проводить палеогеографические реконструкций изменения природной среды, использование данных других методов исследования (палинологического, палеокарпологического, палеонтологического, геоархеологического и др.) делает эти реконструкции более достоверными.
Собранная палеогеографическая информация позволила составить базу данных" Эволюция природной среды Сибири в голоцене". База данных дала возможность работать с большим объемом информации, осуществлять ее анализ, сопоставление, быстрый поиск, сортировку материала и обновление данных, отбор и генерализацию литературного материала и ее техническое построение. Она -представлена в виде реляционных таблиц, отражающих состояние экосистем разного ранга временных блоков "прошлое" и "настоящее". Основные компоненты экосистемы характеризуются с помощью параметров, содержащих алгоритмические данные.
С помощью машинной обработки данных и их экоголо-географического анализа стало возможным реконструировать эволюцию природных комплексов в голоцене:
1. Географическое положение регионов Сибири определило своеобразие эволюции их природных комплексов, развивающихся в контрастных условиях по орографии, литологии, климату и др., что ярко подтверждается региональными чертами почвенно-растительных зон и подзон в голоцене.
2. Климат являлся одним из ведущих факторов трансформации растительности и почв. Биота, достигая при своей эволюции определенного максимума биоэнергетического обмена с почвой, трансформирует, в конечном итоге, свойства почв. В почвенном профиле смены почвообразовательных процессов фиксируются сохраняющимися длительное время продуктами
почвообразования (ортштейнами,-кутанами, разнообразными химическими соединениями, гуматами и др.), которые хорошо диагностируются и датируются. Эти свидетели смен почвообразовательных процессов являются индикаторами эволюции почв, и следовательно, эволюции растительности и природной среды в целом.
3. В каждый период голоцена непрерывность почвообразовательных процессов приводила к формированию зональных типов почвенного покрова. Колебания климата обусловили флуктуации растительных и почвенных зон во времени и в пространстве. Локальные изменения широтной и региональной зональности в пределах небольших временных интервалов роисходя свледствии инвазийи пожаров в тайге, изменений уровня грунтовых вод, процессов деградации, опустыревания и других карастрофических природных явлений, а также интенсивной хозяйственной деятельности человека. Это четко прослеживается на границе южной тайги и лесостепи в равнинных условиях Западной Сибири и на границе степи и тайги в межгорных котловинах гор Сибири, где имеют место особо хрупкие экосистемы и большой пресс хозяйственной деятельности человека.
4. Смена почвенно-растительных высотно-поясных комплексов в различные периоды голоцена характерна и горным экосистемам Сибири. Особенно это ярко прослеживается на контрастных склонах различной экспозиции, в межгорных котловинах и подгорных равнинах.
5. Анализ данных почвообразования вдоль Енисейской трансекты в голоцене показывает, во- первых, его полицикличность, во-вторых, ограничения по диапазону. До раннего голоцена существовал широкий спектр типов почвообразования от тундрового до степного. По результатам исследований, с раннего голоцена и до настоящего времени, формирование почв и растительности на территории современной тундры и лесотундры несет черты тундрового и таежного почвообразования; северной тайги - лесотундрового и таежного почвообразования; средней тайги и северной части южной тайги - только таежного почвообразования; южной части южной тайги и лесостепи - таежного, лесостепного и степного почвообразования; степи - лесостепного и степного почвообразования.
Для высотно-поясных комплексов гор наблюдаются • закономерности, аналогичные равнинным территориям, но в более контрастных вариантах.При этом в горах особую роль в эволюции высотно-поясных комплексов играет наличие и выраженность горных оледенений, а также степень проявления турбулентных инверсий потоков воздушных масс, зависящих от особенностей горного рельефа. Особенно ярко это проявляется на склонах
различных экспозиций и межгорных котловинах (подгорных), где часто степь резко переходит в лесную зону.
Такие смены растительных зон в связи с глобальными изменениями климата определили полигенез зональных типов почв и лишь на молодых литологических отложениях (пойменнй аллювий, эоловые наносы, вулканические отложения и др.) формируются молодые моногенетические почвы. .
6. Оперирование с созданной базой данных позволяет характеризовать пространственно-временные изменения природных экосистем комплексом эволюционно значимых параметров: преобладающей растительностью или ее составом, направленностью почвообразовательного процесса, животным миром, археологическими данными и др. Устойчивые связи между различными компонентами экосистем позволили осуществить прогноз г; возможных изменений в длительной динамике природной среды в «-связи с глобальными изменениями климатами техногенными воздействиями.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Монографии, монографические работы и учебные пособия:
1. Хроностратиграфия палеолитических памятников Средней Сибири. Бассейн р.Енисей // Путеводитель Международного симпозиума. Новосибирск, 1990. 184 с. (совм. с Н.И.Дроздовым,
B.П.Чеха, С.А.Лаухиным, В.Г.Кольцовой, Е.А.Акимовой, А.Ф.Ямских и др.).
2. Методический подход к созданию базы данных "Эволюция природной среды голоцена Сибири". Красноярск: Изд-во Ил СО РАН, 1995.48 с.
3. Реконструкция природных условий Приенисейской Сибири в голоцене. Красноярск: Из-во КГПУ, 1996. 98 с.
4. База данных "Эволюция природной среды Сибири в голоцене". Красноярск: Изд-во Ил СО РАН, 1998 (в печати).
5. Реконструкция природных комплексов Сибири в голоцене. Учебное пособие. Красноярск: Изд-во КГПУ, 1998 (в печати).
Статьи и тезисы докладов*.
1. Палеогеографические условия времени обитания человека майнинской стоянки и ее "абсолютный" возраст II Проблемы • исследования каменного века Евразии. Тез. докл. Краевой конференции. Красноярск, 1984.
C. 209-211 (совм. с С.А.Васильевским, А.Ф.Ямских, С.Д.Сидорас, Г.Ю.Зубаревой.
2. Особенности гранулометрического состава лессовидных отложений 35-метровой террасы Енисея II Природа и хозяйство •Красноярского' края. Тез. докл. третьей научно-практической конференции. Красноярск, 1985. С. 52-53.
3. Геология палеолитической стоянки Лиственка на Енисее (по материалам раскопок 1984 г.) II Четвертичная геология и первобытная археология Южной Сибири. Тез. докл. Всесоюзной конференции. Улан-Удэ, 1986. С. 90-92 ( совм. с С.А.Лаухиным, Н.И.Дроздовым, Н.И.Лаухиной).
.. 4. Комплексные исследования палеолитической стоянки Лиственка //Вклад молодых биологов в решение вопросов продовольственной программы и охрана окружающей среды. Тез. докл. 11 научной конференции. Улан-Удэ, 1987. С. 3-5 (совм. с Е.В.Акимовой).
5. Характеристика погребенных почв неолитического памятника Няша // Проблемы антропологии и археологии каменного века Евразии. Тез. докл. научной конференции. Иркутск, 1987. С.79-83.
6. К характеристике возраста палеолитической стоянки Лиственка //Палеогеография Средней Сибири. Красноярск, 1987. С. 118-122 (совм. с Е.В.Акимовой).
7. Корреляция голоценовых почв на археологических разрезах Красноярского района II Стратиграфия и корреляция четвертичных отложений Азии и Тихоокеанского региона. Тез. докл. Международного симпозиума. Владивосток, 1988. С. 116-118.
8. Мшсроморфология погребенных почв Балахтинской впадины // Тез. докл. У1П Всесоюзного съезда почвоведов, т.4, Новосибирск, 1989. С.113.
9. Исследования культурновмещающих отложений стоянки Усть-Караульная// Проблемы изучения Сибири. Тез. докл. научно-практической конференции. Красноярск, 1989. С. 86-88 (совм. с Н.П.Макаровым).
10. Корреляция каргинских почв бассейна Среднего Енисея // Геохронология четвертичного периода. Тез. докл. Всесоюзного совещания. М., 1989. С. 56.
11. Методы датирования палеолитических местонахождений Средней Сибири II Геохронология четвертичного периода. Тез. докл. Всесоюзного совещания. М., 1989. С. 98 (совм. с Н.И.Дроздовым, В.П.Чеха).
12. Позднеплейстоценовые и голоценовые почвы бассейна Среднего Енисея (экологические и палеогеографические аспекты). Автореф. дисс. на соискание уч. степени к.б.н. Красноярск, 1990. 23 С.
13. Позднеплейстоценовые и голоценовые почвы бассейна Среднего Енисея (экологические и палеогеографические аспекты). Диссертация на соискание уч. степени к.б.н. Красноярск, 1990. 229 С.
14. Следы почвообразования в разрезе археологического памятника Усть-Кова// Тез. докл. к XXX региональной археологической студенч. конференции. Иркутск, 1990. С. 78-82.
15. Развитие почвенного покрова бассейна Среднего Енисея в позднем плейстоцене (по материалам археологических объектов. Доклады Международного симпозиума "Хроностратиграфия палеолита Северной, Центральной и Восточной Азии и Америки". Новосибирск, 1990. С. 140-146.
16. Морфолого-аналитическая характеристика позднеплейстоценовых почв бассейна Среднего Енисея II Новые данные и хроностратиграфия палеолита Куртакского археологического района. Красноярск, 1990. С. 33-50.
17. Поздне-плейстоценовые почвы Чулымсг-Балахтинской котловины (по материалам археологических'памятников) // Четвертичные события и стратиграфия Евразии и тихоокеанского регионам'Тез. докл. Международного симпозиума. Якутск, 1990. С. 67-69.
18. Палеогеографическая характеристика палеолитических находок Приенисейской части Чулымо-Енисейской котловины (по материалам палеопедологического метода) // Проблемы археологии и этнографии Сибири и Дальнего Востокап. Краткое содержание докладов конференции. Красноярск, 1991. С. 92-93.
19. reconstruction of ecological conditions of ancicient man's di-velling on the south of the Middle Siberia (on the example of paleo-soils) // International Ynion for quaternary research XI1 international concress. Abstracts. China, 1991. C. 73.
20. Позднепалеолитическая стоянка Каштанка // Археология, геология и палеогеография палеолитических памятников юга Средней Сибири (Северо-Минусинская впадина, Кузнецкий Алатау и Восточный Саян). Путеводитель экскурсии Международной конференции "Палеоэкология и расселение древнего человека в
■ Северной Азии и Америки". Красноярск, 1992. С. 83-94 (совм. с Н.И.Дроздовым, В.П.Чеха, Р.Девисом, В.Г.Кольцовой, Н.В.Мартынович, Е.В.Артемьевым, Л.А.Орловой, Л.Д.Сулержицким.
21. Реконструкция палеоэкологических условий обитания древнего человека палеолитических стоянок бассейна Среднего Енисея //
. Палеоэкология и расселение древнего человека в Северной Азии и Америки. Краткое содержание докладов Междунородного симпозиума. Красноярск, 1992. С.65-68.
22. Методический подход к изучению погребенных почв Сибири// Земельные ресурсы республики Бурятия (экологическое состояние,повышение плодородия и рациональное использование почвенного покрова. Тез. докл. Республиканской научно-практической конференции. Улан-Удэ, 1994. С. 105.
23. К вопросу о скорости почвообразования при формировании почв голоценового времени // Там же. Улан-Удэ, 1994. С. 106. ^ 24. Применение новых методов преподавания при изучении почвенного покрова Красноярского края // Студент и научно-технический прогресс. Сб. научных статей в 2-х частях, 4.2. Красноярск, 1990. С. 85-87 (совм. с И. В. Ульяновым).
25. Геоэкологический подход при создании базы данных ¡"Эволюция природной среды голоцена Сибири" // там же. Красноярск, , 1990. С. 87-89 (совм. с А.А.Лушиным).
.V- 26. Palaeoenuironmental Reconstructions on Paleolitic Site in the Middle Yenisei (Paleopedological date) // SUNSA MUNHWA (Bulletin of •_the institute of prehistory), N 3, Ocmober, 1994. C. 89-105. ,: 27. The soilvegetative zones's fluctuation in the Eniseyan Sibiria ^ area during the Holocene (according to the data presented in the pale-opedalogical analysis) // Стендовый доклад на Международной конференции "Экология бореальных лесов". Красноярск, 1994. С.
28. Зональные закономерности распространения почвенно-растительного покрова бассейна Среднего Енисея в голоцене // Доклад наТ X научном совещании географов Сибири и Дальнего Востока (150-летие Русского географического общества). Иркутск, 1995. С.9.
29. Correlation of holocene's accimulations in Sibirion and Evrope (on the basis of paleosoils) // Maegs 9. 9-th Meeting of the association of the European Geological Societies. Precambrian of Europe: Stratigraphy, Structure, Evolution and Mineratization. St.petersburg, 1995. C. 22.
- 30. Закономерности смены почвенно-растительного покрова в - бассейнах средних Енисея и Чулыма II географические исследования Азиатской России: история и современность. Иркутск, 1995. С.126-127. 1 31. Эволюция почвенного покрова Южной Сибири в голоцене. Тез.докладов 11 съезда почвоведов. Книга 2. Санк-Петербург, 1996. С. 40-41.
32. Палеоклиматическая реконструкция условий обитания "древнего человека в голоцене//Тез. докл. Международной конференции: 100 летгунской археологии. 4.2. Улан-Уде, 1996. С. 16-19.
33. Paleobioclimatic reconstruction of the conditions of ancient men's inhabitation in the Sibirean region (holocene) II Там же, Улан-Удэ, 1996. С. 66-68.
34. Application of paleopedological research metod for Holocene soils in study of archaeologicaUelics IIVI1 Nordic Conference on
. the applecation of scientific methods in archaeologi. Abstracts. Savon-
llnna, Finland, September, 1996. C. 12. \ ■ - 35. Характеристика голоценовых палеопочв археологических памятников Южной Сибири II Гуманитарные науки в Сибири, N 3, 1996. С. 16-38.
36. Экскурс™ - метод экологического воспитания и образования учащихся средней школы (на почвенных объектах голоценового возраста Сибири) // Ноогенез и образование. Построение ноосферной школы. Красноярск, 1996. С. 89-100.
37. Применение материалов базы данных "Эволюция природной Среды голоцена Сибири в учебном процессе II Ноогенез и образование. Построение ноосферной школы. Красноярск,! 996.
С. 100-103.
38. Морфолого-аналитическая характеристика голоценовых пфюопочв Средней Сибири // Почвенные ресурсы, рациональное землепользование и экологическая оптимизация агроландшафтов в ■ Приенисейской Сибири. Красноярск, 1997. С. 19-21.
39. Соотношение процессов почвообразования и осадконакопления для четвертичных отложений юга Средней Сибири // Там же. Красноярск, 1997. С. 52-53 (совм. с А.В.Корсуновым).
40. Paleobiocllmatic reconstruction of holocene archaeolodical relicts of Pri-Yenisei Sibiria // KOMVANWA (Korea Autiqiity) Korea association of University museums, N 48, June, 1996; C. 101-113.
41. Evolution of ecosystems of the Siberian plains and mountains 'during the holocene and the upper pleistocene (fccording to paleosoil characteristics)// On spatial-temporal dimentions of high-latitude ecosystem change (the sibirian IGBP transect), Krasnoyarsk, Russia, 1997. C. 43-44.
42. Особенности развития бассейна среднего Енисея в голоцене (по данным изучения палеопочв)// Гидрология и геоморфология речных систем. Материалы и тезисы научной конференции. Иркутск, 1997. С. 108-110.
43. Палеоэкологическая реконструкция природной среды бассейна Среднего Енисея (по данным палеопедологического анализа). Сибирский экологический журнал. Новосибирск, 1998 (в печати).
44. Широтная зональность распространения палеопочвенного покрова Приенисейской Сибири в голоцене (по данным палеопелогического метода). География и природные ресурсы. Иркутск, 1998 (в печати).
45. Эволюция почвеннЪго покрова юга средней Сибири в голоцене (по материалам базу данных). Лесоведение. М., 1998 (в печати).
46. Реконструкция динамики взаимоотношения лесных и степных экосистем Приенисейской Сибири в верхнем плейстоцене и голоцене ( по данным палеопедологического анализа). Сибирский экологический журнал. Новосибирск, 1998 (в печати).
47. Paleobioclimatic reconstruction of Holocene's assumulations and paleosoils of archaeolodical relics's study in Siberian. Сеул.
Южная Корея ( в печати).
-
Демиденко, Галина Александровна
-
доктора биологических наук
-
Красноярск, 1998
-
ВАК 03.00.16
- Реконструкция пойменных экосистем Среднего течения реки Енисей в голоцене
- Крупные млекопитающие юго-востока Западной Сибири в голоцене
- Развитие природы Белоруссии в голоцене
- Почвы и условия почвообразования в начале II тысячелетия н.э. в Новосибирском Приобье
- Временные закономерности изменения природы Мордовии в голоцене
