Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Растительность и климат Прибайкалья в позднеледниковье и голоцене

ВАК РФ 11.00.04, Геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации по теме "Растительность и климат Прибайкалья в позднеледниковье и голоцене"

Р Г Б ОД

1 7

На правах рукописи

БЕЗРУКОВА Елена Вячеславовна

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И КЛИМАТ ПРИБАЙКАЛЬЯ В ПОЗДНЕЛЕДНИКОВЬЕ И ГОЛОЦЕНЕ

11.00.04 - геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

НОВОСИБИРСК 1996

Работа выполнена в лаборатории палеолимнологаи Лимнологического института СО РАН и лаборатории палинологии и карпологии Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, гл.н.с. B.C. Волкова

Официальные оппоненты: доктор географических

наук A.M. Малолетко

;. кандидат геолого-минералогических

наук Г.Ю. Ямских

Ведущая организация: Институт географии СО РАН

(г. Иркутск)

Защита состоится "/2 "MCffiPJ 1996 г. в /час. на заседании диссертационного совета Д 002.50.07 в Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск, 90, Университетский пр-т, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО

РАН.

Автореферат разослан "У2 " ¿-Ж/КЛ^Л 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогаческих наук

B.C. Зыкина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Современный растительный покров Прибайкалья нарушен в результате воздействия антропогенного фактора. В целях охраны и рационального использования растительности, построения научно обоснованного прогноза ее развития, выяснения изменений климата региона в недавнем прошлом с целью моделирования сценариев развития ландшафтов на ближайшее будущее, необходимо владеть информацией о развитии климата и растительности, как индикатора этих изменений, в недавнем прошлом.

Такую информацию предоставляет палинологический метод изучения осадков позднеледниковья - голоцена, как самого близкого к нам отрезка геологического времени, отложения которого имеют почти повсеместное распространение.

Выполненная работа представляет собой наиболее полную сводку материалов по систематизации субрецентных спорово-пыльцевых спектров (в дальнейшем СПС), истории развития растительности и климата в позднеледниковье - голоцене Прибайкалья, что делает вполне очевидным актуальность данной работы и с теоретической и с практической точек зрения.

Целью настоящей работы является установление закономерностей формирования субрецентных СПС отложений разного генезиса в условиях горного рельефа Прибайкалья, выявление палинологических зон в позднеледниковых и голоценовых осадках и на этой основе проведение стратиграфического расчленения и корреляции осадков, а также восстановление этапов развития растительности и климата исследуемого региона. Для этого были поставлены следующие задачи:

1. Исследование особенностей субрецентных спектров осадков различного генезиса в каждом высотном растительном поясе.

2. Построение картосхем изопол основных компонентов субрецентных спектров и на этой основе сравнение состава спектров с составом растительности мест отбора проб.

3. Построение картосхем распределения основных климатических показателей на исследуемой территории и выявление характера взаимоотношений между составом субрецентных спектров и элементами климата.

4. Изучение спорово-пыльцевых комплексов голоценовых отложений, выявление палинозон с их геохронологической привязкой.

5. Проведение корреляции озерных, озерно-болотных и почвенных отложений по палинологическим и иным данным.

6. Установление основных этапов в развитии растительности и климата Прибайкалья в позднеледниковье - голоцене.

Фактический материал. В основу работы положен большой фактический материал, полученный автором за время работы с 1985 по 1995 г.г. в составе экспедиционных отрядов Лимнологического'института и Института географии СО РАН. Работа выполнена в рамках темы "Комплексное изучение донных отложений оз. Байкал" и международной темы . "Изучение изменений экосистемы Байкала на протяжении плейстоцена и голоцена" (Global Climate Changes...). Изучено семь кернов донных отложений оз. Байкал, мощностью от 1,5 до 4,5 м, 8 разрезов озерно-болотных образований, мощностью от 0,8 до 3,0 м, и 14 профилей современных . почвенных отложений. Кроме того, из разных точек Прибайкалья собрано и проанализировано 150 поверхностных проб. Всего изучено 1100 образцов.

Защищаемые научные положения: !

1. В Прибайкалье значительная часть субрецентных СПС адекватна существующей растительности. При этом, спектры с поверхности почв отражают характер локальной растительности, в то время как пыльцевые спектры с поверхности торфяников содержат информацию о растительности более широкого географического уровня - местного. СПС верхнего слоя донных отложений оз. Байкал содержат пыльцу практически всех основных элементов растительного покрова и отражают характер региональной растительности.

2. Наиболее значительные изменения в растительном покрове и климате происходили в позднеледниковье, древнем, раннем и первой половине среднего голоцена. При этом, основной древесной породой при переходе от позднеледниковья к голоцену была ель сибирская.

3. Во второй половине среднего голоцена и в позднем голоцене растительный покров и климатические условия региона не претерпевали значительных изменений.

4. Изменения в растительном покрове в позднеледниковье - голоцене не имели эволюционного характера и выразились в перераспределении площадей между существовавшими растительными комплексами.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

- изучены СПС поверхностных проб (более 150) и построены картосхемы изопол 13 основных элементов субрецентных спектров Прибайкалья и картосхемы распределения 7 элементов современного климата;

- представлены результаты изучения продуктов окисления лигнина сосудистых растений;

- дана характеристика растительности и климата-позднеледниковья и древнего голоцена Прибайкалья, увязанная с геохронологической шкалой;

- обосновано палинологическими данными расчленение отложений конца позднего плейстоцена и голоцена.

Практическая значимость. Изучение позднеледниковых и голоценовых отложений Прибайкалья по палинологическим и иным данным исключительно важно для получения информации, которая может быть использована при расчленении и корреляции осадков этого возраста и даст основу для правильной оценки структуры современных ландшафтов и прогнозирования их развития, без чего невозможно рациональное природопользование. Полученные данные используются в научных исследованиях смежных биогеографических дисциплин.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 1987), Всесоюзной конференции "Четвертичная геология и первобытная археология Южной Сибири" (Улан-Удэ, 19S6), VI и VII Всесоюзном совещании по истории озер (Таллинн, 1983; Ленинград, 1986), Международной конференции "Проблемы голоцена" (Тбилиси, 1988), международном совещании "Байкал - природная лаборатория изменений климата" (Иркутск, 1994).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ.

Объем работы. Диссертация изложена на 199 страницах и состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы. Она иллюстрирована 29

диаграммами, 22 картосхемами, 4 таблицами. Список литературы включает 215 отечественных и 28 иностранных источников.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность научному руководителю B.C. Волковой, A.B. Белову, Л.Н. Ивановскому, В.Д. Мацу, М.А. Грачеву, П.П. Шерстянкину, Т.П. Левиной, С.К. Кривоногову, д-ру В. Маркграф и проф. П. Брэдбери (США), чьи советы, консультации и практическая помощь способствовали написанию диссертации, а также сотрудникам лаборатории палеолимнологии и лаборатории метеорологии и климатологии ЛИН СО РАН О.В. Мищенко, ВЛ. Потемкину, П.П. Летуновой за помощь при обработке полевых материалов и консультациях при построении компьютерной графики.

Содержание диссертационной работы

Во введении обосновывается актуальность исследований, определяются цели и задачи работы.

Глава 1. ЛАНДШАФТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИБАЙКАЛЬЯ

1.1. Геологическая история и рельеф

Под термином "Прибайкалье" понимается собственно -Байкальская впадина и окружающие ее горные хребты. Отмечено, что современный рельеф региона находится в тесной связи с геологическим строением и неотекгоническими процессами. Основными морфометрическими элементами его являются ультраглубокая впадина оз. Байкал, простирающаяся с юго-запада на северо восток на 636 км, и окружающие ее горные хребты, высоты которых в отдельных точках более 2500 м н.у.м.

1.2. Климатическая дифференциация

Специфика климатических; условий региона определяется положением его в центре Азии, в зоне действия Азиатского антициклона, а также горным рельефом, что сформировало высотную дифференциацию климатических показателей, барьерно-теневой и котловинный эффекты (Ладейщиков, 1982). Климатообразующей основой атмосферной циркуляции над Прибайкальем является преобладающий северо-западный перенос воздушных масс с перпендикулярным простиранию впадины Байкала и окружающих хребтов напраатением. Это создает большие различия в климатической обстановке западного и восточного побережий. В целом, климат Прибайкалья определяется как умеренно-континентальный.

1.3. Почвенный покров

Структура почвенного покрова Прибайкалья, как горного региона, определяется абсолютной высотой территории, спецификой климатических условий, особенностями вещественного состава почвообразующих пород и т.п. Почвенный покров территории очень сложен, пестр и представлен различными потаенными комплексами - от органогенно-щебнистых почв горнотундровых районов до черноземов и каштановых почв степей Приольхонья.

1.4. Современный растительный покров

Структура растительности горного обрамления оз. Байкал подчинена общей для этой территории закономерности - климатической асимметрии макросклонов восточного и западного побережий (Тюлина, 1976). В горнотаежном поясе восточного, более увлажненного макросклона, доминируют темнохвойные леса из кедра, ели, пихты. На западном, более сухом и континентальном макросклоне, развиваются светлохвойные горно-таежные сообщества из сосны и лиственницы. Сухие местообитания подгорных шлейфов и склонов южной экспозиции занимают светлохвойные леса и степные сообщества. Степи Байкальской котловины относятся к экстразональным. Однако, основу растительного покрова Прибайкалья соста&ляют горно-таежные леса, которые и определяют общий характер растительности - лесной.

Глава 2. ИСТОРИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПРИБАЙКАЛЬЯ В ПЛИОЦЕН-ЧЕТВЕРТИЧНОЕ ВРЕМЯ

Взаимоотношения между существующими растительными группировками складывались в ходе общего развития региона. Для того, чтобы правильно понять их, необходимо знать историю развития растительности. Поэтому в данной главе рассмотрены пути становления растительности региона с конца третичного периода, поскольку именно к этому времени относится распад Тургайского теплолюбивого комплекса с образованием растительности, близкой к современной (Криштофович, 1958). Далее обсуждаются существующие мнения о характере и количестве плейстоценовых оледенений на территории Прибайкалья и их влиянии на развитие растительности. Отмечено, что изменения растительного покрова не носили характера катастроф. Неуклонное похолодание климата приводило к постепенному преобразованию флоры региона. Временем становления современных ландшафтов и растительного покрова на исследуемой территории является голоцен (Белова, 1985 и др.). История развития растительности Прибайкалья на протяжении голоцена до сих пор

рассматривалась эпизодически (Равский и др., 1964; Голубева, 1972 и др.), начиная с раннего голоцена, на примере одного или нескольких разрезов, часто без необходимой геохронологической привязки, без комплексного обеспечения данными других анализов. Данная работа восполнила эти недостатки.

Глава 3. ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА СУБРЕЦЕНТНЫХ СПОРОВО-ПЫЛЬПЕВЫХ СПЕКТРОВ ПРИБАЙКАЛЬЯ

3.1. Информационная обеспеченность реконструкций

В основе реконструкций растительности и климата прошлых эпох лежит принцип актуализма (Гричук, 1985). С этой точки зрения чрезвычайно важным становится вопрос о взаимоотношениях состава современных пыльцевых спектров с составом современной растительности, продуцирующей их, и современными климатическими показателями. В литературе имеется ряд работ, посвященных выявлению взаимосвязей между составом субрецентных спектров и современной растительностью (Савина, 1986; Белова, 1975 и др.). Основное внимание в них уделено анализу качественного состава спектров или методам, позволяющим выделить их "инситную" часть. Для выяснения характера взаимоотношений субрецентный пыльцевой спектр-современная растительность-современный климат нами использовано 150 образцов поверхностных проб отложений разного генезиса из различных высотно-поясных комплексов. На этой основе с помощью компьютерной палинологической программы "TILLA" построено 13 картосхем изопол основных элементов субрецентных СПС, удобных в плане иллюстрации их географического распределения и в форме, необходимой для проведения сравнительного анализа состава спектров с высотно-поясными комплексами растительности и данными по современному климат (пример на рис. 3.1.6.).

3.2. Отражение участия основных элементов растительности в составе субрецентных спектров

Показано, что практически все древесные виды (кедр, ель, пихта, сосна, лиственница, береза), исключая осину и тополь, получили свое отражение в составе пыльцевых спектров. Причем, максимумы содержания их пыльцы соответствуют местам непосредственного произрастания определенной древесной породы. Минимумы же их содержания приходятся на территории, где эти породы принимают незначительное участие в сложении древостоя или отсутствуют. Эти положения справедливы и по

103

104 IOS • 106 107

Рис. 3.1.6. Картосхема изопол Pinus sibirica.

i OS

109

отношению к пыльце и спорам некоторых представителей группы кустарников и трав.

3.3. Высотная поясность и спорово-пыльцевые спектры

Детальный анализ состава субрецентных спектров из различных высотно-поясных комплексов растительности (ВПК) позволил установить четкую приуроченность спектров определенного состава к определенным растительным поясам или полосам. Так, полоса субальпийских лугов хр. Хамар-Дабан выделяется по спорово-пыльцевым спектрам на основе присутствия в последних большого количества пыльцы мезофитного разнотравья и относительным ее разнообразием. Полоса папоротникового пихтового редколесья характеризуется спектрами, в общем составе которых пыльца древесных составляет всего 50 %, примерно равное содержание пыльцы пихты и кедра (по 25-30 %) и максимальное содержание спор папоротников сем. Polypodiaceae (до 35 %). Пыльцевые спектры среднегорного светлохвойнотаежного пояса бассейнов рек Голоустной и Бугульдейки имеют свои отличительные черты - господство пыльцы сосны и лиственницы до.50и12 % соответственно, подчиненное положение пыльцы кедра - не более 25 %, значительное содержание пыльцы Artemisia, Gallium, Роассае, Fabaceae и постоянное присутствие пыльцы Ephedra и спор Selaginella sibirica, которые отсутствуют в спектрах темнохвойнотаежного пояса.

3.4. Некоторые проблемы взаимоотношений комплекса современные спектры - современная растительность

Мы не знаем точно возраст каждого полученного образца. Можно лишь предполагать, что основная часть их имеет очень молодой возраст и содержит в себе пыльцу современной растительности. Однако, скорости осадконакопления варьируют в зависимости от условий, в которых этот процесс происходит. Поэтому, вполне вероятно, что часть образцов формировалась в течение десятилетий, а возможно, и столетий. Особенно это допущение касается верхнего слоя байкальских осадков.

Анализ изменений структуры современного растительного покрова под воздействием антропогенного фактора показал, что несмотря на определенные изменения в растительности, каждый ВПК характеризуется отдельным набором субрецентных СПС. Это значит, что потенциал сибирской тайги еще обеспечивает процессы естественного возобновления лесов, а географические различия между ВПК пока намного важнее, чем влияние антропогенного фактора.

3.5. Спорово-пыльцевые спектры из различных типов отложений

В различных типах отложений могут формироваться разные типы спектров. Анализ состава субрецентных спектров, полученных из отложений различного генезиса (торф, почвы, речной аллювий) в различных высотно-поясных комплексах растительности позволил сделать следующие выводы. Среднее содержание отдельных элементов пыльцевых спектров может быть очень сходно в пределах одного растительного пояса в спектрах, полученных из разных типов отложений. В то же время отмечено разное содержание одного и того же элемента из одинаковых отложений, взятых в разных растительных поясах. Таким образом, тип вмещающего спектр осадка несомненно оказывает влияние на состав пыльцевого спектра, но изменения содержания какого-либо элемента спектра, происходящие из-за типа осадка, будут гораздо менее значительными, чем таковые, зависящие от места отбора пробы (растительного пояса).

3.6. Совмещенный анализ картосхем изопол и элементов современного климата

Совмещенный анализ картосхем изопол и картосхем распределения элементов современного климата обеспечивает основу для выяснения взаимоотношений в системе современная растительность - современный климат, и служит базой для реконструкций растительности и климата прошлых эпох.

Глава 4. ПОЗДНЕЛЕДНИКОВЫЕ И ГОЛОЦЕНОВЫЕ ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ

Основное внимание в главе уделено рассмотрению палинологических характеристик в комплексе с иными данными для некоторых генетических типов отложений, из различных ВПК и донных осадков оз. Байкал.

При анализе пыльцевых диаграмм выделялись палинологические зоны. Принципы их выделения даны по B.C. Волковой (1977). Палинологическая зона является формальной единицей и устанавливается для определенной части разреза. Она характеризуется определенным соотношением пыльцы и спор и особенностями состава флоры, которые отражают характер растительности времени формирования осадков. Наименование зоны дается по наименованию вида с максимальным содержанием пыльцы и вида, имеющего подчиненное значение, но характерного для данной зоны.

4.1. Палинология донных отложений оз. Байкал

Донные осадки оз. Байкал - уникальный объект для применения метода палинологического анализа, поскольку в них содержится пыльца и споры, отлагавшиеся на протяжении многих миллионов лет. Опорным

и

разрезом позднеледниковых и голоценовых отложений оз. Байкал являются осадки керна 305-а-5, длиной 265 см, полученные с глубины 281 м из Южной котловины озера. .Отложения этого керна обеспечены шестью С 14 датами, в интервале от 1340*60 л.н. (ОБ-ООЮО) до 15000*380 л.н. (ОБ-00125), данными диатомового анализа, изучения продуктов окисления лигнина, содержания биогенного кремния. В литологическом разрезе керна отмечены три основные толщи, характерные для нормального строения послеледниковых отложений: 1) 0-150 см - диатомовый ил; 2) 150-210 см -диатомовый ил с примесью глинистого материала, 3) 210-265 см - глины. Установлено, что глинистые осадки третьей толщи накапливались в позднеледниковье и первой половине древнего голоцена. Они содержат комплекс пыльцевых спектров с низкими значениями концентрации пыльцы и спор, среди которых преобладает пыльца ели, лиственницы, древесной и кустарниковых берез, маревых, лугово-степного разнотравья.

Время образования второй толщи - вторая половина древнего голоцена и ранний голоцен. Комплекс пыльцевых спектров' характеризуется возросшими значениями концентрации пыльцы и спор, среди которых преобладает пыльца ели, берез, в т.ч. кустарниковых, ив, эфедры, полыней, осок, что предполагает существование все еще холодных, относительно сухих условий.

Верхняя толща осадков формировалась в среднем - позднем голоцене. В комплексе пыльцевых спектров первой половины среднего голоцена господствует пыльца ели, пихты, кедра, споры папоротников, плаунов. Климатические условия характеризовались оптимальным соотношением тепло- и влагообеспеченности, что привело к расцвету влажной пихтовой, елово-кедровой тайги на восточном макросклоне котловины Байкала. Для второй половины среднего и всего позднего голоцена характерен комплекс спектров с преобладанием пыльцы сосны, лиственницы, кедра, кедрового стланика. Увеличение континентальное™ климата и уменьшение атмосферного увлажнения стало причиной расширения площадей светлохвойнотаежного комплекса из лиственницы и сосны.

Таким образом, изменения состава спорово-пыльцевых комплексов из донных отложений позволили выявить особенности и тенденции развития растительности и климата Прибайкалья на широком географическом уровне - региональном.

4.2. Палинология озерно-болотных отложений

Обобщены результаты палинологического, карпологического, радиоуглеродного анализов для восьми разрезов озерно-болотных

отложений Прибайкалья. Опорным является разрез озерно-болотных отложений, высотой 3,6 м, вскрытый в береговом обрыве первой байкальской террасы на побережье Чивыркуйского залива. Формирование подстилающих торф озерных глин закончилось около 10 тл.н: Спорово-пыльцевой комплекс этой толщи характеризуется господством пыльцы ели, березы, душекий, ив, Польшей, гвоздичных, спор плаунков, что позволяет судить о холодных и относительно сухих условиях формирования растительности. Накопление сложно построенной толщи в интервале 60250 см происходило на протяжении среднего голоцена, когда климатические условия были наиболее благоприятными, что нашло выражение в составе пыльцевых спектров. Господствует пыльца ели, пихты, споры папоротников.

Верхняя 60-см толща торфа накапливалась в позднем голоцене. Доминирует пыльцы сосны, лиственницы, кедра, березы. Таким образом, особенности ландшафтно-климатических изменений в Прибайкалье на протяжении позднеледниковья-голоцена нашли свое выражение и в изменении состава спорово-пыльцевых комплексов из озерно-болотных отложений, но на другом географическом уровне - местном.

4.3. Палинология почвенных отложений

Возможность использования палинологических профилей современных почв для изучения закономерностей и тенденций развития растительности доказана (Савина, 1976, 1979; Кольцова, 1981 и др.). Почвы, особенно лесные, содержат информацию сугубо локальную. Их пыльцевые спектры меньше всего осреднены по сравнению с таковыми других отложений (Сладков, 1967). В силу этого палинологический анализ современных почв дает возможность проследить историю становления современных ценозов более детально - на локальном уровне. Определение возраста почв проводилось путем сравнения диаграмм почвенных разрезов с диаграммами торфяников, имеющих С даты. Возраст исследованных почв не превышает 8 т.л. (ранний голоцен). Выявлено, что смена растительности в прошлом происходила по-разному в различных районах. Так, в пределах распространения среднегорной темнохвойной тайги отмечено постепенное уменьшение роли ели и пихты и увеличение - кедра от начала среднего голоцена к позднему. В заключительные периоды позднего голоцена произошло расширение площадей лиственных (березовых) лесов вследствие активной деятельности человека. В настоящее время наблюдается частичное возобновление в подросте березовых лесов пихты и кедра.

В районах современного произрастания светлохвойнотаежного комплекса в верхних частях склонов преобладали лиственничные с сосной леса. В нижних поясах они замещались лиственнично-сосновыми и сосновыми, иногда остепненными, лесами. Причем, тенденция усиления позиций степных сообществ отмечена от времени оптимума голоцена до наших дней, что связано с нарастающей континентальностью климата и накладывающейся на нее активной хозяйственной деятельностью.

Глава 5. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И КЛИМАТА ПРИБАЙКАЛЬЯ В ПОЗДНЕЛЕДНИКОВЬЕ И ГОЛОЦЕНЕ

Анализ фактического материала позволил выявить определенные закономерности, общую направленность и последовательность смен растительных формаций, отражающих историю растительного покрова и климата Прибайкалья на протяжении последних 14-15-ти тысяч лет.

5.1. Периодизация позднеледниковья и голоцена

Обосновывается целесообразность использования на данном этапе исследований схемы М.И. Нейштадга (Neustadt, 1982) как основы подразделения голоцена. Нижняя граница голоцена принята на уровне 12 т.л.н. Период времени от 14 до 12 тл.н. отнесен к позднеледниковью.

5.2. История развития растительности и климата

Установлено шесть этапов развития растительности и климата Прибайкалья на протяжении последних 14-ти т.л. (рис. 5.2.1.).

На спорово-пыльцевых диаграммах позднеледниковое время (14-12 тл.н.) соответствует I этапу. Растительность имела сложный и своеобразный характер, развиваясь в условиях широкого распространения многолетнемерзлых пород (ММП). Горные кустарничковые тундры ниже по склонам гор замещались лиственничными и елово-березовыми редколесьями. Низкие озерные террасы занимали еловые леса. Ельники получили развитие и вдоль русел постоянных и временных водотоков, поскольку в это время на территории Прибайкалья создавались условия обильного локального обводнения вследствие таяния ледников и снежников в горах в летнее время. Обширные пространства занимали травянистые ассоциации - марево-полынные, осоково-разнотравные. Климатические условия характеризовались следующими показателями: годовая сумма осадков 300-350 мм, сумма активных температур - менее 1000 °С, среднегодовые температуры -4 i -5 °С, что, в среднем, на 2-3° ниже современных, среднеиюльские температуры - ниже +10°.

Рис. 5.2.1. Этапы развития растительности и климата Прибайкалья

в позднеледниковье и голоцене_

Система Раздел | Схема деления по М.И.Ней-штадту(1982). Хронозоны Возраст, лет назад (С") Тип осадков ж о и о я йа § я ¡2 ° С со | Этап | Характеристика растительности Изменение некоторых элементов климата

Среднегодовая сумма осадко! Среднегодовая температура Коэффи цнагт контннен тальностн

------ Четвертичная Голоцен Поздний Суб- атлантическая 550*60 7201120 1020*45 * 1110*40 * 1320*40 1340760 1395*20 •1545*55 •1605560 •1915185 •2060*40 2135*75 торфяники современных болот; озерные шатомовые илы; почвы. 7 VI лиственнично-сосновые лиственничные с кедром леса среднегорий восточных и южных склонов; кедровые с пихтой, березой леса среднегорий западных и северных склонов, ельники по долинам рек;сосновые и лиственничные остепненные леса о.Ольхон и Приольхонья 300! 00 7001 \ -2 -1 + 1 *2 68 64 60

Средний Суб-бореаль -ная •2610*50 '2790* 12( 2949*90 3020*100 3340440 3710*60 4160:100 '4200160 4360*100 4390*110 •4400*50 торфяники современ-ных болот; озерные диатомовые иш, иногда с небольшой 6 V лиственничные, сосновые леса восточных склонов, иногда остеп-ненные;елово-кедровые с пихтой, березой, кедровые с пихтой и елью,березово-кедровые с сосной леса запад ных склонов. Влажные субальпийские луга и заросли кедрового стланика ' ; | \ 1 \

Продолжение Рис. 5.2.1.

3

X

£

и р

X

Я

I

12

Средний

Суб-бореальная

Атланти-

ческая

4550-140 4590-160 •4855-250 •4985-250

'5Ш-Ш 5155-20 •5510-60 5900-70 6625-105 7020-85 7480-100 7680-170 7700-13611 7940-420

примесью

глинистого

материала;

почвы.

IV

высокогорной зоне на ветренных склонов. Каменистые лишайниковые пустоши на под ветренных склонах.

Сосново-лиственнич -ные с елью, листвен-нично-сосновые' леса, степи и.лесостепи на восточных склонах и в Приольхонье; кедровые, слово-кедрово-пих товые с березой, пихтовые, с примесью липы, еловые леса-западных.

Ранний

Бореаль -ная

8530-660 9230-190

Пребореаль-ная

9900-530

озерно-бо-

потные;лес-

:овидные

суглинки; диатомиты : примесью глинистого материала; почвы.

III

кедрово-еловые, березо во-еловые с лиственницей, еловые с пихтой леса

кедрово-еловые с лиственницей, реже-с сосной леса, с подлеском из душекии, березок; лиственничные,еловые редколесья, злаково-полынные с эфедрой и разнотравные ценозы

Древний

Дриас,

Аллеред

Дриасг

Беллинг

Дриас,

10045-55 10820-

лессовид -ные суглин-

12(ш; озерные глины.

II

еловые и лиственничные леса и редко лесья, лисгвеннично-березовые лесотундры с березками;полынно-разнотравные группи-ровки.озерно-болотные ландшафты

Продолжение рис 5.2.1.

§ я

3 ^ Позднследни-

5 2 ковье

^ 1

О 35

м . О

ё £

т Ьн

'131бо;9б( 13700Т310 141501960 15000П80

лессы, лес-

совид(ше

суглинки;

маломощ-

1ые почвы;

озерные

глины

Примечание: символ* означает, что эти

горные кустарничко-вые тундры, еловые лиственничные и березовые редколесья с подлеском из душекии, ив; ерники; разнотравно- маревые группировки

даты , получены из публикаций.

Древнему голоцену (12-10 т.л.н.) соответствует этап II. О начале интенсивного нарастания тепла в это время свидетельствует изотопная палеотемпературная кривая для разреза Гренландского ледникового щита (Berger, 1984). В Прибайкалье все еще широко были распространены ММП, что, наряду с высоким уровнем локального обводнения, по-прежнему способствовало существованию лиственницы и ели. Но меняется характер растительности - редколесья становятся лесами северо-таежного облика, о чем свидетельствует значительное повышение концентрации пыльцы и спор в осадках этого времени. Местообитания, где начинался процесс деградации ММП, осваивали сосна или кедр, в зависимости от ориентации склонов. Роль сообществ из березок, душекии, ив, которые формировали кустарниковый ярус в редколесьях, горные кустарниковые тундры, оставалась все еще значительной. Климат характеризовался прогрессирующим увеличением летней инсоляции, оставаясь, в целом, еще относительно сухим и холодным.

Раннему голоцмгу (10-8 тл.н.) соответствует III этап на пыльцевых диаграммах. В составе растительности низких байкальскю террас, прибрежных равнин, речных долин продолжали господствовать еловые формации, принявшие облик тайги. В среднегорном поясе формируется полидоминантная по составу древостоя тайга, где лиственница, сосна, кедр, пихта стали играть заметную роль в зависимости от высоты, крутизны, экспозиции склонов. Уменьшились площади березовых лесов. Произошло смешение вверх по склонам границ горно-тундрового пояса и, соответственно, расширение лесного. Повышение среднегодовых температур и деградация слоя ММП привели к смене поверхностного режима стока на грунтовый, снижению роли ели.

Среднему голоцену (8-2,5 тл.н.) на пыльцевых диаграммах соответствуют IV-V этапы. На протяжении этого времени в Прибайкалье произошли некоторые изменения, ландшафтно-климатической ситуации. Первое относится к интервалу 8-6.5 тл.н. и характеризуется сменой доминант темнохвойнотаежного комплекса. Еловая тайга уступила позиции кедру и пихте. Именно в это время отмечается самое широкое распространение влажной пихтовой тайги. Изменились и климатические показатели. Годовая сумма осадков составляла 800-1100 мм, сумма активных температур - до 1500°, коэффициент континентальности снизился до 55-65 %.

В местообитаниях с дефицитом атмосферного увлажнения активно расселялась сосна; крутые, хорошо инсолируемые склоны восточной экспозиции занимали степные формации.

Около 6-ти т.л.н. отмечается новая короткая экспансия еловой тайги, березовых лесов, кустарниковых, маревых и разнотравных ассоциаций.

Это могло быть связано с коротким периодом еще большего увеличения атмосферных осадков и снижения среднегодовых температур. В интервале времени 5-2.5 т.л.н.. соответствующему V этапу, снова уменьшилось лесообразующее значение ели. Одновременно сократились площади пихтовой тайги. Доминантами в структуре древостоя стали кедр, лиственница, сосна. Произошло окончательное становление светлохвойнотаежного комплекса из сосны и лиственницы. Вся сумма полученных данных свидетельствует о наступлении условий окружающей среды, близких к современным.

Позднему голоцену на пыльцевых диаграммах соответствует VI этап развития растительности Прибайкалья. В структуре растительного покрова господствуют два ведущих комплекса: темнохвойнотаежный, где ведущим элементом является кедр, образующий леса с елью, пихтой; и светлохвойнотаежный, основу которого составляют лиственница и сосна. Причем, первый, как и в настоящее время преобладал на влажном восточном макросклоне Байкальской котловины, а второй - на более сухом западном. В целом, ландшафтно-климатическая ситуация позднего голоцена не была однородной. Отмечено, по крайней мере, трехкратное изменение соотношения площадей кедровых лесов.

ВЫВОДЫ

Проведенные исследования показали, что палинологические данные имеют имеют важнейшее значение для изучения позднеледниковых-голоценовых отложений Прибайкалья. Анализ и систематизация палинологических материалов и иных данных позволили уточнить и решить по-новому некоторые вопросы стратиграфии и палеогеографии, проследить характер изменений климатических условий и растительности, как индикатора этих изменений. На основе впервые полученных для территории Прибайкалья серии картосхем изопол основных элементов современного растительного покрова и распределения некоторых элементов современного климата установлены следующие закономерности:

1. Значительная часть субрецентных спектров в условиях Прибайкалья адекватна существующей растительности.

2. Процентное содержание привносной пыльцы максимальных величин достигает в горно-тундровом, субальпийском поясах, а также в степных районах Приольхонья и о. Ольхон, где местная растительность довольно скудная, а сила ветра, доставляющая пыльцу из лесных поясов, имеет большие величины.

3. Пыльцевые спектры с поверхности почв отражают характер локальной растительности, в то время как спектры с поверхности предгорных торфяников содержат информацию более широкого географического уровня - местного. Пыльцевые спектры верхнего слоя донных отложений оз. Байкал содержат пыльцу и споры всех основных элементов современного растительного покрова Прибайкалья и отражают характер растительности всего региона.

Перечисленные закономерности использовались для расшифровки ископаемых СПС и разработки детальной хроностратиграфической и палеогеографической схемы позднеледниковья-голоцена Прибайкалья. В результате получены следующие выводы:

1. По особенностям СПС позднеледниковые и голоценовые отложения расчленяютсяна семь палинозон, каждой из которых свойственен конкретный флористический состав, на основе чего выделено шесть этапов развития растительности.

I этап - позднеледниковье:

II этап - древний голоцен (дриас 3- аллеред - дриас 2);

III - ранний голоцен (пребореальный и бореальный периоды);

IV и V этап - средний голоцен (атлантический и суббореальный периоды);

VI - поздний голоцен (субатлантический период).

2. Палинологическая характеристика позднеледниковых и голоценовых отложений по комплексу данных и, в первую очередь, по радиоуглеродным датам, получила привязку к геохронологической шкале.

3. Осадки позднеледниковья и древнего голоцена впервые обеспечены комплексной стратиграфической характеристикой. При этом установлено, что основной древесной породой в переходное время от позднеледниковья к послеледниковью и в древнем голоцене была ель сибирская.

4. Значительные изменения в растительном покрове и климате на территории Прибайкалья происходили на протяжении древнего, раннего и первой половины среднего голоцена.

5. Обособление и окончательное становление двух ведущих комплексов растительности региона - светлохвойнотаежного и темнохвойнотаежного -произошло в первой половине среднего голоцена.

6. Оптимум послеледниковья в Прибайкалье приходился на конец раннего - начало среднего голоцена - 6-8 тл.н. Именно это время отмечено максимальным развитием на склонах северо-западной экспозиции влажной пихтовой тайги, возможно с единичными представителями умеренно-термофильной флоры.

7. На протяжении второй половины среднего и в течение позднего голоцена растительный покров и климатические условия региона не претерпевали существенных изменений.

8. Изменения в развитии растительного покрова исследуемой территории в позднеледниковье - голоцене не имели эволюционного характера и выразились в перераспределении площадей между растительными комплексами.

9. На протяжении изученного времени в Прибайкалье существовала дифференциация растительного покрова, которая, как и в настоящее время, была связана с климатической асимметрией горных хребтов, окружающих оз. Байкал. Господствовавший западный перенос воздушных масс способствовал тому, что восточное побережье Байкальской котловины всегда было более влагообеспеченным. Именно это подтверждается наличием здесь и в настоящее время основных массивов торфяных болот и площадей, занятых влажным темнохвойнотаежным комплексом.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Ивановский Л.Н., Белова В.А., Панычев В.А., Орлова Л.А., Безрукова Е.В. Влияние климата на формирование озерных ландшафтов гор Южной Сибири // История озер в СССР: Тез. докл. Всесоюзн. совещ. -Таллин. 1983. С. 81-82.

2. Безрукова Е.В., Летунова П.П. Динамика ландшафтов гор Южной Сибири в позднем голоцене // Географические проблемы освоения восточных районов СССР. - Иркутск, 1985. - С. 3-6.

3. Луг Б.Ф., Безрукова Е.В. Формирование современной береговой линии оз. Байкал // Круговорот вещества и энергии в водоемах: Тез. докл. Всесоюзн. Лимнол. совещ. Лиственничное-на-Байкале. 1985. С. 47-49.

4. Безрукова Е.В. Некоторые вопросы развития растительности Прибайкалья в голоцене // История современных озер: Тез. докл. VII

Всесоюзн. симпозиума по истории озер, Ленинград-Таллинн, 25-28 нояб. 1986. С. 154-156.

5. Безрукова Е.В. Развитие ландшафтов юго-восточного побережья Байкала в позднем голоцене // Материалы совещания молодых географов Сибири и Дальнего Востока. - Иркутск, 1987. - С. 17-21.

6. Безрукова Е.В. Палеоботанические и палеогеографические исследования // Путь познания Байкала. - Новосибирск: Наука, 1987. - С. 65-76.

7. Безрукова Е.В., Летунова П.П. Растительность оптимума голоцена котловин Байкальской рифтовой зоны // Четвертичная геология и первобытная археологам Южной Сибири: Тез. докл. Всесоюзн. конф.. Улан-Удэ. 1986. 4.2. С. 10-12.

8. Безрукова Е.В. История растительности БРЗ в голоцене // История Ладожского, Онежского, Псковского, Чудского озера, Байкала и Ханки. -Л.: Наука, 1990. - С. 217-221.

9. Безрукова Е.В., Ю.А. Богданов, Д.Ф. Вильяме и др. Глубокие изменения экосистемы Северного Байкала в голоцене // Докл. АН СССР.

- 1991. - 321, № 5. - С. 1032-1038.

10. Кривоногов С.К., Безрукова Е.В. К истории осадконакопления, развития растительности и климата Верхнечарской котловины в конце позднего плейстоцена и голоцене // Геология и геофизика. - 1993. - 34, № 10-11. - С. 226-238.

11. Karabanov Е.В., Bezrukova E.V., Granina L.Z. et. all. Climatic sedimentation rhythms of Baikal sediments // International Project on Paleolynmology and Late Cenozoic Climate. - 1992. - № 6. - P. 21-30.

12. Bezrukova E.V., Letunova P.P., Karabanov E.B. Palynologycal investigations of Holocene deposits of Baikal // там же. P. 59-68.

13. Bradbury J.P., Bezrukova E.V., Chemyaeva G.P. et all. A synthesis of post-glacial diatom records from Lake Baikal // Jour, of Paleolimnology. - 1994.

- Ns 10. - P. 213-252.

14. Bezrukova E.V. Composition Peculiarities of modern spore-and-pollen spectra of Pribaikalye and bottom sediments of Lake Baikal // Baikal as a natural laboratory for Global Change: Abstracts. Irkutsk, Russia. 1994. V. 2. P. 5-6.

15. Belov A.V., Bezrukova E.V. Vegetation of Pribaikalye as an indicator of global and regional changes // там же. V. 7. P. 9-10.