IMCES - Результат по гранту РФФИ 13-04-00984a в 2014 г.

Динамика экосистем гор Южной Сибири в голоцене по данным комплексных биоиндикационных исследований субаэральных, озёрно-болотных и ледниковых отложений

Основные результаты, полученные в 2014 году:

В 2014 году участниками проекта получена детальная спорово-пыльцевая диаграмма 80 см сапропелевых отложений оз. Манжерок (рис. 1)

Рис. 1 Спорово-пыльцевая диаграмма 80 см керна озёрных отложений озера Манжерок.

С помощью кластерного анализа спорово-пыльцевая диаграмма была разделена на 4 спорово-пыльцевые зоны. Детальная характеристика пыльцевых зон и их интерпретация приводятся в развёрнутом отчете по проекту.

Анализ комплекса данных полученных по озеру Манжерок (палинологических, диатомовых и геохимических) от глубоких слоёв сапропеля к поверхностным показал, что с глубины 48-45 см в озёрных осадках увеличивается содержание тяжёлых металлов Pb и Cd и таких элементов как Fe, Cu, Mn, Zn, Ni. Вероятно этот рубеж маркирует начало интенсивных горнодобывающих работ на Алтае и может датироваться в 500-600 лет. Обилие пыльцы сосны лесной имеет высокую положительную степень корреляции (+0,8) с такими химическими элементами как Fe, Mn, Zn, Ni, Cu, среднюю степень положительной корреляции (+0,7- +0,5) с Pb. Обилие пыльцы берёзы имеет высокую отрицательной корреляции (-0,8) с Zn и Cu, среднюю степень отрицательной корреляции с Fe, Ni, Mn. Полностью отсутствует корреляция у берёзы с Cd, Co, Pb. Обилие пыльцы кедра положительно коррелирует (+0,7) только с Cu. С остальными элементами пыльца кедра не коррелирует. Обилие спор зелёных мхов и водорослей имеет положительную корреляцию (+0,6) с Ni и Cu, но не коррелирует с Cd, Co, Pb. Обилие микроугольков в образцах не имеет значимой корреляции ни с одним из представленных биоиндикаторов, ни с содержанием микроэлементов в тех же образцах.

    Вторая спорово-пыльцевая диаграмма полученная в ходе выполнения проекта, представляет результаты палинологического исследования озёрных отложений из озера Малый Базыр, расположенного в лесо-степном предгорье северной части Алтае-Саянской горной области (55⁰ 52’ с.ш., 87⁰ 50’ в.д., 180 м н.у.м.). Принимая во внимание большую информативность малых компонентов пыльцевого спектра, таких как Abies, Picea, Pinus sibirica и Atemisia мы разделили пыльцевую диаграмму Малый Базыр на 5 пыльцевых зон пронумерованных от поверхности озёрных отложений к основанию. Кластерный анализ подтвердил выделенные визуально пыльцевые зоны. Согласно хронологии, 4 пыльцевые зоны озера Манжерок укладываются в 2 верхние пыльцевые зоны озера Малый Базыр.
    Внешне спорово-пыльцевая диаграмма озера Малый Базыр очень отличается от спорово-пыльцевой диаграммы озера Манжерок. Однако, климатические, биотические и геоморфологические различия ландшафтов в которых расположены два озера объясняют эти различия. Из-за разной скорости осадконакопления 80 см пыльцевая диаграмма озера Манжерок соответствует 25 см отрезку в диаграмме озера Малый Базыр. Кроме того, различаются и типы доминирующей древесной пыльцы в двух озёрах. В озере Малый Базыр это пыльца берёзы, а в озере Манжерок – пыльца сосны и берёзы.
    Общий облик пыльцевой диаграммы Малый Базыр очень схож с пыльцевой диаграммой озера Белое (Krivonogov et al., 2012), которое расположено в 275 км к западу, также в зоне берёзовой лесостепи. Схожесть проявляется в пропорции доминирующих видов древесной пыльцы, и в облике графиков малых компонентов диаграммы, таких как пыльца кедра и ели. Влажные и сухие периоды, выделенные в диаграмме озера Малый Базыр по индикаторным видам пыльцы, хронологически оказались аналогичными влажным и сухим периодам, выявленным в пыльцевых диаграммах Кызыкуль и Шушенское в Минусинской котловине (Dirksen et al., 2007). Это указывает на глобальный характер ритмики увлажнённости климата зафиксированной в пыльцевой диаграмме озера Малый Базыр.

РИЗОПОДНЫЙ АНАЛИЗ торфяных отложений горного болота БЕЗРЫБНОЕ

    В 2014 году в рамках проекта РФФИ получены первые результаты по комплексному палеоэкологическому исследованию, включающему ботанический анализ торфа и анализ комплексов ризоподных амёб в торфяных отложениях горного болота Безрыбное расположенного в субальпийской зоне Западнго Саяна. В торфяном разрезе проанализирована верхняя 2 м залежь (20 проб с шагом 10 см). Определен видовой состав комплексов раковинных амеб, относительные обилия встреченных видов. Вычислена концентрация раковинок в расчете на 1 г абсолютно-сухого вещества торфа. Получено две радиоуглеродные даты 1405±50 с глубины 100-110 см и 1735±45 с глубины 190-200 см.
    Всего обнаружено 40 видов, форм и внутривидовых вариететов раковинных амеб. Доминантами комплексов являются следующие виды: Centropyxis aculeata, Hyalosphenia papilio, Euglypha rotunda, Trinema lineare, Amphitrema wrightianum.
    По оптимумам всех обнаруженных видов раковинных амеб, полученным ранее (Курьина, 2011), проведена реконструкция показателя глубины уровня болотных вод (УБВ) для данного торфяного разреза при помощи трансферной функции (рис. 2). Обнаружены значительные колебания гидрологического режима болота за время формирования торфяной залежи. Периоды обсыхания происходили 300, 980-1100, 1350, 1450 л.н., а увеличения обводненности – 400-850, 1200-1300, 1400, 1500-1600 л.н. Полученные данные хорошо согласуются с вариациями ботанического состава торфа в разрезе. Так в период обсыхания 980-1100 лет назад на болоте распространились осоково-сфагновые сообщества образованные Carex lasiocarpa и Sphagnum teres. В периоды обводнения распространялись более гидрофильные виды осок Carex rostrata Carex limosa вместе с Menyanther trifoliata и Scheuscheria palustris на фоне сфагнового ковра из Sphagnum teres и S. Subsecundum. В относительно сухой период последних 300 лет на болоте абсолютно доминировал сфагнум S. teres. Можно утверждать, что наиболее длительным и глубоким обсыхание было 980-1100 лет назад и в последние 300 лет. Это привело к соответствующим сукцессиям в болотной растительности.

Рис. 2. Корреляция палеоэкологических данных (ботанического состава торфа и уровня болотных вод рассчитанного по комплексам раковинных амёб) из торфяных отложений горного болота Безрыбное Западного Саяна с историческими свидетельствами.

Условные обозначения:

Проведённые комплексные палеоэкологические исследования, включающие ботанический анализ торфа и анализ комплексов раковинных амёб показали более высокую чувствительность комплексов раковинных амёб к изменениям увлажнённости климата по сравнению с растительными сообществами болот. В последних направленные сукцессии отразившиеся на составе растительных остатков в торфе происходили только при наиболее глубоких и длительных изменениях климата.