Эволюция ландшафтной структуры лесостепной зоны юго-востока Западной Сибирив голоцене | Вестн. Том. гос. ун-та. 2009. № 329.

Эволюция ландшафтной структуры лесостепной зоны юго-востока Западной Сибирив голоцене

Рассматриваются этапы развития ландшафтной структуры юго-востока Западной Сибири, раскрываются основные тенденции развития и роль антропогенного фактора в изменении ландшафтов в лесостепи.

Landscape structure evolution of the forest-steppe zone of the southeastof Western Siberia in Holocene.pdf Эволюционными считаются необратимые направ-ленные изменения ландшафтной структуры, происхо-дящие в результате внутренних конфликтов между ее компонентами и элементами в ответ на внешние текто-нические движения, изменения климата или деятель-ность человека. Эволюционные изменения приводят к смене инвариантов (наиболее устойчивых свойств) структуры [1. С. 20].Вопрос о развитии структуры в результате внутрен-них противоречий между компонентами ландшафта (саморазвитии) и их элементами изучается длительное время. Саморазвитие рассматривается как постепенное изменение соотношения между реликтовыми, консер-вативными и прогрессивными элементами морфологи-ческой структуры ландшафта [2. С. 560]. Для характе-ристики стадии развития структуры используются по-нятия: «коренные», «квазикоренные», «условнокорен-ные» и «серийные» состояния [3. С. 115] и представле-ния о фазах развития (ПТК) [4. С. 46]. Многие динами-ческие особенности структуры определяются ее воз-растом. По мнению В.Б. Сочавы [3. С. 55], возраст ландшафта измеряется временем, прошедшим с момен-та возникновения инварианта структуры последнего. Временные рамки, в пределах которых формировалась ландшафтная структура лесостепи Западной Сибири можно установить с помощью датировок плакорных поверхностей и разновозрастных террасовых уровней.Ландшафты на самых древних плакорных поверх-ностях развивались на протяжении большей части плейстоцена и в голоцене в элювиальном режиме. Их можно наблюдать в предгорьях Алтая, в восточной части Приобского плато и в центральной части Бийско-Чумышской возвышенности. Абсолютные отметки по-следних колеблются около 400 м.Значительные площади в районе исследования за-нимают плакоры с абсолютными отметками около 200 м [5. С. 13]. Они относят к неоэллювиальным ландшафтам, испытавшим луговую стадию развития. Позднее, по мере понижения уровня грунтовых вод, луга на их поверхности замещались разнотравно-типчаковыми луговыми степями. В настоящее время они распаханы. В балках и на крутых склонах сохра-няются участки житниково-типчаковых луговых сте-пей на черноземах обыкновенных. На наклонных по-верхностях плато встречаются фрагменты разнотравно-злаково-кострецовых луговых степей на чернозёмах карбонатных. Леса сохраняются по северным склонам и днищам балок. В западной части все они приурочены к возвышенным ландшафтам.Лесостепи и леса ложбин древнего стока, терраси-рованных склонов речных долин относятся к низмен-ному подклассу равнинного класса ландшафтов. В верхнем плейстоцене они формировались в условиях грунтового, натечного и пойменного увлажнения. К началу голоцена вышли из-под уровня затопления и приобрели элювиальный режим развития. Ландшафты низменных равнин часто заболочены или засолены, в зависимости от времени их формирования ландшафт-ная структура отличается рядом особенностей.Преобразование поверхности каждой из террас про-исходило под воздействием разных экзогенных про-цессов. Развитие растительного покрова в их пределах шло в направлении разных финальных (климаксовых) стадий, соответствующих конкретным климатическим интервалам. Это нашло отражение в особенностях со-временной ландшафтной структуры каждой из террас. Наряду с признаками преемственности аридной эво-люционной тенденции в формировании ландшафтной структуры меняющийся климат каждый раз воздейст-вовал уже на новую ландшафтную основу [6. С. 34]. В результате современная ландшафтная структура раз-новозрастных поверхностей в некоторых случаях весь-ма существенно отличается от зональной лесостепи, т.к. ее образуют преимущественно реликтовые ПТК. Таков, например, Обско-Боровлянский ландшафтный район, расположенный в правобережье верхней Оби.Больше всего облику лесостепной зоны соответст-вует ландшафтная структура пятой надпойменной тер-расы Оби и ее притоков. Она имеет высоту 60-80 м [7. С. 33], начало ее формирования относится к верхнечет-вертичному времени. В своем развитии ландшафтная структура пятой надпойменной террасы пережила лу-говую стадию, частичное осолодевание почв, засоление и далее антропогенную модификацию. Она представ-ляет собой результат неоднократных полных смен ПТК. Восстановить этапы этих смен сейчас затрудни-тельно, т.к. территория сильно изменена человеком: сосновые и березовые леса вырублены, остепненные луга распаханы.Четвертая надпойменная терраса имеет абсолютную высоту 34-35 м, сложена толщей аллювиальных и эо-ловых отложений. Лессовидные суглинки, залегающие в верхней части толщи, формировались в зырянское время [7. С. 89]. Поверхность террасы пологоволни-стая, ее осложняют суффозионно-просадочные запади-ны. Эрозионное расчленение представляет собой сеть долин мелких водотоков, балок, оврагов. По данным спорово-пыльцевых диаграмм, на поверхности террасы в пойменную стадию развития преобладали еловые леса с подлеском из ивы и березы, злаково-осоковые луга. На водоразделах в это время были распростране-ны сосновые леса в сочетании с остепненными лугами.267В границах современной северной лесостепи были рас-пространены лиственничные леса (р. Чумыш, с. Старо-Глушинка). В современной ландшафтной структуре преобладают лесостепные ландшафты или молодые сосновые боры.В границах южной лесостепи территории исследо-вания в это время происходило формирование озерных котловин суффозионного происхождения. Современ-ные озера: Большое и Малое Мормышанские, Гуселе-тово, Горькое, Гусиное разделены перемычками, сло-женными осадками былых водоемов, перекрытыми эоловыми отложениями и вышедшими из-под уровня затопления в верхнечетвертичное время. Такая струк-тура отложений определяет активность и современных суффозионных процессов.Третья терраса имеет высоту 24-25 м и прослежи-вается от слияния Бии и Катуни до г. Камня, имеет песчаный состав с включениями гальки. По мнению А.М. Малолетко [7. С. 34], это объясняется значитель-ной водностью рек в теплый и сухой климатический интервал, вызванной таянием ледников. Теплый сухой климат фиксирует хемогенная осадка кальция в русле рек, при их выходе с гор на равнину. Время формиро-вания этой террасы соответствует каргинскому меж-ледниковью. Пыльца древесных пород (пихта, ель, со-сна, береза бородавчатая), в отложениях этой террасы составляет 25,6% от общего количества. Пыльца травя-нистых растений (маревых, полыней, лютиковых, гре-чишных, вьюнковых, молочайных, бобовых) составля-ет 73,8%. Вероятнее всего, на плакорах в то время су-ществовали степи и лесостепи, а в долинах рек произ-растали хвойные леса.Современные сосновые леса на этой террасе содер-жат многие таежные виды: папоротники (Gymnocar-pium dryopteris, Athyrium filix-femina, Dryopteris carthu-siana), плауны (Lycopodium clavatum, Diphasiastrum complanatum), линнея северная (Linnaea borealis) и др. Наряду с представителями бореальной флоры здесь встречаются и неморальные реликты. В.А. Николаев [6. С. 115] отмечает, что соседство в сосновых борах видов широкотравья и таежных реликтов свидетельст-вует о значительном возрасте этих сообществ, пере-живших изменения климатических условий в различ-ных направлениях. И.М. Крашенинников [8. С. 21] вы-сказал идею о том, что островные степные леса явля-ются остатками лесного пояса, простиравшегося от Южного Урала до Алтая в холодные и влажные эпохи плейстоцена. Они сохраняются благодаря песчаному субстрату, относительно не глубокому уровню залега-ния грунтовых вод и барьерным осадкам.Вторая надпойменная терраса имеет высоту 14-17 м. Мощность ее аллювия достигает 24 м. Верхние горизонты отложений представлены буровато-жел-тыми лессовидными суглинками, песчаные горизонты содержат прослои иловатых глин. Финальные (климак-совые) стадии формирования ландшафтной структуры этого уровня приходятся на средний голоцен. Средне-голоценовые боры на дерново-подзолистых почвах в эпоху бореального климата расширили свой ареал прежде всего за счет террасовых поверхностей. В от-ложениях серых суглинков II надпойменной террасы (д. Сетовка, правый берег Оби, ниже слияния Бии иКатуни) Е.А. Пономарева на основе ископаемых семян реконструирует березово-еловые ассоциации без холо-долюбивых растений, развивающиеся в условиях от-носительного потепления. Здесь определены также на-земные и пресноводные моллюски, характерные для крупного пересыхающего водоёма. Такое сочетание биотических форм может соответствовать пойменной стадии развития террасы и серийным состояниям. По комплексу ископаемых семян можно судить о том, что в видовом составе растительного покрова доминирова-ли семейства Cyperaceae с родами Carex, Heleocharis, Scirpus. Они соответствуют ассоциации елового леса с разнотравьем и участием зелёных мхов. Аналогичные ей современные растительные ассоциации встречаются на севере и севере-востоке Салаира [9. С. 114].На второй террасе р. Бия того же возраста Н.М. Ле-гачевой [10. С. 31] обнаружены заросли копытня. На-ходка позволяет предположить, что неморальная фло-ра, в рассматриваемый временной интервал расширяла свой ареал, прежде всего по долинам рек, а в сухие климатические интервалы там сохранялась. В отложе-ниях этой террасы другие исследователи обнаружива-ют ряд теплолюбивых форм, некоторые из которых встречаются и сейчас. В долине Бии выше г. Бийска встречается вяз.Первая надпойменная терраса имеет высоту 8-12 м и песчаный супесчаный состав отложений. По данным А.М. Малолетко, в их спорово-пыльцевых спектрах преобладают маревые - до 72% и Рinaceae - 10%. В небольшом количестве представлена пыльца ели. Встречаются единичные зерна пыльцы березы, ивы, сложноцветных и губоцветных. Формирование этих отложений относится к сартанской ледниковой эпохе, что подтверждается возрастом древесины (12 600-12 500±150 лет), обнаруженной в отложениях голубо-вато-серых супесей, и ископаемыми растительными остатками альпийских и тундровых видов растений [7. С. 85]. Поверхность этой террасы уже в суббореальный ксеротермический максимум подвергалась эоловой переработке. Для нее характерно слабое водно-эрозионное расчленение.Современный растительный покров образуют мо-лодые сосновые боры, которые со времени последнего похолодания (малый ледниковый период) и последую-щей аридизации подвергаются остепнению. Под сосно-выми борами развиваются молодые боровые почвы, появившиеся не более 2000 л. н. Песчаный субстрат благоприятен для произрастания сосны. Несмотря на то что под пологом боров, в степную зону может прони-кать таежная растительность, эти боры остепнены. На-против, по пескам первой надпойменной террасы степ-ные растения проникают дальше на север. В настоя-щее время на молодых террасах активизируются эоло-вые процессы.Более ранние изменения, происходившие во время формирования ландшафтной структуры этой террасы, фиксируют погребенные под эоловыми отложениями голоценовые почвы и торфяники, сохранившиеся в разрезах первых надпойменных террас Оби и других рек. Для гумусового горизонта этих почв по фракции гуминовых кислот получена дата 4720 ± 50 (СОАН -837), нижний гумусированный прослой в понижении268дал возраст 5200 ± 50 (СОАН - 840) [11. С. 32]. В гуму-совом горизонте этих почв встречаются пятна и по-лоски ожелезнения. Они свидетельствуют о том, что погребенные почвы находились в зоне подтопления уже после формирования данного горизонта (поймен-ная стадия). С понижением базиса эрозии и уровня грунтовых вод почвы испытали вторичный процесс осолодевания около 8650 ± 235 л. н. (СОАН - 414) [11. С. 15], возраст карбонатных конкреций этой почвы составил - 8700 ± 52 (СОАН - 838), а залегающий в основании сапропель - 9200 ± 100 л. н. (СОАН - 839) [12. С. 50]. 9 000-7 000 - это время формирования ландшафтной структуры на поверхности второй над-пойменной террасы, для которой финальными стадия-ми развития были лесные климаксы с широкотравьем.Пойма имеет голоценовый возраст, возвышается над урезом воды на 2-4 м. Ее ландшафтная структура представляет собой чередование урочищ островов с ивовыми лесами, старичных понижений с переувлаж-ненными лугами и фрагментов выровненной зрелой поймы с разнотравными или остепненными лугами. В условиях нарастающей аридизации климата площадь пойменных лесов сокращается. Финальным стадиям развития растительности в большей степени соответст-вуют остепненные луга. В современных поймах рек и на низких озерных террасах формируются низинные гидроморфные и полугидроморфные ландшафты. Важ-ным фактором формирования ландшафтов пойм и низ-ких озерных террас является грунтовое, натечное или пойменное увлажнение. Почвы таких ландшафтов час-то оглеены или засолены. Растительный покров интра-зональный. В нем преобладают луговые, болотные, солончаковые ассоциации.В западной части лесостепи района исследования при изучении озерных осадков оз. Мормышанского, датированных верхним голоценом, обнаружен солевой пласт мощностью 1-7 см, перекрытый 50-100-санти-метровым слоем рапы (сульфатно-хлоридно натриевого рассола с минерализацией 129,3 г/дм³ и щелочной ре-акцией). Наличие солевой корки говорит о том, что в прошлом водоем полностью пересыхал, а затем вновь наполнился водой. Под коркой соли залегает слой чер-ной пластичной глины с запахом сероводорода. Его мощность достигает 0,10-0,75 м. Слой образован ос-татками растений, появившихся в результате зараста-ния озера. Рецентный комплекс семян из верхнего слоя отложений соотвествует ассоциации гидроморфных солонцеватых лугов (Triglochin maritimum L., Halerpestes salsuginosa (Pallas ex. Georgi) Greene, Alisma plantago-aquatica L., Chenopodium rubrum L.), примы-кающих к соленому озеру Мормышанское (Ruppia maritima L.). Такие виды, как Fragaria sp, Artemisia sp, Carduus nutans L., Betula sect. Betula позволяют пред-положить существование на прилегающих к озерам возвышенностях лугово-степных ассоциаций в сочета-нии с березовыми колками. Среди ископаемых семян не обнаружены виды, индуцирующие засоление. Од-ним семенем - Atriplex prostrata Boucher ex DC. пред-ставлены виды характерные для ассоциаций солонце-ватых лугов. Это позволяет сделать вывод о том, что территория озера оказывалась в более сухую, чем со-временная эпоху, ей предшествовал влажный клима-тический интервал, в который происходило рассоление озера. В связи с повышением уровня озера могли со-кращаться площади солонцовых лугов.На протяжении всего времени накопления озерной толщи существовали березово-сосновые леса. В от-дельные периоды площади безлесных участков увели-чивались, заселяясь степной растительность. Однако уровень сокращения озер, судя по присутствию в со-временных отложениях количества семян растений индикаторов засоленности водоема, никогда не дости-гал современного уровня. Это характеризует современ-ную эпоху как теплую и сухую.Рассмотренные материалы позволяют заключить, что на протяжении голоцена происходили неоднократные чередования теплых влажных, холодных влажных, хо-лодных сухих, теплых сухих климатических интервалов.В холодные и сухие климатические интервалы ба-зис эрозии и уровень грунтовых вод понижались, фи-нальными стадиями развития растительных ассоциаций были светлохвойные леса и степи. В теплые и сухие периоды активизировались эоловые процессы, увели-чивались площади сосновых лесов и степей, озера юж-ной лесостепи пересыхали и покрывались соленой кор-кой или превращались в солончаки.В теплые и влажные периоды водоемы южной лесо-степи вновь заполнялись водой, широколиственные леса расширяли свой ареал, происходило олуговение степей. Впоследствие на территории исследования, в результате усиления континентальности климата, фор-мации таких лесов теряли свою устойчивость, подвер-гаясь автохтонному перерождению, и возникали терри-тории с «ненасыщенной флорой», где и поселялись новые виды, наиболее приспособленные к новым усло-виям. Некоторые из них ранее были «второстепенны-ми ингредиентами» [13. С. 33] господствовавших лес-ных формаций, но в изменяющихся условиях приобре-тали статус доминантов. Таким видом в данном случае оказалась сосна сибирская, заселившая ложбины стока и поверхности боровых террас.В холодных и влажных условиях происходило со-кращение ареала черневых лесов, единичные предста-вители широколиственной флоры могли сохраняться, прежде всего, в долинах рек. В холодные и сухие пе-риоды основной тенденцией становится снижение гид-роморфности, замедление лесных сукцессий, сокраще-ние площадей лесов и преобладание травянистых кли-максовых ассоциаций, в низинных ландшафтах - луго-вых, в низменных и возвышенных - степных.Несмотря на то что современный этап развития ландшафтной структуры характеризуется некоторым повышением количества осадков по ходу векового ритма [14. С. 215], в южной лесостепи соль, накоп-ленная ранее, продолжает оказывать значительное воздействие на современные ландшафты. Минера-лизация вод ограничивает развитие зональных расти-тельных сообществ.Ландшафтная структура в условиях современного теплого и сухого климатического интервала оказывает-ся неустойчивой по отношению к антропогенному воз-действию. При значительном сокращении площадей лесные сообщества оказываются в положении изоля-тов, снижается их внутреннее разнообразие и способ-269ность восстанавливаться при вторичных воздействиях. Средняя лесистость района исследования составляет 21,7%. Из них 81,7% - покрытые лесом территории, 1,1% - несомкнутые лесные культуры. Нелесные земли в лесном фонде - 12,2% площади. За последние полве-ка удельный вес хвойных снизился с 77,8 до 42,6%, а лиственных увеличился с 22,7 до 57,4%. Это про-изошло за счет увеличения площади вторичных лесов и кустарников. Спелые и перестойные насаждения хвой-ных занимают всего 11,7% покрытой лесом площади (как правило, труднодоступные территории), а листвен-ных пород - 19,0% [15. С. 213].В результате положительной обратной связи между антропогенным и природным факторами значительно уменьшается роль биотической составляющей в органи-зации ландшафтной структуры территории, что приво-дит к разрушению сложившихся системных связей. Для поддержания экологического равновесия территории необходимо восстановление естественного разнообразия ландшафтной структуры территории и особенно увели-чение площадей лесных ландшафтов. Естественные эво-люционные тенденции должны учитываться при страте-гическом планировании хозяйственной деятельности и проектировании гидротехнических сооружений.

Ключевые слова

эволюция, ландшафты, антропогенное воздействие, evolution, landscape, anthropogenic influence, Holocene

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Михаревич Марина ВикторовнаФГУП СНИИГГиМСнаучный сотрудник отдела стратиграфии и палеонтологииmiharevich@yandex.ru
Барышникова Ольга НиколаевнаАлтайский государственный университеткандидат географических наук, доцент кафедры физической географии и ГИС географического факультетаbaryshnikova_on@mail.ru
Всего: 2

Ссылки

Мамай И.И. Проблемы ландшафтной методологии // Ландшафтоведение: Теория, методы, региональные исследования, практика: Материалы XI Междунар. конф. М.: МГУ, 2006. С. 17-22.
Полынов Б.Б. Избранные труды. М.: Изд-во АН СССР, 1956. 751 с.
Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск: Наука, 1978. 320 с.
Мамай И.И. Динамика ландшафтов. Методика изучения. М.: Изд-во МГУ, 1992. 166 с.
Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея-2000, 1999. 768 с.
Николаев В.А. Ландшафты азиатских степей. М.: Изд-во МГУ, 1999. 288 с.
Малолетко А.М. Палеогеография предалтайской части Западной Сибири в мезозое и кайнозое. Томск: Изд-во ТГУ, 1972. 230 с.
Крашенинников И.М. Основные пути развития растительности Южного Урала в связи с палеогеографией северной Евразии в плейстоцене и голоцене // Советская ботаника. 1939. № 6-7. С. 18- 26.
Барышников Г.Я. Ископаемые флоры переходной зоны Горного Алтая // Флора и растительность Алтая. Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та, 1995. С. 111-115.
Барышникова О.Н., Легачева Н.М, Михаревич М.В. Реконструкция ареала черневых лесов на территории Алтайского региона // География и природопользование Сибири. Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2008. Вып 10. C. 28-34.
Зыкина В.С. Структура лессово-почвенной последовательности и эволюция педогенеза плейстоцена западной Сибири: Автореф. дис. … д-ра геол. наук. Новосибирск, 2007. 32 с.
Панычев В.А. Радиоуглеродная хронология аллювиальных отложений Предалтайской равнины. Новосибирск: Наука, 1979. 102 с.
Криштофович А.Н. Эволюция растительного покрова в геологическом прошлом и ее основные факторы // Материалы по истории флоры и растительности СССР. М.: АН СССР, 1946. Т. 2. С. 21-86.
Харламова Н.Ф. Тенденции изменения современного климата в бассейне Верхней Оби // Экологический анализ региона (теория, методы практика). Новосибирск: СО РАН, 2000. С. 213-218.
Силантьева М.М., Карлова Н.В., Мироненко О.Н. Основы экологии, охраны природы, природопользования и экологического права. Барнаул: АлтГУ, 2008. 400 с.
 Эволюция ландшафтной структуры лесостепной зоны юго-востока Западной Сибирив голоцене | Вестн. Том. гос. ун-та. 2009. № 329.

Эволюция ландшафтной структуры лесостепной зоны юго-востока Западной Сибирив голоцене | Вестн. Том. гос. ун-та. 2009. № 329.

Полнотекстовая версия