Palaeoenvironmental reconstruction of a Holocene peat bog ridge-hollow complex in the south of West Siberia
The purpose of our study was a palaeoenvironmental reconstruction of the bog peat cores from ridge-hollow complex based on biomarkers proxy (testate amoebae, plant remains) and geochemical data of humic acids properties. The ridge-hollow complex is located in the northeastern spurs of the Vasyugan mire (56°58N 82°36'E) in the southern taiga zone of West Siberia. One of the cores was formed at the hollow (Hollow core) and the second - at the ridge (Ridge core); the peat accumulation is stated ~5400 and 2600 cal yr BP at Hollow core and at Ridge core, respectively. Peat samples from both cores of RHC were collected on the 12 September 2012 using a Russian peat corer, underneath with 10 cm intervals. The results of biomarkers proxy (index humification, index wetness, testate amoebae analysis) allowed us to reconstruct and give estimations of palaeohydrologycal conditions of peat cores. The palaeoenvironmental studies used multiproxy analysis including peat humification data, wetness index, testate amoebae analysis, elemental (atomic ratios H/C, N/C) and spectral characterization (UV-Vis, IR) of peat humic acids. Each of the cores displays rather different palaeohydrological conditions along the profiles and, thus, records varied responses to local environmental changes. In fact, these data indicate the presence of 3 distinct wet shifts at the Hollow core: at 54003700, 2600-2100 and 750-600 cal yr BP; and dry episodes are revealed at 2500, 1500 and 900 cal yr BP. For Ridge core, palaeohydrological terms have a high variability in the first part of the Subatlantic (2600-1800 cal yr BP); in the second part - conditions are not so wet. The results of geochemical data (elemental and spectral characterization of peat humic acids) show that humic acids characteristics revealed the one-way trend in the terms (E4/E6, Calif/Car, H/C) reflecting synchronic changes of warm and wet conditions in peat cores. Climate changes have a significant effect on the characteristics of humic acids. During periods with colder conditions (2500-1800, 800-600 and 200 cal yr BP), humification processes and formation of aromatic molecules were less pronounced compared to warmer conditions corresponding to 1700-1000 cal yr BP. The multiproxy studies of peat cores from ridge-hollow complex showed their close interaction during their joint formation and the palaeoenvironmental records are in a good agreement with the already known results in palaeoecological reconstructions in West Siberia.
Keywords
humic acids,
humification,
testate amoebae,
peat deposits,
ridge-hollow complex,
гуминовые кислоты,
степень гумификации,
раковинные амебы,
торфяные залежи,
грядово-мочажинный комплексAuthors
| Veretennikova Elena E. | Institute of Monitoring of Climatic and Ecological System, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Tomsk) | lena2701@yandex.ru |
| Kurina Irina V. | Institute of Monitoring of Climatic and Ecological System, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Tomsk) | klimirin@sibmail .com |
| Il'ina Anna A. | Institute of Petroleum Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Tomsk) | ilanna1@yandex.ru |
| Savel'ev Vadim V. | Institute of Petroleum Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Tomsk) | sav_vad@sibmail.com |
Всего: 4
References
Calderoni G., Shnitzer M. Effect of age on the chemical structure of paleosol humic acids and fulvic acids // Geochemica and Cosmochemica Acta. 1984. Vol. 48. P. 2045-2051.
Zaccone C., Sanei H., Outridge P.M., Miano T.M. Studying the humification degree and evolution of peat down a Holocene bog profile (Inuvik, NW Canada): a petrological and chemical perspective // Organic Geochemistry. 2011. № 42. P. 399-408.
Borgmark A. Holocene climate variability and periodicities in South-Central Sweden, as interpreted from peat humification analysis // Holocene. 2005. № 3. Vol. 15. P. 387-395.
Anderson H., Hepburn A. Variation of humic substances within peat profile // Peat and Water / C.H. Fichsman ed. N.Y. : Academic press, 1986. P. 177-194.
Milori D.M., Neto L.M., Bayer C., Mielniczuk J., Bagnato V.S. Humification degree of soil humic acids determined by fluorescence spectroscopy // Soil Science. 2002. № 11. 177. P. 739-749.
Мартынова Н.А. Химия почв: органическое вещество почв. Иркутск : Изд-во ИГУ, 2011. 257 с.
Ortiz J.E., Torres T., Delgado A., Julia R., Lucicni M., Llamas F.J., Reyes E., Soler V., Valle M. The palaeoenvironmental and palaeohydrological evolution of Padul Peat Bog (Granada, Spain) over one million years, from elemental, isotopic and molecular organic geochemical proxies // Organic Geochemistry. 2004. № 35. P. 1243-1260.
Ларин С.И., Ларина Н.С., Меркушина Г.А., Рябогина Н.Е. Реконструкция палеоклима-тических условий на юге Западной Сибири в голоцене (по данным геохимического и палинологического изучения торфяников) // Материалы Третьей всероссийской научной конференции (с международным участием) «Динамика современных экосистем в голоцене» 12-15 марта 2013 г. Казань, Республика Татарстан, Россия. С. 228-231.
Chen Y., Senesi N., SchnitzerM. Information provided on humic substances by E4/E6 ratios // Soil Science Society American Journal. 1977. № 41. P. 352-358.
Ковалева Н.О. Почвы как индикатор изменений климата последних 30 тысяч лет в горных регионах Средней Азии // Доклады по экологическому почвоведению. 2006. Т. 2, № 2. С. 1-20.
Фоминых Л.А., Золотарева Б.Н., Пинский Д.Л. Сравнительный анализ палеопочв в древних ландшафтах севера России // Криосфера Земли. 2010. Т. XIV, № 2. С. 56-68.
Дергачева М.И., Очур К.О. Реконструкция изменений природной среды в течение голоцена педогумусовым методом на территории Центрально-Тувинской котловины // Вестник Томского государственного университетата. Биология. 2012. № 1 (17). С. 5-17.
Дергачева М.И., Рябова Н.Н. Коррелятивные связи состава гумуса и климатических показателей в условиях горных территорий юга Сибири // Вестник Томского государственного университета. 2005. № 15. С. 68-71.
Дергачева М.И., Некрасова О.А., Оконешникова М.В., Васильева Д.И., Гаврилов Д.А., Очур К.О., Ондар Е.Э. Соотношение элементов в гуминовых кислотах как источник информации о природной среде формирования почв // Сибирский экологический журнал. 2012. № 5. С. 667-676.
Дергачева М.И. Гумусовые вещества как источник информации о природной среде формирования // Известия аграрной науки. 2011. Т. 9, № 2. С. 57-61.
Payne R.J, Blackford J.J. Peat humification and Climate change: a multy-site comparison from mires in south-east Alaska // Mires and peat. 2008. Vol. 3. P. 1-11.
ter Braak C. J. F., van Dam H. Inferring pH from diatoms: a comparison of old and new calibration methods // Hydrobiologia. 1989. 178. P. 209-223.
Рахлеева А.А., Корганова Г.А. К вопросу об оценке численности и видового разнообразия раковинных амеб (Rhizopoda, Testacea) в таежных почвах // Зоологический журнал. 2005. Т. 84, № 12. С. 1427-1436.
Курьина И.В. Экология раковинных амеб олиготрофных болот южной тайги Западной Сибири как индикаторов водного режима // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В.Г. Белинского. 2011. № 25. С. 368-375.
Chambers F.M., Blackford D.W., Yu Z. Methods for determining peat humification and for quantifying peat bulk density, organic matter and carbon content for palaeostudies of climate and peatland carbon dynamics // Mires and Peat. 2011. Vol. 7 (2010/11). P. 1-10.
Елина Г.А., Юрковская Т.К. Методы определения палеогидрологического режима как основа объективизации причин сукцессий растительности болот // Бот. журн. 1992. Т. 77, № 7. С.120-124.
Прейс Ю.И., Карпенко Л.В. Особенности стратиграфии, динамики и генезиса олиго-трофного грядово-мочажинного комплекса в междуречье Оби и Васюгана (среднета-ежная подзона Западной Сибири) // Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. № 1. С. 48-53.
Веретенникова Е.Э., Курьина И.В. Эволюция грядово-мочажинного комплекса южнотаежной подзоны Западной Сибири // География и природные ресурсы. 2014. № 2. С. 91-99.
Васильев С.В. Лесные и болотные ландшафты Западной Сибири. Томск : Изд-во НТЛ, 2007. 276 с.
Бахнов В.К. Биогеохимические аспекты болотообразовательного процесса. Новоси бирск : Наука, 1986. 193 с.
Ниценко А.А. О происхождении грядово-мочажинного рельефа на болотах // Вестник Ленинградского университета. Сер. Биология. 1964. № 21. Вып. 4. С. 75-87.
Глебов Ф.З., Карпенко Л.В., Климанов В.А., Миндеева Т.Н. Палеоэкологический анализ торфяного разреза «Назино» (среднетаежная подзона Западной Сибири) // Сибирский экологический журнал. 2001. № 6. С. 683-688.
Волкова В.С., Бахарева В.А., Левина Т.П. Растительность и климат голоцена Западной Сибири // Палеоклиматы позднеледниковья и голоцена. М. : Наука, 1989. С. 90-95.
Глебов Ф.З., Карпенко Л.В. Динамика болотной и суходольной растительности и кли мата междуречья Оби и Васюгана в голоцене // Лесоведение. 1999. № 5. С. 35-40.
Aaby B. Cyclic climatic variations in climate over the past 5500 years reflected in raised bogs // Nature. 1976. № 63. P. 281-284.
Хотинский Н. А. Голоцен Северной Евразии. М. : Наука, 1977. 197 с.
Бляхарчук Т.А. Торфяные отложения болот как летопись палеогеографической инфор мации // Материалы четвертой научной школы Болота и Биосфера. 12-15 сентября 2005 г. Томск : Изд-во ЦНТИ, 2005. С. 133-136.
Архипов С.А., Волкова В.С. Глобальная история. Ландшафты и климаты плейстоцена и голоцена Западной Сибири // Тр. ОИГГМ СО РАН. Новосибирск, 1994. Вып. 823. 106 с.
Zaccone C., Miano T.M., Shotyk W. Qualitative comparison between raw peat and related humic acids in an ombrotrophic bog profile // Organic Geochemistry. 2007. № 38. P. 151160.
_9_2014_1419234994.jpg)
