На основе детальных палинологических исследований и радиоуглеродного датирования торфяных отложений Читино-Ингодинской впадины Забайкалья проведена реконструкция растительности в позднем голоцене. Реконструирована растительность, близкая по составу к современной, без значительных изменений в ее составе и крупных изменений климата.
Reconstruction of vegetation Chitino-Ingoda depression (Transbaikalia) in the Late Holocene.pdf Введение Читино-Ингодинская впадина расположена в Центральном Забайкалье между хребтами Яблоновый и Черского, охватывает бассейны рек Чита и Ингода. Состоит из двух частей: Инго-динской (длиной более 190 км) и Читинской (длиной более 70 км), которые в окрестностях г. Чита соединяются. По геологическому строению является протовпадиной, сложена горными породами осадочной и базальтоидной формаций. Сверху эти формации перекрыты кайнозойскими континентальными отложениями сравнительно небольшой мощности. Заложение впадины относится к мезозою. Дальнейшее формирование происходило в нео-ген-четвертичное время. Днища наиболее приподняты на флангах (750-900 м абсолютной высоты) и постепенно снижаются к месту соединения до 637 м, до уреза р. Ингода. Ширина впадины колеблется от 2-4 до 25 км. Характер сочленения бортов впадины со склонами хребтов преимущественно плавный [Кулаков и др., 2009]. Основную роль в рельефе впадины играют аллювиальные равнины на уровне поймы и первой надпойменной террасы [Уфимцев, Сизиков, 1974]. В долине р. Ингода крупные болота, имеющие значительную глубину и мощные отложения торфа, отсутствуют. Здесь распространены заболоченные земли, покрытые травяным и кустарниковым покровом с маломощными торфяными отложениями, мощность которых не превышает 0,5 м. По дендрологическому районированию район исследования относится к горно-лесной зоне Читинского округа [Бобринев, 2000]. В долине преобладают остепненные участки. Увалы и верховья хребтов заняты горной тайгой. На хребтах водоразделов 900-1 200 м господствует сосна, на северных склонах - лиственница Гмелина, по ручьям - береза. Плоская долина Ингоды и нижние части склонов заняты луговыми степями. Бывшие безлесные, ранее распаханные участки зарастают травяно-кустарниковой растительностью. Материалы и методы Керн торфяных отложений отобран на правобережье р. Ингода напротив села с одноименным названием в точке с координатами 51°50.408' с.ш., 113°09.701' в.д. (рис. 1). Масса каждого изученного образца равнялась 5 г. Физико-химическая обработка выполнена с применением методики извлечения спор и пыльцы из ископаемого торфа [Петрова, Кондратене, Дедович, 1986]. Мощность изученных отложений составила 36 см (рис. 2). Микроскопические исследования выполнены с помощью биологического микроскопа Zeiss Axio Lab (Германия). До глубины 18 см изучены каждые 5 мм отложений, с глубины 18 до 36 см - каждые 10 мм. Вместе с поверхностными пробами всего исследовано 55 образцов. © Решетова С. А., 2018 DOI: 10.17223/25421379/9/6 РЕКОНСТРУКЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЧИТИНО-ИНГОДИНСКОЙ ВПАДИНЫ (ЗАБАЙКАЛЬЕ) 57 Рис. 1. Место отбора поверхностных проб и керна торфяных отложений (показано черной стрелкой) Fig. 1. Place of sampling of surface samples and peat sediment cores (this is indicated by the black arrow) Рис. 2. Керн торфяных отложений долины р. Ингода Fig. 2. Peat core of the valley River Ingoda 58 С.А. Решетова Слайды просмотрены при увеличении в 400, 630 раз, на которых одновременно с подсчетом спор и пыльцы произведен учет диатомовых водорослей, устьиц хвойных растений и микрочастиц угля. Определение морфологических признаков пыльцевых зерен, спор и установление их таксономической принадлежности выполнены с помощью специальной литературы [Пыльцевой... 1950; Куприянова, Алешина, 1972; Куприянова, Алешина, 1978; Diagnostic^ 1980], устьиц растений [Sweeney, 2004], панцирей диатомовых водорослей [Диатомовый... 1949, 1950]. При построении спорово-пыльцевой диаграммы (см. рис. 3) в группу разнотравья (Other herbs) вошла пыльца таксонов, которые установлены в незначительных количествах и не во всех спектрах. В группу включена пыльца таких семейств, как капустные, луковые, бобовые, валериановые, подорожниковые, мареновые, яснот-ковые, гвоздичные, колокольчиковые, синюхо-вые, лилейные, гречишные. При восстановлении облика растительного покрова учитывались данные о составе СПС поверхностных проб, данные о пыльцевой продуктивности растений, роли вертикальной поясности в распределении растительности, а также степени ее сохранности в ископаемом состоянии. Процентное содержание каждого таксона рассчитано от суммы пыльцы наземной растительности без гидрофитов и спор. Процентное содержание спор, гидрофитов и створок диатомовых водорослей рассчитано от общего числа пыльцы и спор в образце. Всего установлено 8 таксонов древесных растений, 6 кустарниковых, 45 таксонов кустарничковых, травянистых растений и мхов, 4 гидрофитов и 2 таксона диатомовых водорослей (табл. 1). По торфяным разреза получены радиоуглеродные даты. Датирование выполнено в лаборатории палеогеографии и геохронологии четвертичного периода факультета географии и геоэкологии СПбГУ (см. табл. 2). Результаты и обсуждение Изучен состав субрецентных споровопыльцевых спектров почвенных отложений в непосредственной близости от разреза торфяных отложений в приустьевой части рек Какова и Дальняя Амодовка (см. рис. 1). В спектрах преобладает пыльца деревьев и кустарников: сосны обыкновенной (Pinus sylvestris), березы (Betula alba-type) и лиственницы (Larix), березки кустарниковой (Betula nana-type), ольховника (Duschekia), ивы (Salix), характеризуя склоновые таежные сосново-лиственничные леса со смешанным подлеском на региональном уровне. В меньшей степени обилия присутствует пыльца трав, свидетельствуя о наличии как луговоболотных, так и лесостепных ассоциаций локальных группировок. Состав поверхностных проб адекватно отражает особенности состава современной растительности на зональном, региональном и локальном уровнях. В результате детального палинологического изучения торфяных отложений установлено, что не все образцы были хорошо насыщены спорами и пыльцой. В интервале 6-10 см (рис. 3) выделены лишь единичные экземпляры пыльцы, не позволившие провести статистический анализ. В среднем обилие пыльцы и спор в каждом образце превышало 300 зерен. Это дало возможность произвести их статистическую обработку в программе Excel, а затем построить спорово-пыльцевую диаграмму. Полный набор установленных таксонов растений в исследуемых торфяных отложениях представлен в табл. 1. Результаты статистической обработки полученных результатов показали, что во всех спектрах доминирует пыльца древесных растений. Ее количество в среднем составляет 63%. Доминирует среди обилия пыльцы древесных видов растений пыльца сосны обыкновенной. Количество пыльцы лиственницы в спектрах в среднем не превышает 2%. Ель и пихта представлены единичными экземплярами пыльцевых зерен. В интервале 23-25 см в спорово-пыльцевых спектрах установлены единичные пыльцевые зерна ильма и липы. Количество пыльцы кустарников в спектрах составляет в среднем не более 6%. Представлены кустарниковые виды кедровым стлаником, ольховником, ивой, редкими зернами пыльцы облепихи. Среди трав и кустарничков, обилие которых в среднем составляет 30%, преобладает пыльца осоки. Постоянно присутствует пыльца полыни, маревых и злаков. Остальные таксоны представлены в меньшей степени обилия или единичными пыльцевыми зернами. Споры в спектрах торфяных отложений установлены редкими экземплярами или вообще отсутствуют. РЕКОНСТРУКЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЧИТИНО-ИНГОДИНСКОЙ ВПАДИНЫ (ЗАБАЙКАЛЬЕ) 59 Таблица Таксоны растений, установленные в результате палинологических исследований торфяных отложений долины р. Ингода Table Plant taxa established as a result of palynological studies of peat deposits of the River Ingoda Таблица Результаты определения абсолютного возраста радиоуглеродным методом образцов торфяных отложений долины р. Ингода № п/ п Группы растений Семейство, род, вид 1 S H 5 л ч о H о сЗ Cu 5S О К ≡ о со сЗ К 6 Л Ч 3 И Древесные Ель Picea obovata, пихта Abies, лиственница Larix, сосна сибирская кедровая Pinus sibirica, сосна обыкновенная P. sylvestris, ильм Ulmus, береза древесная Betula alba-type, липа Tilia 2 Кустарники Береза кустарниковая Betula nana-type, кедровый стланик Pinus pumila, душекия или ольховник Duschekia, ива Salix, облепиха Hippophea 3 Кустарнички и травы Вересковые Ericaceae, рододендрон Rhododendron, эфедра Ephedra, полынь Artemisia, сложноцветные Asteraceae, тысячелистник Achillea, скабиоза Scabiosa, цикориевые Chicoriaceae, одуванчик Taraxacum, мордовник Echinops, амброзия Ambrosia, злаковые Poaceae, осоковые Cyperaceae, маревые Chenopodiaceae, лютиковые Ranunculaceae, василистник Thalictrum, лапчатка Potentilla, гречишные Polygonaceae, капустные Brassicaceae, гераниевые Geraniaceae, розоцветные Rosaceae, кровохлебка Sanquisorba, луковые Alliaceae, бобовые Fabaceae, володушка Bupleurum, зонтичные Apiaceae, валериана Valeriana, подорожник Plantago, подмаренник Galium, кипрейные Ona-graceae, яснотковые Labiatae, гвоздичные Caryophyllaceae, колокольчиковые Campanulaceae, синюховые Polemoniaceae и лилейные Liliaceae 4 Гидрофиты Рогоз Typha, частуха Alisma, ежеголовник Sparganium, рдест Potamogeton 5 Споровые растения Сфагновый мох Sphagnum, плаун булавовидный Lycopodium clavatum, плаун темный L. obscurum, плаун годичный L. annotium, гроздовник Botrychium, мно-гоножковые Polypodiaceae, печеночный мох Riccia, бриевый мох Bryales (крупные формы), плаунок сибирский Selaginella sibirica, орляк Pteridium 6 Водоросли Диатомовые: Пеннантные формы Pennatophyceae, Центрические формы (Cen-trophyceae). 2 Table The results of determining the absolute age by the radiocarbon method of samples of peat deposits in the valley of the River Ingoda Место отбора Лабораторный номер Описание Радиоуглеродный возраст, лет Калиброванный возраст (календарный), кал. лет Долина ЛУ-8973 Kakh-1, гл. 13-14 см, торф (очень малое количество образца) 1 300±200 1 220±200 р. Ингода ЛУ-8974 Kakh-2, гл. 37-38 см, торф (очень малое количество образца) 1 320±210 1 240±220 Примечание: значения календарного возраста приведены на основании калибровочной программы «OxCal 4.2» (калибровочная кривая «IntCal 13»).Christopher Bronk Ramsey (https://c14.arch.ox.ac.uk). В верхнем сантиметровом слое отложений отмечены единичные экземпляры панцирей диатомовых водорослей (пеннантные формы), а в интервале глубин 11-36 см постоянно присутствовали центрические формы диатомей, обилие которых в среднем не превышало 2% от суммы пыльцы и спор в образце. По разрезу получены радиоуглеродные даты. Датирование выполнено в лаборатории палеогеографии и геохронологии четвертичного периода факультета географии и геоэкологии СПбГУ (табл. 2). А x-< & с5 дО- ⅛ л, у v÷ j∕*. ⅛°' Рис. 3. Спорово-пыльцевая диаграмма торфяных отложений долины р. Ингода. Значения радиоуглеродного возраста Fig. 3. Spore and pollen diagram of peat sediments of the valley River Ingoda. Radiocarbon age РЕКОНСТРУКЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЧИТИНО-ИНГОДИНСКОЙ ВПАДИНЫ (ЗАБАЙКАЛЬЕ) 61 По результатам исследования реконструируется растительность среднетаежных низкогорных ландшафтов, близкая по составу к современной, из сосны и лиственницы с участием березы. Постоянное присутствие в палинологическом мацерате устьиц иголочек хвойных растений, чаще всего сосны, которые не переносятся на дальние расстояния, а оседают на поверхность вблизи растущих деревьев, в отличие от ее пыльцевых зерен, подтверждает постоянное наличие соснового леса на более высоких участках, но в непосредственной близости от формировавшихся отложений. Несмотря на невысокие содержания пыльцы лиственницы, присутствие даже такого количества пыльцы этих древесных растений свидетельствует об их значительном участии в составе растительности вблизи разреза. Такое заключение базируется на знании о степени представленности пыльцы лиственницы и ели в региональных споровопыльцевых спектрах [Мальгина, 1971; Bezrukova et al., 2005; Решетова 2018]. Во время формирования торфяного слоя в пойменной части Ингоды, как и в современном ее состоянии, развивались злаково-осоковые группировки. Присутствие в спорово-пыльцевых спектрах пыльцы лютиковых, эфедры и полыни характеризует наличие пойменных и террасированных участков, занятых луговыми и лугово-степными ассоциациями. В верхней части разреза зафиксировано повышенное содержание пыльцы кипрея - пионерного вида в растительности современных послепожарных сукцессий. Его обилие совпадает с максимальными содержаниями микрочастиц угля в спектрах (рис. 3), также характеризующих верхнюю часть разреза, что вместе с визуальными наблюдениями (рис. 2) свидетельствует о наличии пожарных явлений, происходящих во время формирования верхнего пятисантиметрового слоя торфяных отложений. Из диаграммы видно, что пожар не повлиял на количество сохраненных в отложениях спор и пыльцы, установленное в каждом исследованном образце свыше 250 зерен. Низкое содержание спор и пыльцы в интервале 6-10 см, возможно, объясняется наличием в этой части разреза крупных листоватых остатков растений и недостаточным количеством мелкого растительного детрита, более пригодного для сохранения и удержания микроскопических фоссилий (рис. 2). Не поддается логическому объяснению наличие единичных зерен пыльцы липы в отложениях на фоне постоянно доминирующих одних и тех же видов растений, что указывает на относительную стабильность природных условий и отсутствие резких климатических изменений во время формирования торфяного слоя. К тому же, в составе современной растительности липа не произрастает не только в пределах Читино-Ингодинской впадины, но и в целом в пределах всего Забайкалья (растет на Алтае и Дальнем Востоке). Поэтому, несмотря на хорошую сохранность пыльцевых зерен в СПС разреза, единичные пыльцевые зерна липы в СПС отнесены к привнесенным формам и не введены в состав спектров. Палинологическая запись показала, что за время накопления торфяного слоя мощностью 36 см существенных изменений в составе региональной растительности впадины не происходило. Средняя и нижняя части разреза накапливались в более влажных климатических условиях, на что указывает увеличение в них влаголюбивых таксонов растений - ивы и осоки с постоянным присутствием диатомовых водорослей. Заключение В результате исследований была получена датированная палинологическая запись торфяных отложений долины р. Ингода. Реконструирована растительность за последние 13001500 лет, представленная светлохвойной растительностью. Установлено, что за время накопления торфяного слоя значительных изменений в составе реконструированной растительности не происходило. Полученные данные хорошо согласуются с результатами межрегиональных корреляций по палинологическим данным, свидетельствующих о том, что в южных широтах Забайкалья темнохвойная растительность была замещена светлохвойной уже со вто- 62 С.А. Решетова рой половины среднего голоцена в период с тельности и климата не происходило [Реше- 7 000 до 5 500 л.н. В позднем голоцене сущетова, Безрукова, 2017]. ственных изменений в составе лесной расти-
Бобринев В.П. Древесные растения Читинской области : учеб.-метод. пособие. Чита: Изд-во Читин. обл. тип., 2000. 194 с
Диатомовый анализ. Книга 2. Определитель ископаемых и современных диатомовых водорослей. Порядки Centrales и Mediales / А.Н. Криштофович. Л.: Росгеолиздат, 1949. 238 с
Диатомовый анализ. Книга 3. Определитель ископаемых и современных диатомовых водорослей. Порядок Pennales / А.Н. Криштофович. Л.: Росгеолиздат, 1950. 398 с
Куприянова Л.А., Алёшина Л.А. Пыльца и споры растений флоры европейской части СССР. Л.: Наука, 1972. Т. 1. 170 с
Куприянова Л.А., Алёшина Л.А. Пыльца двудольных растений флоры европейской части СССР. Lamiaceae -Zygophyllaceae. Л.: Наука, 1978. 184 с
Кулаков В.С., Синица С.М., Константинов М.В., Юргенсон Г.А. Читино-Ингодинская впадина // Малая энциклопедия Забайкалья: Природное наследие / гл. ред. Р.Ф. Гениатулин. Новосибирск: Наука, 2009. С. 641-642
Мальгина Е.А. Результаты спорово-пыльцевого анализа проб с поверхности почвы из Центральной Монголии // Палинология голоцена / М.И. Нейштадт. М.: Наука, 1971. С. 239-258
Петрова И.В., Кондратене О.П., Дедович Г.С. Методические рекомендации к технике обработки осадочных пород при спорово-пыльцевом анализе. Л.: ВСЕГЕИ, 1986. 76 с
Пыльцевой анализ / гл. ред. И.М. Покровская. Л.: Госгеолиздат, 1950. 570 с
Решетова С.А. Субрецентные спорово-пыльцевые спектры юга Забайкальского края как методическая основа для реконструкций палеорастительности // География и природные ресурсы. 2018. № 1. С. 186-196
Решетова С.А., Безрукова Е. В. Растительность и климат Забайкалья в позднеледниковье и голоцене (по палинологическим данным). Чита: ЗабГУ, 2018. 192 с
Уфимцев Г.Ф., Сизиков А.И. Нагорья Центрального и Восточного Забайкалья и Олекминского Становика // Нагорья Прибайкалья и Забайкалья / отв. ред. Н.А. Флоренсов. М.: Наука, 1974. С. 245-296
Bezrukova E.V., Abzaeva A.A., Letunova P.P., Kulagina N.V., Belov A.V., Orplova L.A., Danko L.V. Post-glacial history of Siberian spruce (Picea obovata) in the Lake Baikal area and the significance of this species as paleo-environmental indicator // Quaternary International. 2005. V. 136. P. 18-32
Diagnostic characters of pollen grains of Japan / J. Nakamura. Spec. Publ. Osaka Mus. Nat. Hist. 1980. V. 13. 90 р
Sweeney C.A. A key for the indentification of stomata of the native conifers of Scandinavia // Review of Palaeobotany and Palynology. 2004. V. 128. P. 281-290