Статья

Название статьи ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ В ЗАПОВЕДНИКЕ «КОСТОМУКШСКИЙ» (РОССИЯ) И В ОКРУЖАЮЩЕМ РЕГИОНЕ НА ФОНЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В ГОЛОЦЕНЕ
Авторы

Людмила Владимировна Филимонова, к.б.н., с.н.с. Института биологии – обособленного подразделения Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Карельский научный центр Российской академии наук" (185910, Россия, Республика Карелия, г. Петрозаводск, ул. Пушкинская, д. 11); e-mail: filimonovaluda@mail.ru

Библиографическое описание статьи

Филимонова Л.В. 2021. Динамика растительности в заповеднике «Костомукшский» (Россия) и в окружающем регионе на фоне изменения природной среды в голоцене // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Т. 6(Suppl.1). С. 98–115. https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2021.019

Рубрика Оригинальные статьи
DOI https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2021.019
Аннотация

В связи с современной климатической нестабильностью изучение естественных трендов развития растительности на фоне глобальных изменений климата актуально, особенно на территориях, которые были перекрыты последним Валдайским ледником, а также в дальнейшем не подверглись значительной антропогенной трансформации. Заповедник «Костомукшский», входящий в состав российско-финляндского заповедника «Дружба» и Зеленого пояса Фенноскандии, представляет собой эталон хорошо сохранившихся коренных северотаежных сосновых лесов. С целью получения реконструкции истории их становления в послеледниковое время выполнены стратиграфические, радиоуглеродные и палеоботанические (определение пыльцы, спор, макроостатков растений, водорослей Pediastrum) исследования озерно-болотных отложений двух разрезов болота Межсельговое. Для выявления общих тенденций и локальных особенностей развития суходольной растительности, а также заболачивания района исследований проведено сопоставление новых и ранее полученных автором статьи данных по разрезам болот Härkösuo и Isosuo из финской части заповедника «Дружба» и литературных палеогеографических материалов с близрасположенных территорий. Реконструкции динамики растительности выполнены со времени дегляциации района исследований в пребореале до настоящего времени на фоне изменения природной среды (в том числе палеоклиматических показателей), а также с учетом геоморфологии территории и антропогенного воздействия. Они опираются на 25 радиоуглеродных датировок. Установлено, что дегляциация территории российско-финляндского заповедника «Дружба» началась примерно 9700 лет назад по 14С (л.н.) / 11 160 календарных лет назад (кал.л.н.) и закончилась не позднее 9500 ± 70 л.н. (10 830 ± 160 кал.л.н.). По мере отступания ледника здесь распространились перигляциально-степные полынно-марево-разнотравные, тундровые (ерниково- и кустарничково-зеленомошные, ивовые и осоково-злаковые), а также лесотундровые березовые сообщества. Доля первых близ мест исследований была невысокой. К концу бореала уменьшились и площади, занимаемые тундровой растительностью. Наибольшее распространение в это время имели березовые редколесья. Они сменились березовыми и сосново-березовыми редкостойными лесами, которые были еще широко представлены на протяжении большей части бореала близ болот Межсельговое, Härkösuo (9110 ± 80 л.н. / 10 300 ± 100 кал.л.н.) и Isosuo (8370 ± 60 л.н. / 9370 ± 80 кал.л.н.). Значительное увеличение участия Pinus в составе лесов отмечено с 8750 ± 50 л.н. (9750 ± 120 кал.л.н.) до максимума в конце бореала, что подтверждено датировками 8240 ± 60 л.н. (9220 ± 100 кал.л.н.) и 8090 ± 200 л.н. (9000 ± 260 кал.л.н.). Сосновые и березово-сосновые леса преобладали на протяжении всего атлантического периода. Потепление и увеличение влажности климата в это время способствовало тому, что леса приобрели среднетаежный облик, создало условия для расселения Alnus, возможно, Ulmus. Picea начала распространяться на территории исследований не позднее 5700 л.н. (6500 кал.л.н.) и со времени 5440 ± 40 л.н. (6240 ± 50 кал.л.н.) играла существенную роль в растительном покрове. Наибольшего распространения еловые леса достигли в суббореале, особенно после 3290 ± 70 л.н. (3520 ± 80 кал.л.н.), когда они согосподствовали с сосновыми лесами. Глобальное похолодание в начале субатлантического периода вызвало выпадение из растительного покрова района исследований и южнее расположенных территорий неморальных видов, изреживание сосновых и еловых лесов, в результате чего они приобрели северотаежный облик. Участие Picea в составе лесов снизилось, особенно в последние 800 (700) лет. В настоящее время здесь господствуют сосновые леса. Наряду с доминирующей растительностью, начиная с бореала, встречались березовые и ольхово-березовые постпирогенные сообщества, с атлантического времени – ольховники. К настоящему времени лесные массивы, пострадавшие от природных пожаров (молний), практически восстановились. Леса в основном девственные, поскольку не испытали существенного антропогенного воздействия. Согласно данным, заболачивание некоторых обводненных депрессий началось в пребореале (9500 ± 70 л.н. / 10 830 ± 160 кал.л.н.). В бореальное и атлантическое время улучшение прогрева обмелевших палеоводоемов способствовало сапропелеобразованию, зарастанию их водно-болотной растительностью и переходу на тельматический путь развития. Представленная в статье детальная реконструкция истории становления современных северотаежных сосновых лесов на фоне изменения палеоклиматических показателей в голоцене содержит информацию о вероятностных их изменениях в будущем при различных климатических сценариях. Особый интерес представляют сведения о времени миграции Picea на территорию российско-финляндского заповедника «Дружба», которые дополняют и уточняют имеющиеся картографические модели ее распространения на северо-западе России и на востоке Балтийского щита. Полученный комплекс палинологических и радиоуглеродных (20 датировок) данных может быть использован в дальнейшем для корреляции с палеогеографическими материалами из других регионов с целью реконструкции пространственно-временной динамики растительности.

Ключевые слова

Карелия, макроостатки растений, радиоуглеродное датирование, реконструкции палеорастительности, спорово-пыльцевой анализ, торфонакопление

Информация о статье

Поступила: 17.08.2020. Исправлена: 05.02.2021. Принята к опубликованию: 25.01.2021.

Полный текст статьи
Список цитируемой литературы

Громцев А.Н. 2009. Леса заповедника «Костомукшский»: структура, динамика, ландшафтные особенности // Труды Карельского научного центра РАН. Вып. 5. С. 71–78.
Демидов И.Н. 2005. Деградация поздневалдайского оледенения в бассейне Онежского озера // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 8. С. 134–142.
Елина Г.А. 1981. Принципы и методы реконструкции и картирования растительности голоцена. Л.: Наука. 159 с.
Елина Г.А., Кузнецов О.Л., Максимов А.И. 1984. Структурно-функциональная организация и динамика болотных экосистем Карелии. Л.: Наука. 128 с.
Елина Г.А., Лукашов А.Д., Юрковская Т.К. 2000. Позднеледниковье и голоцен восточной Фенноскандии (палеорастительность и палеогеография). Петрозаводск: КарНЦ РАН. 242 с.
Климанов В.А., Елина Г.А. 1984. Изменения климата на северо-западе Русской равнины в голоцене // Доклады Академии Наук СССР. Т. 274(5). С. 1164–1167.
Короткина М.Я. 1939. Ботанический анализ торфа // Методы исследования торфяных болот. Ч. 2. Лабораторные и камеральные работы / М.И. Нейштадт (ред.). М.: Народный Комиссариат земледелия РСФСР. Т. 6, ч. 2. С. 5–59.
Лукашов А.Д., Экман И.М. 1980. Деградация последнего оледенения и некоторые особенности маргинальной и островной ледниковой аккумуляции в Карелии // Природа и хозяйство Севера. Вып. 7. С. 8–20.
Савельева Л.А. 2010. Картографическая модель распространения ели в голоцене на северо-западе Русской равнины // Направления исследований в современном болотоведении России / Т.К. Юрковская (ред.). Санкт-Петербург: БИН РАН. С. 129–145.
Серебрянный Л.Р. 1974. Миграция ели на востоке и севере Европы в позднее- и послеледниковое время // Бюллетень Комиссии по изучению четвертичного периода. №41. С. 13–23.
Филимонова Л.В. 2010. Динамика уровенного режима, зарастания и заторфовывания палеоводоемов заповедника «Кивач» на фоне изменений природной среды за последние 11500 лет // Направления исследований в современном болотоведении России / Т.К. Юрковская (ред.). Санкт-Петербург: БИН РАН. С. 113–126.
Филимонова Л.В. 2015. Химико-технологическая обработка отложений // Методы исследования пыльцы и спор / Т.С. Николаевская, Л.В. Филимонова, Н.А. Елькина (ред.). Петрозаводск: КарНЦ РАН. С. 33–43.
Филимонова Л.В. 2020. Динамика суходольной и водно-болотной растительности на территории заказника «Толвоярви» с аллереда до современности // Труды Карельского научного центра РАН. №8. С. 5–25. DOI: 10.17076/bg1134
Филимонова Л.В., Климанов В.А. 2005. Изменение количественных показателей палеоклимата в среднетаежной подзоне Карелии за последние 11000 лет // Труды Карельского научного центра РАН. Вып. 8. С. 112–120.
Филимонова Л.В., Лаврова Н.Б. 2017. Изучение палеогеографии Онежского озера и его бассейна с использованием комплекса методов // Труды Карельского научного центра РАН. №10. С. 86–100. DOI: 10.17076/lim703
Хотинский Н.А. 1977. Голоцен северной Евразии. М.: Наука. 200 с.
Хотинский Н.А. 1987. Радиоуглеродная хронология и корреляция природных и антропогенных рубежей голоцена // Новые данные по геохронологии четвертичного периода. М.: Наука. С. 39–45.
Шелехова Т.С., Лаврова Н.Б. 2020. Палеогеографические реконструкции развития территории северо-западной Карелии в голоцене (по данным изучения донных отложений малых озер) // Труды Карельского научного центра РАН. №9. С. 101–122. DOI: 10.17076/lim1268
Ekman I., Iliyn V. 1995. Deglatiation, the Younger Dryas end moraines and their correlation in Russian Karelia and adjacent areas // Glacial deposits in North-East Europe / J. Ehlers, S. Kozarski, P. Gibbard (Eds.). Rotterdam-Brookfield: A.A. Balkema. P. 195–209.
Elina G.A., Filimonova L.V. 1996. Russian Karelia // Palaeoecological events during the last 15000 years: regional syntheses of palaeoecological studies of lake and mires in Europe / B.E. Berglund, H.J.B. Birks, M. Ralska-Jasiewiczowa, H.E. Wright (Eds.). London: John Wiley & Sons Ltd. P. 353–366.
Elina G.A., Lukashov A.D., Yurkovskaya T.K. 2010. Late Glacial and Holocene palaeovegetation and palaeogeography of Eastern Fennoscandia. Vol. 4. Helsinki: The Finnish Environment Institute. 304 p.
Filimonova L., Lavrova N. 2014. Paleogeography of Zaonezhye Peninsula // Biogeography, landscapes, ecosystems and species of Zaonezhye Peninsula, in Lake Onega, Russian Karelia. Vol. 40. P. 57–73.
Grimm E.C. 1990. TILIA and TILIA GRAPH.PC spreadsheet and graphics software for pollen data // INQUA, Working Group on Data-Handling Methods Newsletter. Vol. 4. P. 5–7.
Grimm E.C. 2004. TGView Version 2.0.2. Springfield: Illinois State Museum, Research and Collections Center.
Hyvärinen H. 1973. The deglaciation history of eastern Fennoskandia – recent data from Finland // Boreas. Vol. 2(2). P. 85–102. DOI: 10.1111/j.1502-3885.1973.tb00975.x
Komárek J., Jankovská V. 2001. Review of the Green Algal Genus Pediastrum; Implication for Pollenanalytical Research // Bibliotheca Phycologica. Vol. 108. P. 1–127.
Kuosmanen N., Seppä H., Alenius T., Bradshaw R.H.W., Clear J.L., Filimonova L., Heikkilä M., Renssen H., Tallavaara M., Reitalu T. 2016a. Importance of climate, forest fires and human population size in the Holocene boreal forest composition change in Northern Europe // Boreas. Vol. 45(4). P. 688–702. DOI: 10.1111/bor.12183
Kuosmanen N., Seppä H., Reitalu T., Alenius T., Bradshaw R.H.W., Clear J.L., Filimonova L., Kuznetsov O., Zaretskaya N. 2016b. Long-term forest composition and its drivers in taiga forest in NW Russia // Vegetation History and Archaeobotany. Vol. 25(3). P. 221–236. DOI: 10.1007/s00334-015-0542-y
Kuznetsov О., Heikkilä R., Lindholm T., Mäkilä M., Filimonova L. 2012. Holocene vegetation dynamics and carbon accumulation of two mires in Friendship Park, eastern Finland // The Finnish Environment. Vol. 38: Mires from Pole to Pole. Helsinki: Finnish Environment Institute. P. 91–112.
Lunkka J.P., Johansson P., Saarnisto M., Sallasmaa O. 2004. Glaciation of Finland // Quaternary Glaciation – Extent and Chronology / J. Ehlers, P.L. Gibbard (Eds.). Elsevier Science. P. 93–100.
Mazei N.G., Kusilman M.V., Novenko E.Y. 2018. The Occurrence of Carpinus, Fagus, Tilia, and Quercus Pollen in Subrecent Spore-Pollen Spectra from the East European Plain: On the Possibility of Long-Distance Pollen Transfer // Russian Journal of Ecology. Vol. 49(6). P. 484–491. DOI: 10.1134/S1067413618050077
Moore P.D., Webb J.A., Collinson M.E. 1991. Pollen analysis. Oxford: Blackwell. 216 p.
Niemelӓ J., Ekman I., Lukashov A. (Eds.). 1993. Quaternary deposits of Finland and Northwestern part of Russian Federation and their resources. Scale 1 : 1 000 000. Espoo: Geological Survey of Finland.
Reimer P.J., Austin W.E.N., Bard E., Bayliss A., Blackwell P.G., Bronk Ramsey C., Butzin M., Cheng H., Edwards R.L., Friedrich M., Grootes P.M., Guilderson T.P., Hajdas I., Heaton T.J., Hogg A.G., Hughen K.A., Kromer B., Manning S.W., Muscheler R., Palmer J.G., Pearson C., van der Plicht J., Reimer R.W., Richards D.A., Scott E.M., Southon J.R., Turney C.S.M., Wacker L., Adolphi F., Büntgen U. et al. 2020. The IntCal20 Northern Hemisphere Radiocarbon Age Calibration Curve (0–55 cal kBP) // Radiocarbon. Vol. 62(4). P. 725–757. DOI: 10.1017/RDC.2020.41
Saarnisto M., Saarinen T. 2001. Deglaciation chronology of the Scandinavian Ice Sheet from the Lake Onega Basin to the Salpausselkä End Moraines // Global and Planetary Change. Vol. 31(1–4). P. 387–405. DOI: 10.1016/S0921-8181(01)00131-X
Savelieva L.A., Andreev A.A., Gromig R., Subetto D.A., Fedorov G.B., Wennrich V., Wagner B., Melles M. 2019. Vegetation and climate changes in northwestern Russia during the Lateglacial and Holocene inferred from the Lake Ladoga pollen record // Boreas. Vol. 48(2). P. 349–360. DOI: 10.1111/bor.12376
Vasari Y., Glückert G., Hicks S., Hyvärinen H., Simola H., Vuorela I. 1996. Finland // Palaeoecological events during the last 15 000 years: regional syntheses of palaeoecological studies of lakes and mires in Europe / B.E. Berglund, H.J.B. Birks, M. Ralska-Jasiewiczowa, H.E. Wright (Eds.). London: John Wiley & Sons Ltd. P. 281–351.
Vasari Y., Kuznetsov O.L., Lavrova N.B., Shelekhova T.S., Vasari A. 2007. Alinlampi, a Late-Glacial site in the northern Karelian Republic // Annales Botanici Fennici. Vol. 44(1). P. 42–55.
Wohlfarth B., Filimonova L., Bennike O., Björkman L., Brunnberg L., Lavrova N., Demidov I., Possnert G. 2002. Late-Glacial and Early Holocene Environmental and Climatic Change at Lake Tambichozero, Southeastern Russian Karelia // Quaternary Research. Vol. 58(3). P. 261–272. DOI: 10.1006/qres.2002.2386
Wohlfarth B., Schwark L., Bennike O., Filimonova L., Tarasov P., Björkman L., Brunnberg L., Demidov I., Possnert G. 2004. Unstable early-Holocene climatic and environmental conditions in northwestern Russia derived from a multidisciplinary study of a lake-sediment sequence from Pichozero, southeastern Russian Karelia // The Holocene. Vol. 14(5). P. 732–746. DOI: 10.1191/0959683604hl751rp