Палеоэкологические исследования на территории ООПТ (на примере природного парка Ергаки)
Гренадерова А.В., Ямских Г.Ю.
Институт экономики, управления и природопользования Сибирского федерального университета
На юге Красноярского края в центральной части Западного Саяна располагается Природный парк «Ергаки», который был создан в 2005 году с целью сохранения уникальных и типичных природных комплексов и объектов, достопримечательных природных образований, редких, находящихся под угрозой исчезновения и иных ценных объектов растительного и животного мира, их генетического фонда; а также для создания условий для отдыха посетителей и сохранения рекреационных ресурсов; экологического воспитания населения и наблюдения за изменением состояния окружающей природной среды.
Природный парк общей площадью 217 тысяч га, является частью уникального Алтае-Саянского экологического региона, где сочетаются экосистемы гор и межгорных котловин, встречаются биомы горной тундры, леса, степи. Широкий спектр природных условий, на территории парка и сопредельных с ним участков определяет высокий уровень биоразнообразия.
На территории природного парка «Ергаки» развита густая речная сеть, состоящая из трех главных водотоков: р.Ус, р.Оя и р.Казыр-Суг, и большого количества малых рек и ручьев, в долинах которых создаются уникальные условия для формирования и сохранения эндемичной фауны и флоры. В парке расположено большое количество озер, из которых наиболее посещаемые туристами – Радужное, Золотарное, Ойское, Светлое, Мраморное и Малое Буйбинское, испытывают в настоящее время значительную антропогенную нагрузку (засорение бытовым мусором, вытаптывание озерных террас и пойм ручьев, сокращение площадей растительных сообществ).
По берегам некоторых озер, в поймах и на притеррасных участках рек наблюдаются процессы заболачивания и торфонакопления, небольшие болота формируются и на месте мелких зарастающих подпрудных озер, плотины которых сложены мореной.
Горные болота, также как и равнинные выполняют большое количество разнообразных биосферных функций, а именно: являются местообитанием специфической флоры и фауны; аккумулируют воду и биогенные химические элементы, а также вещества, поступающие на поверхность болота с атмосферными осадками, пылью, паводками и подземными водами; участвуют в поддержании гидрологического режима территорий. Кроме этого, болота выполняют информационно-историческую функцию, сохраняя в торфяных залежах информацию об истории развития болот и экологических условиях времени их формирования. Так, по включенным в торф макроостаткам растений (корни, стебли, листья, кора и древесина) можно восстановить болотную растительность, а по пыльце и спорам узнать какие фитоценозы произрастали на окружающей болото территории. Используя метод актуализма, различные экологические шкалы можно реконструировать природные условия прошлого.
Таким образом, комплексное исследование торфяных отложений, позволяет установить закономерности образования и развития болотных массивов, что имеет большое значение с точки зрения получения фундаментальных знаний о генезисе и историческом развитии болот. Результаты подобных исследований могут быть использованы в экологическом образовании. И возможно, турист, обладая знанием о столь долговременном развитии болот, об уникальных функциях этих объектов будет бережнее относиться к этим удивительным ландшафтам и в целом к природе.
Однако, на сегодняшний день болота природного парка «Ергаки», и всего Западного Саяна остаются слабо изученными с точки зрения познания их генезиса и исторического развития.
Нами в 2004 году проводились исследования на берегу озера Ойского (рис.1). Озеро Ойское расположено на южном склоне хребта Кулумыс (отрог Западных Саян), в бассейне реки Оленья речка, на границе верхнего темнохвойного подпояса таежных лесов и пояса субальпийских лугов и пихтово-кедрового редколесья (абсолютная высота 1450 м над уровнем моря). Озеро представляет собой замкнутую чашу, из которой вытекает ручей, являющийся истоком р. Оя. Площадь озера - 56,0 га.
♦ - местоположение разреза «Ойское»
Рис. 1. Озеро Ойское (фото Гренадеровой А.В.)
В составе современного растительного покрова принимают участие следующие виды. Вдоль ручьев, впадающих в озеро, распространены заросли березы круглолистной, встречается ива сизая. Травянистый покров в основном представлен осоками (проективное покрытие – 80%), присутствуют клюква болотная, чемерица Лобеля. Такие виды, как: золотарник даурский, сабельник болотный и молочай алтайский в целом составляют 1% проективного покрытия. Моховой покров главным образом представлен сфагновыми мхами (проективное покрытие – 98%).
Между ручьями, впадающими в озеро в сфагновом болотном сообществе, были отобраны торфяные отложения, мощностью 84 см. Образцы торфа были изучены с помощью спорово-пыльцевого и ботанического анализов. По результатам ботанического анализа реконструированы растительные сообщества, и дана оценка условий увлажнения по шкале Л.Г. Раменского (1956) отображающая динамику увлажненности болотного массива за время его формирования. Датирование отложений методом определения остаточной активности углерода проведено в Институте геологии СО РАН (г. Новосибирск). На основе результатов радиоуглеродного датирования, установлено время начала заболачивания, выявлена временная динамика и рассчитана скорость торфонакопления. Периодизация голоценовых отложений проведена на основе схемы Блитта-Сернандера в модификации Н. А. Хотинского (1977), уточненной для Южно-Минусинской котловины Г. Ю. Ямских (1995). Границы проведены в соответствии со следующими интервалами: 0-950 лет назад – позднесубатлантический период (SA3); 950-1650 лет назад – среднесубатлантический период (SA2); 1650-2400 лет назад – раннесубатлантический период (SA1); 2400-3000 лет назад – позднесуббореальный период (SB3); 3000-4000 лет назад – среднесуббореальный период (SB2); 4000-4900 лет назад – раннесуббореальный период (SB1).
По данным радиоуглеродного анализа возраст торфяных отложений в интервале глубин 0,10-0,15 м составил 250±25 лет (номер лабораторного образца СОАН-5883), на глубине 0,60-0,65м – 3925±80 лет (СОАН-5884) (рис.2). Если учесть, что за почти 4000 лет накопился слой торфа мощностью 0,65 м, при средней скорости торфонакопления 0,2 мм/год, то можно предположить, что формирование нижних горизонтов началось около 5000 лет назад (в конце атлантического – начале суббореального времени).
Изученная торфяная залежь низинного типа, в ее сложении отмечены следующие виды торфа: осоковый, осоково-гипновый, древесно-осоковый, травяной, осоково-сфагновый, сфагновый. Нижний горизонт отложений мощностью 8 см образован озерными илами с включением большого количества растительных остатков тростниково-осокового сообщества, слой залегает на валунах.
Установлено, что зарастание озера началось около 5000 лет назад с тростниково-осоковой стадии. В составе фитоценоза доминирующее положение принадлежало тростнику южному и осоке дернистой, также произрастали осока топяная, волосистоплодная, дербенник иволистный, хвощи и гипновые мхи. В дальнейшем в составе фитоценоза происходило постепенное уменьшение участия тростника и увеличение доли осок.
Рис.2. Строение, ботанический состав и экологическая кривая увлажнения торфяных отложений разреза «Ойское».
Условные обозначения (слева направо) : Виды торфа: сфагновый, осоково-сфагновый, травяной, древесно-осоковый, осоковый, осоково-гипновый, осоково-тростниковый.
На протяжении ранне- и среднесуббореального времени (SB1 и SB2 4500-3000 лет назад) растительный покров болота был образован тростниково-осоковым с гипновыми мхами сообществом, которое развивалось при увлажнении соответствующем 93-95 ступеням по шкале Л.Г. Раменского и др. (1956). Господствующее положение в составе фитоценоза принадлежало осоке дернистой и осоке пузырчатой. Количество гипновых мхов и тростника изменялось в небольших пределах (в волокне торфа отмечено от 10 – до 25% мхов, и от 5 – до 10% остатков тростника). Также в составе травяного яруса принимали участие камыш озерный, рогоз широколистный, белокрыльник болотный, сабельник болотный, хвощи, единично отмечены телиптерис болотный и сфагновые мхи.
За время позднесуббореального периода (SB3 2400-3000 лет назад) была развита ассоциация осоки дернистой (в волокне торфа отмечено до 70% макроостатков данного вида), в небольшом количестве встречались осока сближенная, дернистая, береговая, просяная, камыш озерный и тростник.
В начале раннесубатлантического времени (SA1 1650-2400 лет назад) произошло уменьшение увлажненности. В составе фитоценоза появилась карликовая береза, накопился слой древесно-осокового торфа мощностью 10 см с содержанием остатков Betula nana до 20%. В дальнейшем постепенно сокращалось участие осок, большее развитие получила шейхцерия болотная, болото перешло на мезотрофную стадию развития.
В позднесубатлантическое время (SA3 начиная с 950 лет назад) осоково-шейхцериевый фитоценоз сменился осоково-шейхцериево-сфагновым. В настоящее время на заболоченном участке в растительном покрове доминируют мезотрофные сфагновые мхи Sphagnum teres, Sph.centrale, Sph.angustifolium.
На основе материалов полученных с помощью спорово-прыльцевого анализа, были выделены и охарактеризованы палинологические зоны, проведена реконструкция растительного покрова изучаемой территории за позднеголоценовое время.
На спорово-пыльцевой диаграмме выделяется 5 палинологических зон (рис. 3).
Зона I (интервал 0,84-0,76 м) соответствует раннесуббореальному (SB1) периоду голоцена. Состав спорово-пыльцевого спектра отражает развитие сосново-березово-кедровых лесов с участием пихты, ели и ольхи с встречающимися остепненными злаково-полынно-маревыми плакорными участками и заболоченными участками по долинам рек. Климат характеризовался повышением увлажненности со стабильной температурой.
Зона II (интервал 0,76-0,55 м) соответствует среднесуббореальному (SB2) периоду. На уровне 0,60-0,65 м была получена радиоуглеродная датировка – 3925±80 л. н. (СОАН 5884). Состав спорово-пыльцевого спектра характеризует развитие кедрово-березово-сосновых лесов с участием пихты, лиственницы, ели, ивы и ольхи с заболоченными пространствами по долинам рек. Климат характеризовался стабильной увлажненностью и похолоданием.
Зона III (интервал 0,55-0,30 м) соответствует среднесуббореальному (SB2), позднесуббореальному (SB3) и раннесубатлантическому (SA1) периодам. Состав спорово-пыльцевого спектра характеризует развитие кедрово-пихтово-березовых лесов при незначительном участии сосны, ивы и ольхи с плакорными остепненными злаково-полынно-маревыми разнотравными участками. Климат характеризовался увеличением увлажненности со стабильной температурой.
Зона IV (интервал 0,30-0,5 м) соответствует среднесубатлантическому (SA2) и позднесубатлантическому (SA3) периодам. На уровне 0,10-0,15 м была получена радиоуглеродная датировка – 250±25 л.н. (СОАН 5883).Состав спорово-пыльцевого спектра характеризует развитие кедрово-пихтово-березовых лесов при незначительном участии ели, ивы и ольхи с заболоченными пространствами и остепненными плакорными участками. Климат характеризовался увеличением увлажненности со стабильной температурой.
Зона V (интервал 0,5-0,0 м) соответствует позднесубатлантическому (SA3) периоду. Состав спорово-пыльцевого спектра указывает на развитие кедрово-пихтовых лесов с участием березы (при незначительном участии ели, ивы и ольхи) с распространенными заболоченными участками. Климат характеризовался повышением увлажненности и похолоданием.
Рис. 3 Спорово-пыльцевая диаграмма разреза торфяных отложений разреза «Ойское»
Начало торфонакопления на зарастающем берегу озера Ойское датируется позднеатлантическим – раннесуббореальным временем, средняя скорость накопления торфа составляет 0,2 мм/год. Смена болотных растительных сообществ проходила в следующем направлении: тростниково-осоковое сообщество → тростниково-осоковое с гипновыми мхами → ассоциация осоки дернистой → кустарничково-осоковое сообщество → осоково-шейхцериевый фитоценоз → осоково-шейхцериево-сфагновый → сфагновый.
За все время формирования торфяных отложений в районе озера Ойского наблюдалось постепенное похолодание климата. Преобладал лесной тип растительности с постепенным переходом от сосново-березово-кедрового и кедрово-пихтово-березового лесов с остепненными участками на склонах южной экспозиции к кедрово-пихтовому лесу с заболоченными участками. Общая тенденция развития растительности региона выражается в усилении роли лесного яруса.
Список литературы
Хотинский Н.А. Голоцен Северной Евразии / Н.А. Хотинский.- М.: Наука, 1977.- 198 с.
Ямских Г.Ю. Растительность и климат голоцена Минусинской котловины / Г.Ю. Ямских - Красноярск: Изд-во Краснояр. гос. ун -та, 1995.- 180 с.
Раменский Л.Г. и др. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову / Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков Н.А., Антипин Н.А.. – М.: Государственное изд-во сельскохозяйственной литературы, 1956. – 480с.
