Содержание к диссертации
Введение
I. Методология и методы исследования
1.1. Методология 7
1.2. Материалы и методы
1.2.1. Методика исследования 11
1.2.2. Особенности материала и работы с ним 15
1.2.3. Собранный материал и его объем 23
II. Обоснование выбора модельной территории и ее характеристика
2.1. Обоснование выбора модельной территории .25
2.2. Общая характеристика физико-географических условий юга Западно-Сибирской равнины .25
2.3. Потенциальные лесообразователи Западно-Сибирской равнины .31
III. Модельная реконструкция доантропогенного облика и основные формы антропогенной трансформации растительности юга западно сибирской равнины
3.1. Реконструкция доантропогенного облика биоценотического покрова юга ЗападноСибирской равнины 39
3.2. Палеоклиматические реконструкции
3.2.1. Палеобиологические данные в реконструкциях климата 43
3.2.2. Климатообразующая роль лесной растительности 50
3.2.3. Климатообразующие факторы в плейстоцене-голоцене и характеристика климатов .55
3.3. Обзор представлений о роли человека в динамике ландшафтов плейстоцена-голоцена .64
3.4. Основные формы антропогенной трансформации растительности юга ЗападноСибирской равнины 72
IV. Антропогенный фактор в эпоху присваивающего хозяйства
4.1. Палеолит
4.1.1. Особенности первоначального освоения территории 80
4.1.2. Особенности хозяйственной деятельности 85
4.1.3. Модельная реконструкция растительного покрова 89
4.1.4. Травоядная мегафауна плейстоцена .97
4.2. Мезолит-неолит
4.2.1. Археологические культуры. Хозяйство .106
4.2.2. Модельная реконструкция растительного покрова 112
4.3. Энеолит
4.3.1. Археологические культуры. Хозяйство .117
4.3.2. Модельная реконструкция растительного покрова 121
4.4. Обсуждение 122
V. Антропогенный фактор в эпоху производящего хозяйства
5.1. Эпоха Бронзы
5.1.1. Археологические культуры. Хозяйство .131
5.1.2. Модельная реконструкция растительного покрова 150
5.1.3. Обсуждение .151
5.2. Эпоха раннего Железа
5.2.1. Археологические культуры. Хозяйство .160
5.2.2. Модельная реконструкция растительного покрова 172
5.2.3. Обсуждение .174
5.3. Эпоха Средневековья
5.3.1. Археологические культуры. Хозяйство .176
5.3.2. Модельная реконструкция растительного покрова 184
5.3.3. Обсуждение .186
5.4. Современность
5.4.1. Расселение. Хозяйство .188
5.4.2. Модельная реконструкция растительного покрова 204
5.4.3. Обсуждение .214
Выводы и заключение 228
Литература 231
- Особенности материала и работы с ним
- Общая характеристика физико-географических условий юга Западно-Сибирской равнины
- Климатообразующие факторы в плейстоцене-голоцене и характеристика климатов
- Модельная реконструкция растительного покрова
Введение к работе
Актуальность темы
Особенность современного этапа исследований растительного покрова – осознание необходимости пристального внимания к истории взаимоотношений человека и природы на протяжении длительного этапа традиционного природопользования (Forest history…, 2000; Vera, 2000; Восточноевропейские леса…, 2004; Евстигнеев, 2009; Бобровский, 2010). Полноценное познание динамических процессов в современном и в прошлом растительном покрове, необходимо для выявления и оценки ведущих факторов формирования растительности в разные времена и в первую очередь, антропогенного фактора.
Цель: Оценить роль антропогенного фактора в становлении и развитии современных типов растительности юга Западно-Сибирской равнины в эпоху традиционного природопользования (палеолит - конец XIX в.) на основе комплексного хронологического сопоставления археологических и палеонтологических данных.
Задачи:
1. создать пространственную базу археологических и палинологических данных и построить серию археолого-палинологических карт на разные временные отрезки с позднего палеолита до конца XIX века;
2. восполнить недостающие данные собственными палинологическими исследованиями на анализируемой территории;
3. создать вербальную реконструкцию доантропогенного состояния растительного покрова юга Западно-Сибирской равнины и определить период, когда человек начинает оказывать существенное воздействие на его динамику;
4. выявить периоды спада и активизации антропогенной трансформации растительного покрова юга Западно-Сибирской равнины;
5. выделить основные формы антропогенной трансформации растительного покрова, определившие основные этапы его изменений в течение анализируемого периода и его современное состояние.
Научная новизна. Впервые с целью историко-экологической реконструкции обобщены археологические и палеоботанические материалы, полученные на юге Западно-Сибирской равнины, и создана специализированная пространственная база данных и серия археолого-палинологических карт на разные временные отрезки конца плейстоцена-голоцена. Получены новые палинологические материалы для железного века Среднего Прииртышья.
На основе сопряженного хронологического анализа археологических и палинологических данных определено время начала активного преобразования растительности на юге Западно-Сибирской равнины в результате традиционного природопользования; впервые выделены и разносторонне обоснованы периоды максимальной антропогенной нагрузки на растительный покров, определявшие его дальнейшие состояние, а также периоды относительного спада нагрузки.
Теоретическая и практическая значимость. Комплексный анализ и переосмысление с позиций теоретической синэкологии (The mosaic-cycle concept of ecosystems, 1991; Восточноевропейские…, 1994. 2004; Смирнова, 1998; Евстигнеев, 2009; Бобровский, 2010) палинологических, палеозоологических, палеоклиматических и археологических данных подтвердили представления (Пучков, 1991-1992, 2001; Маслов, Антипина, 1994; Olff et al., 1999; Vera, 2000; Смирнова и др., 2001) об определяющей роли антропогенного фактора в трансформации плейстоценовых лесо-луго-степей в лесной покров первой половины голоцена.
Выявлена обусловленность важнейших этапов антропогенной трансформации растительности сменой типов природопользования и масштабными миграциями с палеолита до крестьянской колонизации. Показано, что при проведении историко-экологических исследований на археологически слабо изученных территориях необходимо оперировать не числом поселений, а ареалами археологических культур, которые включают поселения одной культуры. Обоснована необходимость адекватной оценки антропогенной трансформации природных комплексов в плейстоцене-голоцене для разработки модельных прогнозов дальнейшего развития растительности.
Результаты исследования можно использовать как при разработке экологически целесообразных мер природопользования, так и в рамках принятия решений о введении заповедного режима и разработке мер по максимальному сохранению биоразнообразия модельных территорий. Полученные данные можно использовать в курсах лекций по общей экологии и традиционному природопользованию.
Апробация работы. Материалы диссертации обсуждались на конференциях: «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2008), «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2009), «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Москва, 2011), на научных семинарах учебного центра почвоведения, экологии и природопользования Пущинского государственного университета (Пущино, 2005, 2006, 2007), Проблемной научно-исследовательской лаборатории истории, археологии и этнографии Сибири (Томск, 2007), Лаборатории структурно-функциональной организации экосистем Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН (2007, 2008, 2009, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов, изложена на 270 страницах, содержит 3 таблицы и 22 рисунка. Список литературы содержит 582 источника, в том числе 16 на иностранных языках.
Особенности материала и работы с ним
Выбор территории обусловлен, с одной стороны, высокой степенью ее археологической исследованности и, с другой стороны, наличием всего спектра традиционного природопользования в указанный период.
Сложность сопоставления палео- и археологических материалов в том, что они получены с помощью различных методик и имеют разную репрезентативность.
В процессе работы отмечены существенные трудности при использовании данных археологии в историко-экологических реконструкциях. Известно, что непосредственно из археологического материала не выводятся закономерности о взаимодействии человека со средой. Археологические источники позволяют лишь в наиболее общих чертах определять способы использования обществом природных ресурсов и материалов (Буровский, 1990). Анализируя эти данные, археологи реконструируют процессы, происходившие на территории, а уже их них делают выводы и о плотности и системе расселения, и о хозяйственной специфике. Однако на этапе этого моделирования исследователи зачастую по-разному интерпретируют одни и те же археологические материалы.
Более сложную проблему представляет неравномерность археологической изученности. Полученные на основе использования первичных археологических данных показатели заселенности максимально приближаются к реальным показателям только на отдельных хорошо обследованных участках, где число открытых поселений приближается к 100%. Однако на столь крупных и преимущественно труднодоступных для исследования территориях, как Западно-Сибирская равнина, из-за необследованности большинства поселений, этот показатель существенно ниже. Реальное число археологических памятников, конечно, намного больше выявленных (Тихонов, 2003). Во-первых, многие районы изучены предварительно или вообще не изучены. Особенно это касается таких обширных слабозаселенных в настоящее время территорий, как север Тюменской, Омской, Новосибирской областей. По всей видимости, здесь особенно ярко проявляется несоответствие открытых и нанесенных на карту поселений с реальной заселенностью территории в прежние времена, особенно если учитывать, что, по-видимому, ландшафтные условия были более благоприятными, чем в настоящее время. Во-вторых, при стационарных раскопках исследователи постоянно обнаруживают новые поселения, стоянки, могильники и т.д.
В изучении археологических культур сложилась практика определения их ареалов на основе картографирования памятников (Бобров, 1998). Однако в процессе картографирования мы пришли к выводу, что для изучаемой территории районы их наибольшего сосредоточения отражает, скорее всего, направление и интенсивность полевых исследований. Так, наибольшая плотность открытых поселений приходится на долины крупных рек и окрестности райцентров. Картографирование памятников в данном случае не может быть показателем расселения носителей культуры данных эпох.
Есть некоторое несоответствие между уровнем развития полевых работ и обобщением накопленных материалов. Это может быть связано с относительно небольшой численностью сибирских археологических центров и работающих в них специалистов. Поскольку численность исследователей невелика, то и территории сибирских областей и краев не везде исчерпывающе обследованы. Неплохо изучены некоторые участки вдоль рек Обь, Иртыш, Тобол, Иня (Тихонов, 2001). Водораздельные территории всех трех историко-географических районов изучены гораздо слабее. Таким образом, полноценное использование всего фонда археологических источников в настоящее время невозможно ввиду того, что значительная их часть остается до сих пор малоизвестной, либо просто неизвестной.
Полнота и точность археологической реконструкции существенно зависит от реконструируемой эпохи. Палеолит представлен единичными стоянками. Периодизация мезолита пока не разработана в силу целого ряда трудностей: недостаточно данных по абсолютному датированию, не выявлены многослойные стратифицированные памятники и т.д. Периодизация неолита разработана слабо. Даже разработанные схемы для хорошо изученных районов (Нижнее Притоболье) дискуссионны. Известно, что представительность источников обратно пропорциональна их возрасту: чем древнее, тем меньше, чем моложе, тем больше (Матвеева, 1994).
Среди объективных причин предполагаемого значительного несоответствия открытых памятников и реальной заселенности, важнейшей является уменьшение по мере продвижения в глубь веков вероятности сохранения следов поселений, особенно учитывая, что от средневековья к мезолиту мощность их уменьшается. Так, можно смело утверждать, что большую часть даже стационарных поселений мезолита и неолита к настоящему времени невозможно обнаружить в виду разрушения в результате зарастания их лесом и заболачивания. С другой стороны, совершенно очевидно, что мощные, хорошо укрепленные городища средневековья в абсолютном временном исчислении могут при прочих равных условиях существовать значительно дольше неолитических полуземляночных селений.
Необходимо учитывать при картографическом анализе археологических поселений особенности природопользования данной территории на протяжении XX в. Так, на Барабинской равнине открыто больше памятников, чем в Ишимской, по-видимому, потому, что Бараба преимущественно использовалась как скотоводческий район. Тогда как Приишимье было практически полностью распахано во время освоения целины; при дальнейшем развеивании грунта большинство памятников исчезло навсегда.
Эти трудности предлагается преодолевать, используя экстраполяцию. Та или иная закономерность, вскрытая на примере наиболее хорошо обеспеченных источниками территорий, затем экстраполируется на весь достаточно обширный историко-географический район. Выявление закономерностей в масштабе смежных историко-географических районов позволяет в дальнейшем выделить общие для всей изучаемой территории факторы и процессы, определявшие облик растительного покрова в соответствующую эпоху. Данная методологическая установка вполне оправдана, особенно на начальных этапах исследования такого обширного региона, как Западная Сибирь. В рамках разработанной нами методологической установки предполагается и анализ археологического материала. Как показал опыт совместного картографического анализа данных палинологических разрезов и археологических поселений, часто масштабные по продолжительности и силе антропогенные воздействия, четко фиксирующиеся по спорово-пыльцевым спектрам, не находят своего археологического подтверждения в виду отсутствия поблизости открытых памятников археологии. В связи с крайне неравномерной археологической изученностью, возникает необходимость оперировать не конкретными точками воздействия на ландшафт (стационарными поселениями), а ареалами культур. Для каждой рассматриваемой культуры есть районы достаточно полной изученности, дающие представления о системе расселения популяций, плотности обитания, особенностях использования тех или иных экологических ниш, масштаба воздействия на вмещающий ландшафт и т.д. В свою очередь, зная ареал этой культуры (на данном этапе ее изученности), можно, с той или иной долей достоверности, экстраполировать данные конкретного района на весь ареал.
Общая характеристика физико-географических условий юга Западно-Сибирской равнины
Изучаемая территория находится в южной части Западно-Сибирской равнины, одной из самых крупных аккумулятивных низменных равнин земного шара. Выделенные историко-географические районы располагаются на территории следующих крупных орографических элементов: Ишимской (120-140 м.) и частично Васюганской (100-166 м.) наклонной равнины, Барабинской (100-150 м.) и частично Кондинской (40-50 м.) низменностей, Приобского (250-260 м.) и частично Чулымо-Енисейского (50-180 м.) плато (Рис. №4).
Рассмотрим основные параметры физико-географической среды юга ЗападноСибирской равнины, имеющие отношение к функционированию живого покрова.
Основные элементы рельефа — широкие плоские междуречья и речные долины. Благодаря тому, что на долю междуречных пространств приходится большая часть площади территории, именно они определяют общий облик рельефа равнины. Во многих местах уклоны их поверхности незначительны, сток выпадающих атмосферных осадков весьма затруднен. В Барабе и на Ишимской равнине поверхность нередко осложнена многочисленными невысокими гривами, протягивающимися с северо-востока на юго-запад.
Другой важный элемент рельефа страны — речные долины. Все они формировались в условиях небольших уклонов поверхности, медленного и спокойного течения рек. Гидрологический режим пойм крупнейших рек - Оби и Иртыша, отличается большим своеобразием: с прохождением длительных весение-летних половодий, затапливающих ежегодно большие площади пойменных земель (Ильина, Лапшина, Лавренко, 1985).
Почвообразующие породы юга Западной Сибири различаются по минералогическому и гранулометрическому составу, содержанию водорастворимых солей и карбонатов. На Васюганской и на севере Барабинской равнины преобладают выщелоченные от солей и карбонатов тяжелосуглинистые и глинистые породы. По мере продвижения на юг породы становятся более легкими, в них возрастает содержание солей и карбонатов. На территориях с гривным рельефом наблюдается значительное различие в почвообразующих породах на гривах и межгривных понижениях. На гривах в Барабе они представлены лессовидными суглинками тяжелого и среднего гранулометрического состава. В межгривных и приозерных понижениях этих равнин – засоленные тяжелые суглинки и глины. Лессовидные карбонатные суглинки, чаще всего среднесуглинистые, доминируют на Приобском плато. На Ишимской равнине преобладают глинистые и тяжелосуглинистые породы, нередко обогащенные легкорастворимыми солями и карбонатами (Конарбаева, 2008).
С равнинностью Западно-Сибирской равнины тесно связаны ее климатические условия. Здесь четко выражен широтный характер распределения тепла и влаги. Западная Сибирь лежит в центре Азиатского материка, где происходит столкновение относительно теплых и влажных атлантических воздушных масс, приносимых циклонами, с сухими, часто охлажденными воздушными течениями востока с юга центральной части Азии.
Немалую роль играет защищенность Западной Сибири с запада Уральским хребтом, с востока Среднесибирской возвышенностью, с юга Алтаем, казахстанским мелкосопочником. Совершенная открытость региона с севера, со стороны Ледовитого океана имеет существенное значение и перерастает из фактора, имеющего лишь местное значение, в доминирующий. Очень важно также, что в меридиональном направлении равнина вытянута не на одну тысячу километров и нет никаких преград для холодных северных масс воздуха, что приводит к более холодному лету, чем на этих же широтах в европейской части СССР (Петрин, 1986).
Западная Сибирь лежит почти на одинаковом расстоянии, как от Атлантического океана, так и от центра континентальности Евразии, поэтому ее климат носит умеренно континентальный характер.
Климатические особенности изучаемой территории рассмотрим подробно в соответствии с ее современным ботанико-географическим членением. Напомним, что в соответствии с принципом географической зональности территория подразделяется с севера на юг на: подзону южной тайги, подзону подтайги, зону лесостепи (Гвоздецкий, Михайлов, 1978).
Южная тайга. В климатическом отношении эта территория характеризуется континентальным режимом температур, осадков и других элементов. Средние годовые температуры изменяются от 0,1 (Тобольск) на западе до 2,3 (Новый Стан) на востоке. Как и на всей Западно-Сибирской равнине, здесь наиболее ярко выражен холодный период, который устанавливается в конце октября или в ноябре месяце. Средние январские температуры на западе подзоны (Тобольск) равны —18, —19, на востоке доходят до —22,0 (Колпашево). Зимой зарегистрированы морозы до —45, —50. За холодный период выпадает от 90 (Леуши) до 126 мм (Усть-Озерное) осадков (Рис. №5). Снежный покров устанавливается в середине октября (10—15 октября), сходит в конце апреля или в начале мая (24 апреля — 9 мая) и держится 175—187 дней.
Отрицательные температуры обычно сохраняются до апреля, затем наступает резкое потепление с повторяющимися, иногда продолжительными, заморозками. Весенний период непродолжителен, но благодаря растянутым срокам паводков на реках и слабому поверхностному стоку весенние многоводные условия сохраняются в течение периода май — июль и даже иногда в августе. Летний период короткий и отличается высокими температурами, максимум которых доходит до 36 (Усть-Озерное). Средние июльские температуры колеблются от 17,3 (Васюганское) до 18,5 (Нарым). В пределах этой территории отмечено 137—153 дня с температурами, превышающими 5 (с 28 апреля — 10 мая по 25 сентября — 1 октября), и 102—117 дней с температурами, превышающими 10 (с 19—28 мая по 8—14 сентября). Подзона отличается достаточным увлажнением. Большая часть осадков выпадает летом — 321 (Колпашево) — 417 мм (Ягыл-Ях). Общее годовое количество осадков составляет 430 (Леуши, Тобольск, Демьянское) — 550 мм (Ягыл-Ях) (Рис. №5). Безморозный период продолжается 103—120 дней, с 24—28 мая по 10— 22 сентября. Осень, наступающая после короткого лета, проходит довольно быстро. Резкое падение положительных температур, заморозки, туманы, некоторое увеличение повторяемости пасмурной и дождливой погоды и другие признаки знаменуют собой, как правило, наступление холодного периода (Западная Сибирь, 1963).
Эта территория характеризуется континентальным климатом со средними годовыми температурами 0,2—1,2 на западе и —0,4 —0,6 на востоке. Зима и лето — более ярко выраженные сезоны года; зимой отмечены сильные морозы, летом — высокие температуры. Переходные периоды (весна и осень) кратковременны и протекают бурно, особенно весна. Лето сравнительно теплое. В июля обычны температуры 18—19. Максимальные температуры летом отмечены в июле и августе 38, Викулово). В пределах подзоны зарегистрировано 159—162 дня с температурами, превышающими 5 (с 23—27 апреля по 3—4 октября) и 123—124 дня с температурами, превышающими 10 (с 3—13 мая по 14—15 сентября). По количеству осадков подзона занимает переходное положение. Так, в Тюмени выпадает 300 мм осадков, в Томске — 370 мм (Рис. №5). Наибольшее их количество приходится на теплый период года. Довольно часто случаются ливневые осадки и грозы. Безморозный период продолжается 100—105 дней, с 21—23 мая по 15— 22 сентября. После теплого лета наступает непродолжительная осень, которая отличается резким падением температур воздуха.
Климатообразующие факторы в плейстоцене-голоцене и характеристика климатов
Таким образом, лес способствует выпадению осадков, действуя и как орографическое препятствие с шероховатой поверхностью. В среднем осадки теплого периода увеличиваются на 1-3% на каждые 10% площади леса (Кузнецова, 1957).
К 2005 г. все предшествующие инструментальные измерения и теоретические обобщения о климатообразующей роли лесов привели к созданию весьма перспективной теории т.н. биотического насоса атмосферной влаги (Горшков, Макарьева, 2006; Макарьева, Горшков, 2007).
Сущность работы регионального биотического насоса следующая. Известно, что воздух в приземном слое атмосферы распространяется из области с меньшим испарением в область с большим испарением. Потоки воздуха поддерживаются разностью в силах испарения в этих областях. Поддерживая мощные потоки транспирации за счет высокого листового индекса, естественный лес закачивает влажный воздух с океана, увеличивая осадки до уровня, при котором гравитационный речной сток с оптимально увлажненной почвы компенсируется на любом расстоянии от океана. В отсутствие биотического насоса осадки в нарушенных экосистемах убывают экспоненциально с удаленностью от океана на масштабах порядка нескольких сотен километров. В соответствии с теорией, логично объясняется устойчивое существование в глубине континента обширных лесных массивов в бассейнах крупнейших сибирских рек. Более того, поскольку скорость горизонтальных потоков воздуха определяется разницей в потоках испарения, ясно, что биоте "легче" осуществлять закачку влаги с холодного океана, над которым испарение мало, т.е. с океана, расположенного в более высоких широтах, чем сам речной бассейн (Горшков, Макарьева, 2006).
Определяя в известной мере количество выпадающих осадков, леса тем самым определяют и величину годового стока с безлесных пространств. Сокращение площади лесов обусловливает уменьшение испарения и уменьшение осадков, что в свою очередь, должно сказываться на увеличении стока с облесенных участков.
Леса на испарение расходуют влагу, которая при их отсутствии стекает поверхностным стоком. Уменьшая поверхностный сток и способствуя внутриматериковому влагообороту, леса выступают регулятором речного стока. В лесостепной зоне леса, уменьшая питание грунтовых вод на занятых ими площадях, в то же время содействуют большей инфильтрации воды на смежных открытых пространствах. То есть, леса, в тех условиях, где при их отсутствии есть большой поверхностный сток, со всеми отрицательными последствиями, переводят эти воды в почву, испаряют их и улучшают климат. В тех же условиях, где благодаря геологическому строению (пески) сток зарегулирован, леса способствуют накоплению и сохранению почвенных и грунтовых вод и повышают зарегулированность рек (Рутковский, 1948).
Подытоживая сказанное, можем сказать, что лесистость территории является одним из ключевых региональных климатообразующих факторов. Аккумулируя и равномерно распределяя влагу не только по занимаемой территории, но и по окружающим безлесным пространствам, леса в значительной степени сглаживают температурные колебания, как по сезонам, так и в течение суток, предотвращают неблагоприятные для роста и возобновления явления (засухи, весенние и осенние заморозки). Катастрофические изменения лесистости способны существенно повлиять на общую гидрологическую обстановку в регионе, вопреки глобальному климатическому фону. Это может быть объяснением различий в динамике уровня водоемов, даже для смежных территорий, при единых глобальных климатических параметрах.
Таким образом, мы считаем, что использование палеобиологических, а также археологических данных для реконструкции палеоклиматов некорректно по следующим основным причинам: Современное состояние живого покрова и ареалы "индикационных видов" на современном этапе обусловлены не климатом, а антропогенной деятельностью; Прямой однозначной связи с климатом биотические компоненты (растительность и животный мир) не имеют в принципе; Скорость расселения многих видов не позволяет им «появляться и исчезать» вслед за климатическим изменением (это особенно актуально для плейстоцена); Сформированный живой покров способен в значительной степени нивелировать глобальные климатические изменения, поддерживая оптимальную для своей жизнедеятельности среду, и способствуя продвижению видов даже в неприемлемые для них климатические условия; Системы расселения и хозяйственная ориентация населения тех или иных археологических эпох можно интерпретировать не в качестве следствия, а в качестве причины значительных изменений в растительном покрове и местном климате. Как будет показано ниже, хозяйственные системы показывают слабую зависимость от климатических изменений, и соответственно обладают низкой индицирующей способностью для палеоклиматических реконструкций.
Для характеристики палеоклиматов более перспективно использование абиотических компонентов срезы, реакция которых на гидротермический режим не столь сложна и не меняется с течением времени (Динесман, 1989). Для реконструкций палеоклиматов наиболее широко применяют данные изотопно-кислородных исследований состава атмосферы прежних эпох (Emiliani, 1958, по: Восточноевропейские леса..., 2004).
Помимо изотопных, существует также ряд новейших методик палеоклиматических реконструкций, например на основе палеомагнетизма и магнетизма горных пород. В последние годы исследования в этой области существенно активизировались в связи с изучением лессовых плато Китая и Северной Америки (обзор: Гнибиденко, 1998). Авторами этих работ выявлена связь магнитных свойств почв и лессов с климатическими изменениями, происходящими во время их формирования, и установлена корреляция значений магнитной восприимчивости по разрезу лессово-почвенной последовательности с изотопно-кислородной шкалой. Для плейстоцена и голоцена Западной Сибири такие исследования только начинаются (Гнибиденко, 1998), поэтому подробно здесь рассматриваться не будут. Однако первичные исследования действительно свидетельствуют о совпадении палеомагнитных и изотопных данных, например для суббореального периода юга Западной Сибири (Гнибиденко, Волкова, Орлова, 2000).
В нашем исследовании в качестве независимых данных приняты результаты изотопных исследований ледовых кернов.
За основу принята шкала изотопного отношения кислорода O18 в 1390-метровой колонке льда, выбуренной в 1966 г. в северо-западной части Гренландского ледникового щита у Кемп Сенчури к востоку от Туле и достигшей скального ложа. Ориентировочная датировка слоев колонки охватывает около 125 тыс. л. (Монин, 1977) (Рис. №8). Верхняя часть шкалы, охватывающая последние 14 тыс. лет, представлена на Рис. №9. В качестве дополнительного источника палеоклиматической информации использовались результаты по скважине GISP2 (центральная Гренландия) (Чумичев, 2003).
Модельная реконструкция растительного покрова
Как уже упоминалось, палеолитическая эпоха включает в себя плейстоцен и древний голоцен.
Несмотря на значительную продолжительность плейстоцена, в настоящее время имеется относительно мало надежно датированных палеоботанических данных, свидетельствующих о динамике плейстоценовой растительности Западной Сибири. Количественный возраст разных генетических типов континентальных отложений, вмещающих микро- и макроостатки, особенно за временными пределами 14С датирования (более 50 тыс. лет), определяется в настоящее время фрагментарно, и эти данные носят зачастую весьма противоречивый характер (Максимов, 2008).
Учитывая это, а также то, что человек заселяет Западно-Сибирскую равнину не раньше второй половины позднего плейстоцена, мы считаем целесообразным привлечь для исследования палеоботанические материалы, датированные только двумя заключительными геологическими эпохами плейстоцена - каргинской и сартанской.
Рассмотрим имеющиеся в нашем распоряжении результаты палеоботанических анализов позднеплейстоценовых и древнеголоценовых отложений Западно-Сибирской равнины. Необходимо сразу указать, что мы скептически относимся к датировкам, предложенным авторами разрезов в соответствии с представлениями о принадлежности того или иного палеокомплекса к климатическим интервалам. Большего доверия заслуживают датировки, которые основаны на радиоуглеродном анализе, либо на однозначной стратиграфии вмещающих отложений.
Ввиду крайней немногочисленности палеоматериалов по изучаемой территории, а также сходный состав и структуру плейстоценовых сообществ Западно-Сибирской равнины, задействованы материалы исследований, проводимых для соседних регионов (Среднее Приобье, Верхнее Прииртышье).
Растительный покров каргинской и сартанской эпох позднего плейстоцена реконструирован по следующим палинологическим разрезам и обнажениям (Приложение 1.1): - Разрезы нижних и средних горизонтов III (енисейской) террасы Обской долины по рр. Бие, Березовке, Бехтемиру (Предгорья Алтая); - Разрез Липовка на р. Тобол (Нижнее Притоболье); - Разрез Горная Суббота (Нижнее Прииртышье); - Обнажение Кирьяс (Сургутское Приобье); - Разрез Бабык-Бурлук (Верхнее Прииртышье (Северный Казахстан)); - Разрез Нижний Сузун (Верхнее Приобье); - Разрезы нижних горизонтов II террасы рек Ини, Катуни, Березовки, террасы р. М. Песчаная у с. Старобелокуриха (Предгорья Алтая). Спектры из этих разрезов характеризуются примерно равным процентным соотношением пыльцевых групп видов древесных и травянистых растений. В пределах практически каждого разреза доминирование переходит от одной группе к другой, однако абсолютного преобладания, позволяющего говорить о лесных или степных спектрах нет. В целом, для каргинской эпохи характерно более высокое процентное содержание пыльцы древесной группы, нежели для сартанской. Среди трав доминируют злаки, маревые и полыни, особенно увеличивающие свое обилие в сартанскую эпоху. Высока доля разнотравья. Среди пыльцы древесных видов постоянно и достаточно высоко обилие пыльцы видов реактивной стратегии, в первую очередь древовидной березы и сосны. Содержание пыльцы березы особенно заметно возрастает при сокращении общего содержания группы древесных растений и возрастания травянистых. Регулярно встречается пыльца лиственницы. Постоянно и достаточно высоко содержание пыльцы темнохвойных деревьев, особенно ели и кедра. Пыльца пихты, а также широколиственных встречается редко. В целом, для сартанского периода характерно более высокое обилие пыльцы видов реактивной стратегии, нежели для каргинского.
Растительный покров древнего голоцена, т.н. «позднеледниковья» (эпохи дриас и аллеред) реконструирован по следующим палинологическим разрезам (Приложение 1.1): - Бугристое (Нарымское Приобье); - Першино (Нижнее Прииртышье); - Жуковское (Верхнее Приобье); - Ентарный (Сургутское Приобье); - Нижневартовское (Сургутское Приобье). Спектры данных палиноразрезов в целом характеризуются тем же соотношением пыльцы древесных и травянистых растений, что и в позднем плейстоцене. Из заметных тенденций можно выделить повышение доли пыльцы древесной группы, а в ее составе – древовидной березы. Постоянно и зачастую достаточно высоко содержание пыльцы темнохвойных и лиственницы. На основе имеющихся в нашем распоряжении палинологических данных достаточно ясно представляется состав и структура позднеплейстоценовой и древнеголоценовой растительности изучаемой территории. По изученным спектрам палиноразрезов каргинской и сартанской эпох мы можем реконструировать типичную лесо-лугово-степную растительность «гиперзоны», в которой наряду с лесными массивами, включающими в себя весь набор потенциальных видов растений – лесообразователей, присутствуют обширные лугово-степные сообщества. Наибольшую лесопокрытую площадь занимали виды деревьев реактивной стратегии – древовидные березы и сосна обыкновенная. В сартанскую эпоху площади лесных сообществ были ниже, чем в каргинскую. Участие видов деревьев конкурентной и стресс-толерантной стратегий также снижалось. В составе лугово-степных сообществ повышалась доля злаков, маревых и полыней. В древнем голоцене также реконструируется типичная растительность «гиперзоны». Однако, по всей видимости, состояние растительного покрова отличалось некоторой нестабильностью, что выражалось в относительно быстрых изменениях пространственного соотношения лесных и лугово-степных сообществ. Видимо, лесистость неравномерно повышалась, в первую очередь за счет древовидных берез. В составе лесов также повышалось участие темнохвойных деревьев (особенно ели) и лиственницы. Учитывая высокую гетерогенность плейстоценовой и древнеголоценовой растительности, мы можем предположить, что в одно и то же время на территории равнины могли соседствовать и протяженные лесные массивы, и обширные луго-степи. Лесные массивы в ряде случаев могли представлять собой сильно осветленные «парковые» леса с доминированием реактивных видов деревьев. Пространственное соотношение детритных и пастбищных экосистем могло меняться в зависимости от характера расселения и активности мегафауны при том или ином уровне влажности климата. Необходимо указать на бедноту флористического состава и низкое обилие видов широколиственных деревьев плейстоценовой лесной растительности Западно-Сибирской равнины, по сравнению с Европой и Уралом. Возможно, в значительной мере это обусловлено не столько повышением континентальности климата, сколько регулярными масштабными затоплениями ее территорий в эпохи трансгрессий (Рис. №11).
