Реконструкция эволюции растительного покрова и периодичности лесных пожаров Себежского Поозерья

  • Дмитрий Александрович Куприянов Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия; Институт археологии РАН, ул. Дмитрия Ульянова, 19, 117292, г. Москва, Россия
  • Наталья Михайловна Писарчук Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Антон Евгеньевич Шатунов Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия
  • Ксения Андреевна Бородина Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия

Аннотация

Представлены результаты изучения отложений нового разреза болота Шкреды на ключевом участке в пределах Национального парка «Себежский». Ключевой участок представляет собой типичные для Себежского Поозерья геосистемы. Реконструированы эволюция растительного покрова и периодичность лесных пожаров Себежского Поозерья, а также факторы, обусловливавшие смены растительного покрова и пожарных режимов в пределах ключевого участка. Аналогичные исследования для изучаемой территории ранее не проводились. В основе реконструкции лежат данные анализа физико-химических свойств болотных отложений (анализ потерь при прокаливании и гумификации, спорово-пыльцевой и антракологический анализ, ботанический анализ торфа). Относительно небольшой размер выбранного для исследования болота обусловлен индикаторной способностью малых болот отражать локальные смены растительного покрова из-за аккумуляции пыльцы и макроскопических частиц с территории радиусом 1,5–2,5 км от края болота. На основании изменений в составе спектров выделено восемь пыльцевых зон, объединенных в три фазы развития растительности. Данные фазы коррелируют с результатами анализа концентрации макроскопических частиц угля, потерь при прокаливании, оптической плотности, а также с результатами кластерного анализа. Выделенные фазы эволюции растительного покрова соотносятся с изменениями активности лесных пожаров. Фаза I отличается преобладанием хвойно-широколиственных лесов с участием березы и частыми лесными пожарами, обусловленными в первую очередь теплыми и сухими климатическими условиями. Фаза II характеризуется распространением хвойно-широколиственных лесов с участием термофильных элементов при минимальном воздействии пирогенного фактора в условиях более влажного климата. Фаза III выделяется господством березово-сосновых лесов и активным развитием процессов заболачивания с участием лесных пожаров. Трансформация растительного покрова в фазе III была вызвана как климатическими причинами, так и антропогенным воздействием, а лесные пожары имели смешанный генезис в условиях начала активного преобразования природной среды человеком.

Биографии авторов

Дмитрий Александрович Куприянов, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия; Институт археологии РАН, ул. Дмитрия Ульянова, 19, 117292, г. Москва, Россия

инженер кафедры физической географии и ландшафтоведения географического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, младший научный сотрудник лаборатории контекстуальной антропологии Института археологии РАН

Наталья Михайловна Писарчук, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

старший преподаватель кафедры физической географии мира и образовательных технологий факультета географии и геоинформатики

Антон Евгеньевич Шатунов, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия

магистрант кафедры физической географии и ландшафтоведения географического факультета. Научный руководитель – Д. А. Куприянов

Ксения Андреевна Бородина, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991, г. Москва, Россия

магистрант кафедры физической географии и ландшафтоведения географического факультета. Научный руководитель – Д. А. Куприянов

Литература

  1. Conedera M, Tinner W, Neff C, Meurer M, Dickens AF, Krebs P. Reconstructing past fire regimes: methods, applications, and relevance to fire management and conservation. Quaternary Science Reviews. 2009;28(5):555–576. DOI: 10.1016/j.quascirev.2008.11.005.
  2. Pitänen A, Tolonen K, Jungner H. A basin-based approach to the long-term history of forest fires as determined from peat strata. The Holocene. 2001;11(5):599–605. DOI: 10.1191/095968301680223558.
  3. Gromtsev AN. Osnovy landshaftnoi ekologii evropeiskikh taezhnykh lesov Rossii [Fundamentals of landscape ecology of European taiga forests in Russia]. Petrozavodsk: Karelian Research Centre of Russian Academy of Sciences; 2008. 226 p. Russian.
  4. Сhambers FM, Booth RK, de Vleeschouwer F, Lamentowicz M, le Roux G, Mauquoy D, et al. Development and refinement proxy-climate indicators from peats. Quaternary International. 2012;268:21–33. DOI: 10.1016/j.quaint.2011.04.039.
  5. Furyaev VV. Rol’ pozharov v protsesse lesoobrazovaniya [The role of fires in the process of forest formation]. Kurbatskii NP, Buzykin AI, editors. Novosibirsk: Nauka; 1996. 251 p. Russian.
  6. Gvozdetskii NA, editor. Fiziko-geograficheskoe raionirovanie SSSR [Physico-geographical zoning of the USSR]. Moscow: Izdatel’stvo Moskovskogo universiteta; 1968. 576 p. Russian.
  7. Isachenko AG. Landshafty SSSR [USSR landscapes]. Leningrad: Izdatel’stvo Leningradskogo universiteta; 1985. 320 p. Russian.
  8. Matveev AV, editor. Paleogeografiya kainozoya Belarusi [Paleogeography of the Cenozoic of Belarus]. Minsk: Institute of Geological Sciences National Academy of Sciences of Belarus; 2002. 228 p. Russian.
  9. Gembel’ AV, Mashkova GV, Nikitin ND. Priroda raionov Pskovskoi oblasti [The nature of the districts of the Pskov region]. Malyarevskii VK, editor. Leningrad: [s. n.]; 1971. 406 p. Russian.
  10. Ivanov IA, Spasov VP, Ivanov AI. Pochvy Pskovskoi oblasti i ikh sel’skokhozyaistvennoe ispol’zovanie [Soils of the Pskov region and their agricultural use]. Velikiye Luki: [s. n.]; 1998. 272 p. Russian.
  11. Konechnaya GYu. [Species list of vascular plants. Sebezhsky National Park]. In: Musatov VYu, Fetisov SA, editors. Pskovskie osobo okhranyaemye prirodnye territorii federal’nogo znacheniya. Vypusk 1 [Pskov specially protected natural territories of federal significance. Volume 1]. Pskov: Izdatel’stvo Pskovskogo oblastnogo tsentra narodnogo tvorchestva; 2005. p. 244–264. Russian.
  12. Prentice IC. Pollen representation, source area, and basin size: toward a unified theory of pollen analysis. Quaternary Research. 1985;23(1):76–86. DOI: 10.1016/0033-5894(85)90073-0.
  13. Sugita S. Theory of quantitative reconstruction of vegetation I: pollen from large sites REVEALS regional vegetation. Holocene. 2007;17(2):229–241. DOI: 10.1177/0959683607075837.
  14. Grichuk VP. [Methodology for processing sedimentary rocks poor in organic residues for the purposes of pollen analysis]. In: Rikhter GD, editor. Problemy fizicheskoi geografii. Vypusk 8 [Problems of physical geography. Volume 8]. Moscow: Izdatel’stvo Akademii nauk SSSR; 1940. p. 53–58. Russian.
  15. Kupriyanova LA, Aleshina LA. Pyl’tsa i spory rasteniĭ flory evropeĭskoĭ chasti SSSR. Tom 1 [Pollen and spores of plants of the flora of the European part of the USSR. Volume 1]. Leningrad: Nauka; 1972. 170 p. Russian.
  16. Kupriyanova LA, Aleshina LA. Pyl’tsa dvudol’nykh rastenii flory evropeiskoi chasti SSSR. Tom 2 [Pollen of dicotyledonous plants of the flora of the European part of the USSR. Volume 2]. Leningrad: Nauka; 1972. 183 p. Russian.
  17. Bobrov AE, Kupriyanova LA, Litvintseva MV, Tarasevich VF. Spory paporotnikoobraznykh i pyl’tsa golosemennykh i odnodol’nykh rastenii flory evropeiskoi chasti SSSR [Spores of ferns and pollen of gymnosperms and monocots of the flora of the European part of the USSR]. Kupriyanova LA, editor. Leningrad: Nauka; 1983. 208 p. Russian.
  18. Elovicheva YaK. Rastitel’nye mikrofossilii pleistotsena i golotsena Belarusi [Plant microfossils of the Pleistocene and Holocene of Belarus]. Minsk: Belarusian State University; 2005. 282 p. Russian.
  19. Juggins S. Rioja: analysis of quaternary science data, R package version (0.9-15.1) [Internet]. 2017 [2018 January 4]. 58 p. Available from: https://cran.r-hub.io/web/packages/rioja/rioja.pdf.
  20. Whitlock C, Bartlein PJ. Holocene fire activity as a record of past environmental change. Developments in Quaternary Science. 2003;1:479–490. DOI: 10.1016/S1571-0866(03)01022-4.
  21. Clear JL, Molinari C, Bradshaw RH. Holocene fire in Fennoscandia and Denmark. International Journal of Wildland Fire. 2014;23(6):781–789. DOI: 10.1071/WF13188.
  22. Mooney S, Tinner W. The analysis of charcoal in peat and organic sediments. Mires and Peat. 2011;7:1–18.
  23. Chambers FM, Beilman DW, 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. 2010;7:1–10.
  24. Dean W. Determination of carbonate and organic matter in calcareous sediments and sedimentary rocks by loss on ignition: comparison with other methods. Journal of Sediment Research. 1974;44:242–248. DOI: 10.1306/74D729D2-2B21-11D7-8648000102C1865D.
  25. Kats NYa, Kats SV, Skobeeva EI. Atlas rastitel’nykh ostatkov v torfakh [Atlas of plant residues in peat]. Moscow: Nedra; 1977. 371 p. Russian.
  26. Dombrovskaya FV, Koreneva MM, Tyuremnov SN. Atlas rastitel’nykh ostatkov, vstrechaemykh v torfe [Atlas of plant remains found in peat]. Tyuremnov SN, editor. Moscow: Gosenergoizdat; 1959. 90 p. Russian.
  27. Tyuremnov SN. Torfyanye mestorozhdeniya [Peat deposits]. Olenin AS, editor. Moscow: Nedra; 1976. 487 p. Russian.
  28. von Post L. Sveriges Geologiska Unders öknings torvinventering och några av dess hittils vunna resultat. Svenska mosskulturföreningens tidskrift. 1922;1:1–27.
  29. Payne RJ, Blackford JJ. Peat humification and climate change: a multi-site comparison from mires in south-east Alaska. Mires and Peat. 2008;3:1–11.
  30. Zernitskaya VP, Matveev AV, Rakovich VA, Kolosov IL. Lateglacial and Holocene history of the development of the Osveya wetland complex in the north of Belarus. Lithosphere. 2019;50:26–41. Russian.
  31. Zernitskaya VP, Novenko EYu. Reconstruction of Belarus climate in the Late Glacial and Holocene periods. The Science and Innovations. 2016;9:21–24. Russian.
  32. Novenko EYu. Izmeneniya rastitel’nosti i klimata Tsentral’noi i Vostochnoi Evropy v pozdnem pleistotsene i golotsene v mezhlednikovye i perekhodnye etapy klimaticheskikh makrotsiklov [Changes in vegetation and climate in Central and Eastern Europe in the Late Pleistocene and Holocene in the interglacial and transitional stages of climatic macrocycles]. Moscow: Geos; 2016. 227 p. Russian.
  33. Nosova MB, Novenko EY, Severova EE, Volkova OA. Vegetation and climate changes within and around the Polistovo-Lovatskaya mire system (Pskov Oblast, north-western Russia) during the past 10,500 years. Vegetation History and Archaeobotany. 2019;28(2):123–140. DOI: 10.1007/s00334-018-0693-8.
  34. Heikkilä M, Seppä H. Holocene climate dynamics in Latvia, eastern Baltic region: a pollen-based summer temperature reconstruction and regional comparison. Boreas. 2010;39(4):705–719. DOI: 10.1111/j.1502-3885.2010.00164.x.
  35. Mazei Y, Tsyganov A, Bobrovsky M, Mazei N, Kupriyanov D, Gałka M, et al. Peatland development, vegetation history, climate change and human activity in Valdai Uplands (central European Russia) during the Holocene: a multi-proxy palaeoecological study. Diversity. 2020;12(12):462. DOI: 10.3390/d12120462.
  36. Khotinskii NA. Golotsen Severnoi Evrazii: opyt transkontinental’noi korrelyatsii etapov razvitiya rastitel’nosti i klimata [Holocene of Northern Eurasia: experience of transcontinental correlation of stages of vegetation and climate development]. Moscow: Nauka; 1977. 199 p. Russian.
  37. Novenko E, Tsyganov A, Volkova E, Kupriyanov DA, Mironenko IV, Babeshko KV, et al. Mid- and Late Holocene vegetation dynamics and fire history in the boreal forest of European Russia: a case study from Meshchera Lowlands. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2016;459:570–584. DOI: 10.1016/J.PALAEO.2016.08.004.
  38. Kupriyanov DA, Novenko EYu. Reconstruction of the Holocene forest fires history in the southern part of the Mordovian State Natural Reserve based on the macrocharcoal analysis of the peat. In: Ruchin AB, editor. Proceedings of the Mordovia State Nature Reserve. Volume 26. Saransk: Mordovia State Nature Reserve; 2021. p. 176–192. Russian.
  39. Nosova MB, Novenko EYu, Zernitskaya VP, Djuzhova KV. Palynological indication of anthropogenic plant cover changes in the Eastern-European coniferous-broadleaf forests in the Late Holocene. Izvestija Rossiiskoi akademii nauk. Serija geograficheskaja. 2014;4:72–84. Russian.
  40. Ohlson M, Korbøl A, Økland RH. The macroscopic charcoal record in forested boreal peatlands in southeast Norway. The Holocene. 2006;16(5):731–741. DOI: 10.1191/0959683606hl955rp.
Опубликован
2023-05-20
Ключевые слова: спорово-пыльцевой анализ, антракологический анализ, гумификация торфа, потери при прокаливании, болотные отложения, изменения климата, трансформация растительного покрова, лесные пожары
Поддерживающие организации Исследования выполнены при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках проекта 20-55-04003 и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований в рамках проекта Х21PM-043.
Как цитировать
Куприянов, Д. А., Писарчук, Н. М., Шатунов, А. Е., & Бородина, К. А. (2023). Реконструкция эволюции растительного покрова и периодичности лесных пожаров Себежского Поозерья. Журнал Белорусского государственного университета. География. Геология, 1, 71-82. https://doi.org/10.33581/2521-6740-2023-1-71-82