Палеоантракологический анализ в исследовании позднеледниковой растительности Юго-Восточной Прибалтики

Палеоантракологический анализ — это анализ содержания, концентрации и типов макроскопических частиц угля в отложениях озер и болот. Большинством исследователей этот метод используется для изучения истории пожарной активности, воссоздания долгосрочных изменений в возникновении пожаров, он дополняет и расширяет реконструкции, полученные на основе палинологических, дендрохронологических и исторических данных (Whitlock, Larsen, 2002; Куприянов, Новенко, 2021). В качестве инструмента для изучения истории пожаров методика изучения макроуглей разрабатывается с 80-х годов XX века (Tolonen, 1986; Patterson et al., 1987; Clark, 1988; MacDonald et al., 1991).

Кроме реконструкции пожарной активности в прошлом дополнительную палеоэкологическую информацию можно получить путем классификации морфологии частиц угля. Так, например, идентификация сгоревшего материала — древесины, листьев, игл хвойных, травы — является ценным источником информации для палеоботанических реконструкций. В настоящее время для этих целей используется классификация макроуглей C. J. C. Mustaphi и M. F. J. Pisaric (2014). Она разработана по итогам наблюдения > 100 000 макроскопических фрагментов угля размером более 0.15 мм, полученных при исследовании голоценовых отложений озер, расположенных в зоне смешанных

и хвойных лесов умеренного пояса. Классификация описывает 27 вариаций макроскопической морфологии древесного угля.

Предполагается, что более крупные частицы древесного угля (длиной более 50 мкм, называемые макроскопическим углем), вероятно, не попадают во взвешенное состояние при нормальной скорости ветра, и если они находятся во взвешенном состоянии, будут перемещаться на гораздо более короткие расстояния, чем древесный уголь, обычно встречающийся в пыльцевых препаратах. Согласно исследованиям J. S. Clark (1988), эти более крупные частицы древесного угля отражают режим пожара в водосборном бассейне седиментационной ловушки (озера или болота). Расстояние распространения макроугля зависит от интенсивности пожара, площади, охваченной пожаром, и условий, благоприятных для переотложения, и составляет десятки — сотни метров, в некоторых случаях 10—20 километров (Higuera et al., 2007). Таким образом, изучение типа сгоревшего материала, основанное на исследовании макроуглей, отражает его локальные источники, т. е. локальную растительность.

Эти особенности метода палеоантракологическо-го анализа были использованы нами с целью исследования локальной позднеледниковой растительности Юго-Восточной Прибалтики. Проведенные здесь за последние два десятилетия палеоботанические исследования показали, что позднеледниковая растительность этой территории претерпевала многочисленные изменения. Региональные спорово-пыльцевые данные свидетельствуют, что позднеледниковая растительность Юго-Восточной Прибалтики была представлена пионерными травяными и кустарничковыми сообществами в раннем дриасе (16—14.7 тыс. л. н.); редколесьями или «парковыми» сосново-березовыми лесами в беллинге и сосново-березовыми лесами с более густым покровом в аллереде (14.7—12.9 тыс. л. н.); увеличением доли тундровых сообществ во время похолодания в среднем дриасе (14.1—14.0 тыс. л. н.), как, например, в более северных районах Прибалтики, и сокращением густоты древесного покрова в позднем дриасе (12.9— 11.7 тыс. л. н.) (Wachnik, 2009; Veski et al., 2012).

При изучении эволюции позднеледниковой растительности особого внимания заслуживает вопрос о появлении древесных пород. Кроме влияния на микроклимат, физико-химические свойства почвенного покрова, интенсивность поверхностной эрозии, режим поверхностного стока, наличие древесной растительности является прямым показателем климатической ситуации.

Самым обширным источником сведений о динамике древесного покрова являются палинологические данные. В Прибалтике пыльца древесных пород ( Pinus, Betula, Salix, Picea ) фиксируется уже 16—14.7 тыс. л. н. (Druzhinina et al., 2025b). Однако открытость окружающего ландшафта, сильные ветры, предполагаемые для определенных периодов позднеледниковья, могли стать причиной присутствия некоторого количества заносной пыльцы в региональных спектрах. В результате использование в палеореконструкциях только палинологической информации может приводить к пере- или недооценке роли древесного покрова в позднеледниковых ландшафтах. Для верификации и дополнения палинологической информации существу- 32

ют другие категории палеоботанических данных, такие как фитолиты или растительные макро- и микроостатки (фрагменты эпидермиса, древесина, кора, хвоя и т. п). В качестве нового методического подхода в изучении проблемы появления древесных пород на позднеледниковых пространствах нами предлагается использование палеоантракологического анализа, и конкретно определение типа сгоревшего материала.

В 2022—2024 гг. в Калининградской области начато комплексное изучение позднеледникового разреза Куликово. Разрез надежно датирован, проведено комплексное литологическое и палинологическое исследование отложений на микростратиграфическом уровне, каждые 1—3 см по видимой слоистости осадка (Druzhinina et al., 2025a, 2025b). Полученные результаты показали уникальность разреза: толща мощностью 192 см охватывает временной интервал 14.1— 12.5 тыс. л. н. и позволяет с высокой степенью детальности реконструировать природные особенности данного периода времени. В статье рассматриваются первые результаты палеоантракологического анализа разреза и их значение для решения вопроса о присутствии древесных пород в позднеледниковых ландшафтах.

Материалы и методы

Разрез Куликово расположен на западе Калининградской области, в береговом обрыве Самбийского полуострова (54°56' N, 20°21' E) (рис. 1). Рельеф этой территории сложен и представлен холмистыми и холмистогрядовыми конечно-моренными участками, чередующимися с плоскими и слабоволнистыми моренными и озерно-ледниковыми равнинами. Современная растительность представлена луговыми, болотными и лесными сообществами. Типы почв, характерные для данной территории, — это болотные низинные перегнойно-торфяные, подзолистые и бурые лесные. Климат переходный от морского к континетальному (t января –4.5 °С; t июля +17.5 °C) (Географический.., 2002).

В ходе палеоантракологического анализа проведен подсчет и идентификация макроскопических (линейные размеры > 100 мкм) частиц угля в 66 образцах. Методика включала: 1) обработку грунта 9 % раствором перекиси водорода H ₂ O ₂ ; 2) промывание осадка на сите с диаметром ячейки 0.1 мм (рис. 2); 3) подсчет частиц макроуглей, который был выполнен на бинокулярном микроскопе MOTIC SMZ-168 при 20-кратном увеличении; 4) определение типа карбонизированного материала. Классификация углей по морфотипам и определение сгоревшего материала проводились согласно C. Mustaphi и M. Pisaric (2014). Морфологические типы выделены по форме: А — многоугольные, В — блоки и прямоугольники, C, D — удлиненные, E — сфероидальные, F, G — неправильной и стеклообразной формы. Кроме геометрических параметров описываются структурные и текстурные особенности: частицы угля могут быть простыми, бороздчатыми, содержащими пустоты, с решетчатой структурой, с прожилками и т. д.

Результаты и обсуждение

Проведенный анализ выявил 22 морфотипа макроуглей (рис. 3). В целом разнообразие морфотипов возрастает от более глубоких слоев к поверхности.

Рис. 1. Расположение объекта исследований — разреза Куликово. Внешний вид абразионного берега и расчистки разреза

Fig. 1. Location of the study area — Kulikovo section. View of the abrasion bank and section clearing

Рис. 2. Методика палеоантракологического исследования образцов разреза Куликово: a — отбор образцов и взвешивание навесок; b — добавление 9 % раствора перекиси водорода; c — ситование с диаметром ячейки 0.1 мм; d — определение макроуглей на микроскопе MOTIC SMZ-168 при 20-кратном увеличении

Fig. 2. Methodology for paleoanthracological studies of samples from the Kulikovo section: a — sample collection and weighing; b — addition of 9 % hydrogen peroxide solution; c — sieving with a 0.1 mm mesh size; d — determination of macrocharcoal using a MOTIC SMZ-168 microscope at 20x magnification

Глуби м 0-	на, Возраст, кал. л. н.	Период	Номер образца	Тип макроуглей	Интерпретация
			124	нет
			122	АЗ, СЗ, D1, D2	Листья однодольных, листья, веточки, древесина, гнилая древесина
			120	СЗ, С6, D1	Веточки, листья, древесина, стебли листьев, корни трав
			118	В1, СЗ, С5, D1, D2	Листья, древесина, веточки, прожилки листьев
			116	АЗ, А4, СЗ	Гнилая древесина, листья, веточки
		О	115	F1	Корни
		<	113	нет
		о:	112	В2, D3	Злаки, древесина
		S	110	А2, В1, СЗ	Травянистый материал, древесина, веточки
			108	В1, СЗ, D1, D3	Листья, веточки, злаки, древесина
		со о	106	А2, АЗ, В1, СЗ, С6, С7, D2, ЕЗ	Древесина, веточки, корни, тонкие стебли, травянистый материал, гнилая древесина, листья, смола/семена?
		с	105	А2, АЗ, В1, СЗ, D1, D2, D3	Листья, древесина, веточки, гнилая древесина, смола/семена?
			102	А4, В1, В2, СЗ, D3, ЕЗ	Злаки, древесина, веточки, листья, смола/семена?
0.45	-12770+240		100	В1	Древесина
			98	В1, В2, В4, СЗ, D1, D2	Веточки, листья однодольных, листья, древесина, злаки
0.52-			96	АЗ, В1, С5, D1, D2	Прожилки листьев, древесина, листья однодольных
			94	АЗ, СЗ, D1	Веточки, листья однодольных, гнилая древесина, листья
			92	АЗ, В1, С7, D2, D3, G1	Древесина, корни, тонкие стебли, смола/семена/фитолиты, листья, злаки, гнилая древесина
			90	А2, АЗ, С4, D2	Листья, травянистый материал, гнилая древесина, веточки
			88	D3	Злаки
			86	D1, D3	Листья однодольных, злаки
			84	В1	Древесина
			82, 80, 78	нет
			76	D1	Листья однодольных
			74	А2	Травянистый материал
			72	А1, В1,В2	Древесина, злаки
			70	А1, В1, D2, ЕЗ	Древесина, листья, смола/семена?
			68	А1, В1, В2, С1, ЕЗ	Древесина, хвоя, листья, смола/семена?
			66	нет
1.06	-13100±160		65	D1, ЕЗ	Листья однодольных, смола?
			63	D1	Листья одноддольных
			60	нет
		Ct	58	А2, ЕЗ	Травянистый материал, смола/семена?
			56	АЗ, В1, В2, В5, D1, G1	Смола/семена?, листья однодольных, хвоя, травы, древесина, злаки
		ш	53, 51	нет	В обр. 53 много ракуши
		<	50	В1	Древесина
			48	АЗ,А4	Гнилая древесина, листья
			46	ЕЗ	Смола/семена?
			44	В1, D1, ЕЗ	Листья однодольных, смола/семена?, древесина
			42	D2, Е1	Листья, смола?
			40	АЗ, ВЗ, Е1, ЕЗ, ЕЗ	Смола/семена?, листья, гнилая древесина, прожилки листьев
			38	А1, ЕЗ	Смола/семена?, древесина
			35	Е1	Смола/семена?
			33	В2, Е2	Древесина, листья злаков, смола?
			31	нет
			29	А2, В2	Травянистый материал, древесина, злаки
			27	В2, ЕЗ	Древесина, злаки, смола/семена?
			25	АЗ, B1,D1	Листья однодольных, древесина, гнилая древесина, листья
1.63	-136901130		23	В4, ЕЗ	Смола/семена?, листья (злаков)
			21	АЗ, В2, ЕЗ	Древесина, листья злаков, смола/семена?, гнилая древесина, листья
			19	С1, D2	Хвоя, листья
			16	АЗ, С5	Гнилая древесина, листья, прожилки листьев
			13	А2,АЗ, С1, С6, D1	Листья однодольных, гнилая древесина, листья, древесина, хвоя, стебли листьев, корни
		о	12	нет
		<	11	ЕЗ	Смола/семена?
		а	10	АЗ, ВЗ, С5	Древесина, листья, гнилая древесина, прожилки листьев
		S S	9, 8	нет
1.86	-139601140		6	АЗ	Гнилая древесина
		о	5	АЗ	Гнилая древесина
			4	ВЗ, Е1	Древесина, листья, прожилки листьев, семена?
1.92-	-14040+160		3-1	нет

Рис. 3. Результаты палеоантракологического анализа разреза Куликово

Fig. 3. Results of paleoanthracological analysis of the Kulikovo section

Рис. 4. Фрагмент спорово-пыльцевой диаграммы разреза Куликово (по Druzhinina et al., 2025b)

Fig. 4. Fragment of the spore-pollen diagram of the Kulikovo section (after Druzhinina et al., 2025b)

Первое появление индикаторов древесной растительности зафиксировано в образце 4, соответствующем интервалу 13 980 кал. л. н. Максимальное количество и наибольшее разнообразие частиц древесного угля обнаружено в отложениях, соответствующих двум временным отрезкам: около 13 260 и 12 770 кал. л. н. (рис. 3). В наибольшем количестве представлены морфотипы: В1 — 39 углей (форма — объемные блоки, предполагаемый источник топлива — древесина); D1 — 33 угля (тонкие и длинные, листья однодольных, древесина); А3 — 24 угля (монолитные многоугольники, гнилая древесина, листья; С3 — также 24 угля (длинные, тонкие, поверхность с зазубринами, веточки). Встречены также морфотипы D2 (17 углей), Е3 (11 углей), В2 (10 углей). В 16 образцах угли отсутствуют.

Одной из задач нашего исследования было сопоставление и сравнение данных, полученных методом спорово-пыльцевого анализа и методом изучения макроуглей в отложениях. Как было сказано выше, палинологические данные являются самым обширным источником сведений о динамике древесного покрова в позднеледниковье. На рисунке 4 представлен фрагмент спорово-пыльцевой диаграммы, отражающей результаты палинологического исследования разреза Куликово — той части, которая показывает процентное содержание древесных пород в целом и главных древесных пород позднеледниковья Прибалтики — сосны и березы. Проведение палинологического анализа на микростратиграфическом уровне (каждые 1—3 см разреза) позволило воссоздать подробную картину динамики древесного растительного покрова. Результаты показывают, что процентное содержание древесных пород начиная с конца среднего дриаса и примерно до 12.5 тыс. л. н. (первая треть позднего дриаса) не опускается ниже 50 % AP + NAP, а на значительном протяжении изученного интервала достигает 70—80 %. Сходная ситуация с близким процентным соотношением древесных пород (от 60 до 80 %) наблюдается и по результатам палинологического изучения других палеоархивов Калининградской области — оз. Камышовое (Druzhinina et al., 2015), торфяников Утиное, Самбийский и региона (Wachnik, 2009). Полученные процентные соотношения свидетельствуют не только о присутствии древесных таксонов в составе позднеледниковой растительности на протяжении всего периода времени от 14—12.5 тыс. л. н., но и о значительной роли древесных пород в составе растительного покрова всего Прибалтийского региона.

Данный вывод хорошо подтверждается данными палеоантракологического анализа. Макроугли — индикаторы древесной растительности — обнаружены уже в самых нижних образцах разреза. Это свидетельствует о локальном присутствии древесной растительности в регионе не позднее 13 980 кал. л. н. В исследованных образцах с содержанием углей индикаторы древесной (хвойной и лиственной) растительности обнаружены в большинстве (в 39 из 51) и в целом по всей толще разреза. Выделяются лишь несколько коротких интервалов, где древесный материал не обнаружен. В разрезе Куликово самый продолжительный из них охватывает 13095 — 13230 кал. л. н., что совпадает с холодным событием GI-1b — осцилляцией Герцензее.

Выводы

В результате палеоантракологического анализа установлено присутствие древесных пород в ЮгоВосточной Прибалтике не позднее 13 980 кал. л. н. Индикаторы древесной (хвойной и лиственной) растительности обнаружены в большинстве образцов по всей толще разреза Куликово в интервале 14.0—12.5 тыс. л. н. Результаты палеоантракологического и палинологического анализов хорошо согласуются и указывают на присутствие древесных таксонов в составе позднеледниковой растительности в указанный период времени, а также на значительную роль древесных пород в составе растительного покрова. Палеоантракологи-ческий анализ может служить как независимым мето- 35

дом, так и важным дополнением к реконструкции позднеледниковой и раннеголоценовой растительности по спорово-пыльцевым данным.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда № 22-17-00113 — П,