Палеобиоклиматические факторы природной среды долины Среднего Енисея в голоцене (на примере пойменных экосистем)

Введение. Ретроспективный анализ палео-биоклиматических факторов природной среды любого региона Земли позволяет реконструировать палеоэкологическую обстановку прошлых геологических периодов. Голоцен – это современное межледниковье, длящееся 10–12 тысяч лет и оказывающее влияние на формирование современных условий природной среды. В голоцене выделяются климатические периоды (предбореальный, бореальный, атлантический, суббореальный и субатлантический [7]), имеющие отличия палеобиоклиматических факторов.

Анализ особенностей развития экосистем долины реки Енисей дает комплекс информации об эволюции природной среды в разновременные геологические периоды и служит основой для создания моделей межледниковий [1–4]. Пойменные отложения являются уникальными объектами для исследования, так как имеют хорошую сохранность благодаря экстремальным условиям погребения [5, 6],

Цель исследования . На основе изучения палеобиоклиматических факторов природной среды долины Среднего Енисея реконструировать изменения пойменных экосистем в голоцене (на примере Предивинской поймы).

Объекты и методы исследования . Палеоэкологические исследования проведены в отложениях пойменных экосистем долины Среднего Енисея на участке Предивинской поймы (окрестности пос. Предивинск Красноярского края). Район исследования относится к южным отрогам Енисейского кряжа Среднесибирского плоскогорья.

Объектом исследования является серия опорных геологических разрезов тела прирусловой поймы, геологических шурфов и «зачисток» естественных обнажений с вмещающими генетическими горизонтами палеопочв. Геологические отложения пойм являются наиболее информативными объектами исследования, так как пойменные процессы способствуют консервированию и сохранности гумусированных горизонтов палеопочв. В них долго сохраняются не только продукты почвообразования и жизнедеятельности растений, животных, но и следы деятельности человека. То есть палеопочвы содержат довольно полный комплекс диагностических факторов для достоверной реконструкции природной среды.

Опорные геологические разрезы расположены в пойме реки Енисей: разрезом «Предивинская пойма-1» вскрыто строение отложений в межваловом понижении; разрезом «Предивинская пойма-2» – в центральной пойме; разрезом «Предивинская пойма-3» – в притеррасной пойме реки Енисей.

Основным методом исследования является палеоэкологический мониторинг, результаты которого позволяют проводить реконструкцию палеоэкологической обстановки прошлых геологических периодов, в том числе и в голоцене. Палеоэкологический мониторинг основных компонентов экосистем (климата, почв, фауны, флоры, деятельности человека и т.д.) для получения достоверной информации проводится комплексно и позволяет дополнять и корректировать данные других методов исследования.

Результаты исследования и их обсуждение . В опорных геологических разрезах («Предивинская пойма-1»; («Предивинская пойма-2»; («Предивинская пойма-3») четко морфологически диагностируются гумусовые горизонты палеопочв, которые можно охарактеризовать как Предивинский педокомплекс.

В геологическом разрезе «Предивинская пойма-3» выделяются верхняя и нижняя части педокомплекса.

Только в этом геологическом разрезе выделяется верхняя часть педокомплекса, расположенная на повышенном геоморфологическом уровне поймы. В настоящее время она является хорошо дренированной поверхностью, подверженной процессам плоскостного смыва и аккумуляции. Морфологически в геологическом разрезе выделяются гумусовые горизонты палеопочв, разделенные слоями аллювиального и эолового генезиса. Микроморфологическая характеристика гумусовых горизонтов показывает, что глинистая плазма основы анизотропная, а в интенсивно гумусированных участках – изотропная. Гумус скоагулирован в бурые сгустки и пленки. Присутствуют растительные органические остатки с сохранившимся клеточным строением. Биопоры заполнены экскрементами животных.

По гранулометрическому составу эта часть педокомплекса представляет собой сочетание средних суглинков с супесью и песчаными прослойками. Реакция среды – слабощелочная, содержание карбонатов – низкое. Органическое вещество имеет высокую степень гумификации, относится к фульватно-гуматному типу. Гуминовые кислоты преобладают над фульвокислота-ми.

Верхняя часть педокомплекса идентична разрезам «Предивинская пойма-1» и «Предивинская пойма-2». Представлена сочетанием гумусовых горизонтов и прослоек мелкозема.

По гранулометрическому составу наблюдается увеличение в гумусово-аккумулятивных горизонтах палеопочв фракции физической глины от 14,6 до 21,7 %. Содержание карбонатов низкое; наблюдается существенное их уменьшение в гумусовых горизонтах. Содержание общего гумуса варьирует от 0,89–2,45 % в гумусовых горизонтах до 0,22–0,33 % в мелкоземе. Гумусовые горизонты обогащены включениями углей. Имеют высокое содержание гумуса; тип гумуса – фульватно-гуматный. В мелкоземе содержание гумуса намного ниже, а тип гумуса – гуматно-фульватный.

Генезис палеопочв. В начале предбореаль-ного периода голоцена были пойменные мерзлотные почвы с застойным увлажнением, которые к середине этого климатического периода сменились пойменными дерновыми почвами. В бореальный период голоцена луговочерноземные почвы (сухие и теплые климатические условия) сменились аллювиальными (пойменными) слоистыми, хорошо дренированными почвами (увлажненные и теплые климатические условия). Почвенный покров первой половины атлантического периода был представлен дерново-лесными почвами с признаками оглеения. Во вторую половину атлантического периода в сухих и теплых климатических условиях преобладали лугово-черноземные почвы. В суббореальный период голоцена были черноземы и лугово-черноземные почвы. В суббореальный период голоцена также господствовали луговые черноземные почвы и пойменные (аллювиальные) почвы.

Возрастные характеристики палеопочв. Верхняя часть педокомплекса – горизонты Аh 25 – Аh 22 – относятся к суббореальному и субатлантическому периодам голоцена. Нижняя часть педокомплекса – горизонты Аh 21 – Аh 8 – относятся к атлантическому периоду голоцена, причем горизонты Аh 21 – Аh 19 – вторая половина атлантического периода, а горизонты Аh 18 – Аh 8 – первая половина атлантического периода. Гумусовые горизонты Аh 7 – Аh 5 – бореальный период голоцена. Гумусовые горизонты Аh 4 – Аh 1 – предбореальный период голоцена.

Реконструкция палеобиоклиматической характеристики природной среды Предивинского педокомплекса представлена в таблице.

Данные таблицы показывают особенности реконструкции экосистем в пойме Среднего Енисея, в климатические периоды голоцена на примере Предивинского педокомплекса. Оптимальной фазой голоцена для Среднего Енисея возможно считать атлантический период голоцена (его первую половину). Именно в это время наблюдается оптимальное соотношение тепла и влаги, что приведет к увеличению биоразнообразия.

Палеобиоклиматические характеристики природной среды Предивинского педокомплекса

Заключение. Экологические условия поймы долины реки Среднего Енисея в разновременные климатические периоды голоцена приводили к смене природных комплексов под влиянием изменения климата. Условия почвообразования Предивинского педокомплекса во многом идентичны условиям почвообразования педокомплек-сов, расположенных в пойме сопредельных территорий. Это зависит от особенностей мезорельефа, генезиса отложений, проявления вторичных геологических процессов и других причин.