sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.1134/S2587556618040106sergeogr-745Research ArticleЭволюция природных системEvolution of Natural SystemРЕКОНСТРУКЦИЯ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ТОРФЯНОЙ ЗАЛЕЖИ НИЗИННОГО БОЛОТА НА ЮГЕ ТАЕЖНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИRECONSTRUCTION OF CONDITIONS OF FORMATION OF THE EUTROPHIC PEATLAND DEPOSITS IN SOUTH OF THE TAIGA ZONE OF WESTERN SIBERIAКурьинаИ. В.KurinaI. V.

Томск.

Tomsk.

irina.kuryina@yandex.ruВеретенниковаЕ. Э.VeretennikovaE. E.

Томск.

Tomsk.

ИльинаА. А.Il’inaA. A.

Томск.

Tomsk.

ДюкаревЕ. А.DyukarevE. A.

Томск.

Tomsk.

ГоловацкаяЕ. А.GolovatskayaE. A.

Томск.

Tomsk.

СмирновС. В.SmirnovS. V.

Томск.

Tomsk.

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН.РоссияInstitute of monitoring of climatic and ecological systems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences.Russian FederationИнститут химии нефти СО РАН.РоссияInstitute of Petroleum Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences.Russian Federation201816102018046676Copyright © Курьина И.В., Веретенникова Е.Э., Ильина А.А., Дюкарев Е.А., Головацкая Е.А., Смирнов С.В., 20182018Курьина И.В., Веретенникова Е.Э., Ильина А.А., Дюкарев Е.А., Головацкая Е.А., Смирнов С.В.Kurina I.V., Veretennikova E.E., Il’ina A.A., Dyukarev E.A., Golovatskaya E.A., Smirnov S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/745

Проведено палеоэкологическое исследование торфяной залежи низинного террасного болота на юге таежной зоны Западной Сибири. Работа основана на комплексном подходе, в котором использован ряд методов: радиоуглеродное датирование, анализ ботанического состава торфа, раковинных амеб, степени гумификации и физико-химических свойств гуминовых кислот, извлеченных из торфа. Сопоставление результатов этих методов позволило воссоздать сложную историю развития низинного болота, определяемую локальными гидрологическими, геоморфологическими и геохимическими условиями на фоне происходивших климатических изменений. В начале развития болото подвергалось частым подтоплениям со стороны реки, что обеспечивало дополнительный привнос минеральных веществ и, как следствие, формирование торфов с высокой зольностью. Затем влияние реки ослабло, и рост торфяной залежи в большей мере определялся факторами эндогенного болотообразования и уровнем поверхностного гидрологического стока. Это привело к формированию нормальнозольных торфов; гигрофитные травы сменились осоково-гипновыми группировками. Выявлена высокая чувствительность болота к вариациям климата в течение последних 8500лет, что подтверждается синхронными колебаниями уровня обводненности на других болотах исследуемой территории.

The paleoecological study of the peat deposit of the floodplain terrace eutrophic peatland located in south of the taiga zone of Western Siberia was carried out. The work is based on an integrated approach including the following methods: radiocarbon dating, macrofossil analysis, rhizopod analysis, humification degree and physico-chemical characteristics of humic acids of peats. Comparison of the results obtained by different methods allowed us to reconstruct the history of the development of floodplain terrace eutrophic peatland determined by the local hydrological, geomorphological and geochemical conditions on the background of climate change. At the first stage of development, the peatland was often flooded by the river, which provided additional introduction of mineral matters and followed by increased ash content of peat. Then the influence of the river had weakened, and the growth of the peat deposit was more determined by the factors of endogenous peat bog formation and the level of surface hydrological runoff. This led to the formation of peats with normal ash content; hygrophytic grasses were replaced with sedges and hypnum plant assemblages. The eutrophic peatland showed the highest sensitivity to climate change over the last 8500 years. It is confirmed with synchronous variations of surface wetness in different bogs of the study area.

низинный торфраковинные амебыгуминовые кислотыстепень гумификацииЗападная Сибирьклиматические измененияminerotrophic peattestate amoebaehumic acidshumificationWestern Siberiaclimatic changesReferencesАлексеева М.Н., Прейс Ю.И., Дюкарев Е.А. Пространственная структура наземного растительного покрова и типа верхнего слоя торфа северо-восточных отрогов большого васюганского болота по дистанционным и наземным данным // Изв. ТПУ. 2015. Т. 326. № 4. С. 81–90.Alekseeva M.N., Preis Y.I., and Dyukarev E.A. The spatial structure of terrestrial vegetation cover and the type of the upper layer of peat of northeastern spurs of Great Vasyugan Bog on the remote and land-based data. Izv. TPU, 2015, vol. 326, no. 4, pp. 81–90. (In Russ.).Архипов С.А., Волкова В.С. Геологическая история, ландшафты и климаты плейстоцена Западной Сибири. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1994. 105 с.Arkhipov S.A. and Volkova V.S. Geologicheskaya istoriya, landshafty i klimaty pleistotsena Zapadnoi Sibiri [Geological History, Landscapes and Climates of the Pleistocene of Western Siberia]. Novosibirsk: JIGGM SB RAS, 1994. 105 p.Барышников М.К. Осоково-гипновые болота Западного Васюганья // Бюлл. Института луговой и болотной культуры им. проф. В.Р. Вильямса. М., 1929. С. 1–38.Baryshnikov M.K. Sedge-hypnum Mires of the Western Vasygan. Bjull. Instituta Lugovoi i Bolotnoi Kul’tury Im. Prof. V.R. Vil’yamsa, Moscow, 1929, pp. 1–38. (In Russ.).Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение / под ред. О.Л. Лисса и др. / отв. ред. В.Б. Куваев. Тула: Гриф и К, 2001. 584 с.Bolotnye sistemy Zapadnoi Sibiri i ikh prirodookhrannoe znachenie [Mires of Western Siberia and their Conservation Value], Liss O.L, Abramova L.I., Avetov N.A., Berezina N.A. et. al., Eds. Tula: Grif i K Publ., 2001. 584 p.Веретенникова Е.Э., Курьина И.В., Ильина А.А., Савельев В.В. Реконструкция гидротермических условий формирования грядово-мочажинного комплекса в голоцене на юге Западной Сибири // Вестн. Томского ун-та. Сер. Биология. 2014. № 3 (27). С. 6–22.Veretennikova E.E., Kurina I.V., Il’ina A.A., and Savel’ev V.V. Palaeoenvironmental reconstruction of a Holocene peat bog ridge-hollow complex in the south of Western Siberia. Vest. Tomskogo Gosudarstvennogo Univ., Biologiya, 2014, no. 3 (27), pp. 6–22. (In Russ.).Волкова В.С., Белова В.А. О роли широколиственных пород в растительности голоцена Сибири // Палеопалинология / отв. ред. В.Н. Сакс. М.: Наука, 1980. С. 112–117.Volkova V.S. and Belova V.A. On the role of broadleaved species in the Holocene vegetation in Siberia, In Paleopalinologiya [Paleopalynology]. Moscow: Nauka Publ., 1980, pp. 112–117. (In Russ.).Глебов Ф.З. Взаимоотношения леса и болота в таежной зоне. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1988. 184 с.Glebov F.Z. Vzaimootnosheniya lesa i bolota v taezhnoi zone [Relations between Forests and Peatlands in Taiga Zone]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1988. 184 p.Глебов Ф.З., Карпенко Л.В., Климанов В.А., Миндеева Т.Н. Палеоэкологический анализ торфяного разреза на водоразделе Оби и Васюгана // Сиб. экол. журн. 1996. № 6. С. 497–504.Glebov F.Z., Karpenko L.V., Klimanov V.A., and Mindeeva T.N. Paleoecological study of peat core in the watershed of the Ob and the Vasyugan. Sib. Ekol. Zhurn., 1996, no. 6, pp. 497–504. (In Russ.).Глебов Ф.З., Карпенко Л.В., Климанов В.А., Миндеева Т.Н. Палеоэкологический анализ торфяного разреза “Назино” (среднетаежная подзона Западной Сибири) // Сиб. экол. журн. 2001. № 6. С. 683– 688.Glebov F.Z., Karpenko L.V., Klimanov V.A., Mindeeva T.N. Paleoecological analysis of peat core “Nazin” (middle taiga subzone of Western Siberia). Sib. Ekol. Zhurn., 2001, no. 6, pp. 683–688. (In Russ.).ГОСТ 11306-83. Торф и продукты его переработки. Методы определения зольности.GOST 11306-83, Torf i produkty ego pererabotki, Metody opredeleniya zol’nosti (GOST 11306-83. Peat and its products. Methods for determination of ash).Дергачева М.И. Гумусовые вещества как источник информации о природной среде формирования // Изв. аграрной науки. 2011. Т. 9. № 2. С. 57–61.Dergacheva M.I. Humic substances as a source of information about the environment of formation. Izv. Agrarnoi Nauki, 2011, vol. 9, no. 2, pp. 57–61. (In Russ.).Дергачева М.И., Зыкина В.С. Органическое вещество ископаемых почв. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1988. 129 с.Dergacheva M.I. and Zykina V.S. Organicheskoe veshchestvo iskopaemykh pochv [The Organic Matter of Paleosoils]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1988. 129 p.Дергачева М.И., Некрасова О.А., Оконешникова М.В., Васильева Д.И., Гаврилов Д.А., Очур К.О., Ондар Е.Э. Соотношение элементов в гуминовых кислотах как источник информации о природной среде формирования почв // Сиб. экол. журн. 2012. № 5. С. 667–676.Dergacheva M.I., Nekrasova O.A., Okoneshnikova M.V., Vasil’eva D.I., Gavrilov D.A., Ochur K.O., and Ondar E.Ye. Ratio of Elements in Humic Acids as a source of information on the environment of soil formation. Sib. Ekol. Zhurn., 2012, no. 5, pp. 667–676. (In Russ.).Иванов К.Е. Водообмен в болотных ландшафтах. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 280 с.Ivanov K.E. Vodoobmen v bolotnykh landshaftakh [Water Exchange in the Mire Landscapes]. St. Petersburg: Gidrometeoizdat Publ., 1975. 280 p.Кац Н.Я. Типы болот СССР и Западной Европы и их географическое распространение. М.: Географгиз, 1948. 320 с.Kats N.Y. Tipy bolot SSSR i Zapadnoi Evropy i ikh geograficheskoe rasprostranenie [Types of Peatlands in the Soviet Union and Western Europe and their Geographical Distribution]. Moscow: Geografgiz Publ., 1948. 320 p.Кац Н.Я., Кац С.В., Скобеева Н.И. Атлас растительных остатков в торфах. М.: Недра, 1989. 376 с.Kats N.Y., Kats S.V., and Skobeeva N.I. Atlas rastitel’nykh ostatkov v torfakh [Atlas of Plant Residues in Peat]. Moscow: Nedra Publ., 1989. 376 p.Ковалева Н.О. Почвы как индикатор изменений климата последних 30 тысяч лет в горных регионах Средней Азии // Доклады по экологическому почвоведению. 2006. Т. 2. № 2. С. 1–20.Kovaleva N.O. Soils as an indicator of climate change for last 30 thousand years in the mountainous areas of Central Asia. Doklady po Ekologicheskomu Pochvovedeniyu, 2006, vol. 2, no. 2, pp. 1–20. (In Russ.).Ландшафты болот Томской области / под ред. Н.С.Евсеевой. Томск: Изд-во НТЛ, 2012. 400 с.Landshafty bolot Tomskoi oblasti [Mire Landscapes of Tomsk Region], Evseeva N.S., Ed. Tomsk: NTL Publ., 2012. 400 p.Лисс О.Л., Березина Н.И. Болота Западно-Сибирской равнины. М.: МГУ, 1981. 208 с.Liss O.L. and Berezina N.I. Bolota Zapadno-Sibirskoi ravniny [Peatlands of the West Siberian Plain]. Moscow: Moscow St. Univ., 1981. 208 p.Лисс О.Л., Березина Н.А., Куликова Г.Г. Возраст болот центральной части Западно-Сибирской равнины // Природные условия Западной Сибири. М.: МГУ. 1976. Вып. 6. С. 69–85.Liss O.L., Berezina N.A. and Kulikova G.G. Age of peatlands in the central part of the West Siberian Plain. In Prirodnye usloviya Zapadnoi Sibiri [Natural Conditions of Western Siberia]. Moscow: MSU, 1976, no. 6, pp. 69–85. (In Russ.).Лиштван И.И., Король Н.Т. Основные свойства торфа и методы их определения. Минск: Наука и техника, 1975. 320 с.Lishtvan I. I. and Korol’ N. T. Osnovnye svoistva torfa i metody ikh opredeleniya [The Main Properties of Peat and Methods of their Determination]. Minsk: Nauka i tehnika Publ., 1975. 320 p.Львов Ю.А. Характер и механизмы заболачивания территории Томской области // Теория и практика лесного болотоведения. Красноярск. 1976. С. 36– 44.Lvov Yu.A. The nature and the mechanisms of eutrophication in Tomsk region. In Teoriya i praktika lesnogo bolotovedeniya [Theory and Practice of Forestry Peatlands Study]. Krasnoyarsk, 1976, pp. 36–44. (In Russ.).Рахлеева А.А., Корганова Г.А. К вопросу об оценке численности и видового разнообразия раковинных амеб (Rhizopoda, Testacea) в таежных почвах // Зоол. журн. 2005. Т. 84. № 12. С. 1427–1436.Rakhleeva A.A. and Korganova G.A. On the estimation of abundance and species diversity of testate amoebae (Rhizopoda, Testacea) in boreal soils. Zoologicheskii Zhurnal, 2005, vol. 84, no. 12, pp. 1427–1436. (In Russ.).Минкина Ц.И. Некоторые особенности мелкозалежных окраек торфяных болот // Труды Института леса. М.: изд-во Академии Наук СССР, 1955. Т.XXXI. С. 157–166.Minkina C.I. Some features of low-power peat deposits in edges of peatlands. In Trudy Instituta lesa [Forest Research Institute Proceedings]. Moscow: AN SSSR Publ., 1955, vol. 31, pp. 157–166. (In Russ.).Никонов М.Н. Происхождение и состав золы торфов лесной зоны // Труды института леса АН СССР. М.: Лесная промышленность, 1955. С. 135– 152.Nikonov M.N. The origin and composition of the ash peat in forest zone. In Trudy instituta lesa AN SSSR [Proceedings of the Forest Research Institute, Ac. Sc. USSR]. Moscow: Lesnaya promyshlennost Publ., 1955, pp. 135–152. (In Russ.).Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: МГУ, 1990. 325 с.Orlov D.S. Gumusovye kisloty pochv i obshchaya teoriya gumifikatsii [Humic Soil Acidsand General Theory of Humification]. Moscow: Moscow St. Univ., 1990. 325p.Прейс Ю.И., Курьина И.В. Палеореконструкция высокого разрешения по данным комплексного исследования торфяных отложений южной тайги Западной Сибири // Исследование природно-климатических процессов на территории Большого Васюганского болота / отв. ред. М.В. Кабанов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. С. 14–38.Preis Yu.I. and Kurina I.V. Paleoreconstruction of high resolution according to a multi-proxy study of peat deposits of the southern taiga of Western Siberia. In Issledovanie prirodno-klimaticheskikh protsessov na territorii Bol’shogo Vasyuganskogo bolota [The Study of Natural and Climatic Processes on the Territory of Great Vasyugan Bog], Kabanov M.V., Ed. Novosibirsk: SB RAS, 2012, pp. 14–38. (In Russ.).Тюремнов С.Н., Ларгин И.Ф., Ефимова С.Ф., Скобеева Е.И. Торфяные месторождения и их разведка. М.: Недра, 1977. 264 с.Tyuremnov S.N., Largin I.F., Efimova S.F., and Skobeeva E.I. Torfyanye mestorozhdeniya i ikh razvedka [Peat Deposits and their Exploration]. Moscow: Nedra Publ., 1977. 264 p.Уфимцева К.А. Почвы южной части таежной зоны Западно-Сибирской равнины. М.: Колос, 1974. 202с.Ufimceva K.A. Pochvy yuzhnoi chasti taezhnoi zony Zapadno-Sibirskoi ravniny [Southern Taiga soils of the West Siberian Plain Area]. Moscow: Kolos Publ., 1974. 202 p.Храмов А.А., Валуцкий В.И. Лесные и болотные фитоценозы Восточного Васюганья. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1977. 224 с.Khramov A.A., Valutsky V.I. Lesnye i bolotnye fitotsenozy Vostochnogo Vasyugan’ya [Forest and Peatland Plant Communities of the East Vasyugan]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1977. 224 p.Blundell A., Barber K. A 2800-year palaeoclimatic record from Tore Hill Moss, Strathspey, Scotland: the need for a multi-proxy approach to peat-based climate reconstructions // Quaternary Sci. Rev. 2005. № 24. P.1261–1277.Blundell A. and Barber K. A 2800-year palaeoclimatic record from Tore Hill Moss, Strathspey, Scotland: the need for a multi-proxy approach to peat-based climate reconstructions. Quaternary Science Reviews, 2005, no.24, pp. 1261–1277.Blyakharchuk T.A. Western Siberia, a review of Holocene climatic changes // J. of Siberian Federal University. Biology. 2009. № 1 (2). P. 4–12.Blyakharchuk T.A. Western Siberia, a review of Holocene climatic changes. Journal of Siberian Federal University, Biology, 2009, no. 1 (2), pp. 4–12.Chambers F.M., Blackford D.W., 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. 2011. V. 7 (2010/11). P. 1–10.Chambers F.M., Blackford D.W., and 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, 2011, vol. 7 (2010/11), pp. 1– 10.Loisel J., Garneau M. Late Holocene paleoecohydrology and carbon accumulation estimates from two boreal peat bogs in eastern Canada: Potential and limits of multi-proxy archives // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2010. № 291. P. 493–533.Loisel J. and Garneau M. Late Holocene paleoecohydrology and carbon accumulation estimates from two boreal peat bogs in eastern Canada: Potential and limits of multy-proxy archives. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 2010, no. 291, pp. 493–533.Mitchell E.A.D., Charman D.J., Warner B.G. Testate amoebae analysis in ecological and paleoecological studies of wetlands: past, present and future // Biodivers Conserv. 2008. № 17. P. 2115–2137.Mitchell E.A.D., Charman D.J., and Warner B.G. Testate amoebae analysis in ecological and paleoecological studies of wetlands: past, present and future. Biodivers Conserv, 2008, no. 17, pp. 2115–2137.ter Braak C.J.F., van Dam H. Inferring pH from diatoms: a comparison of old and new calibration methods // Hydrobiologia. 1989. № 178. P. 209–223.ter Braak C J.F. and van Dam H. Inferring pH from diatoms: a comparison of old and new calibration methods. Hydrobiologia, 1989, no. 178, pp. 209–223.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.