Реконструкции палеопожаров в бассейне верхнего Дона в позднем голоцене

Реконструкция частоты пожаров на территории музея-заповедника “Куликово поле” (бассейн Верхнего Дона, Среднерусская возвышенность) за последние 4000 лет выполнена на основе палеоантракологического анализа (изучения содержания макроскопических частиц угля с линейным размером более 100 мкм) в торфяных отложениях Подкосьмовского болота, которому в 2013 г. присвоен статус особо охраняемой природной территории (ООПТ). В статье проведено сопоставление полученных результатов с количественными реконструкциями лесистости и изменениями растительности региона, выполненными ранее для этой территории с использованием палинологических данных и археологических материалов. Результаты исследования показали низкую пожарную активность на территории Куликова поля в интервале между 4000 и 1500 кал. (калиброванных) л. н. Согласно результатам палинологического анализа торфяной залежи болота, в этот период изучаемая территория принадлежала к зоне лесостепи. Мозаичный растительный покров включал в себя участки широколиственно-сосновых лесов, пойменные ольшатники и луговые степи на сухих склонах. Лесистость территории составляла 30–40% и к временному рубежу около 2700 кал. л. н. в условиях увлажнения климата и длительного межпожарного интервала достигала 45%. Начиная с 1500 кал. л. н., поступление макроскопических частиц угля в торфяную залежь Подкосьмоского болота начало постепенно возрастать. Наибольшая частота пожаров и высокие значения скорости аккумуляции макрочастиц угля в торфе выявлены для периода 900–300 кал. л. н. Взаимосвязь между периодами увеличения поступления частиц угля в торфяную залежь и климатическими изменениями в течение последнего тысячелетия не установлена, однако выявлено четкое совпадение между интервалом повышенного накопления угля в торфе и этапами активизации освоения региона, подтвержденными многочисленными археологическими находками на древнерусских памятниках. Уменьшение лесистости в районе исследований до 15–20% в тот же период и обилие пыльцы антропогенных индикаторов в спорово-пыльцевых спектрах свидетельствуют о возрастании воздействия хозяйственной деятельности человека на растительный покров.

1. Александровский А.Л., Чендев Ю.Г., Трубицын М.А. Палеопочвенные индикаторы изменчивости экологических условий центральной лесостепи в позднем голоцене // Изв. РАН. Сер. геогр. 2011. № 6. С. 87–99.

2. Александровский А.Л., Чендев Ю.Г., Юртаев А.А. Почвы со вторым гумусовым горизонтом и палеочерноземы как свидетельства эволюции педогенеза в голоцене на периферии лесной зоны и в лесостепи (обзор) // Почвоведение. 2022. № 2. С. 147–167. DOI: 10.31857/S0032180X22020022

3. Алифанов В.М., Гугалинская Л.А., Овчинников А.Ю. Формирование почвообразующих пород голоценовых почв в центре Восточно-Европейской рав нины // Проблемы региональной экологии. 2015. № 6. С. 31–35.

4. Бурова О.В., Гласко М.П. Восстановление лесостепных экосистем Верхнего Дона (Куликово поле) на основе палеоэкологических реконструкций // Изв. РАН. Сер. геогр. 2007. № 1. С. 107–119.

5. Бурова О.В., Наумов А.Н. Изменение структуры землепользования в верховьях Дона с конца XII до начала XX вв. (на примере балочного комплекса “Журишки”, Тульская область) // Изв. РАН. Сер. геогр. 2022. № 4. С. 639–650. DOI: 10.31857/S2587556622040033

6. Волкова Е.М. Пойменные болота северо-востока Среднерусской возвышенности // Бот. журн. 2011. Т. 96. № 4. С. 503–514.

7. Волкова Е.М., Полянчева С.А., Розова И.В., Бурова О.В. Экспериментальное восстановление степной растительности Куликова Поля (Тульская область): некоторые итоги оценки ценотического разнообразия // Изв. ТулГУ. Естественные науки. 2020. Вып. 4. С. 49–64. DOI: 10.24411/2071-6176-2020-10406

8. Волкова Е.М., Бурова О.В., Розова И.В. Восстановление степной растительности Куликова поля. Методы и результаты экспериментов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2022. 61 с.

9. Гвоздецкий Н.А. Физико-географическое районирование СССР. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1968. 576 с.

10. Герасимова О.А., Сычева С.А. Ландшафты и почвы центральной лесостепи Восточно-Европейской равнины в IV–V вв. н.э. // Изв. РАН. Сер. геогр. 2010. № 3. С. 69–81.

11. Гоняный М.И., Александровский А.Л., Гласко М.П. Северная лесостепь бассейна Верхнего Дона времени Куликовской битвы. М.: Унопринт, 2007. 208 с.

12. Горская Е.А., Гласко М.П., Александровский А.Л. Изменения почв и рельефа поймы верховьев Дона в районе поселений XVI–XVII вв. // Изв. РАН. Сер. геогр. 2016. № 6. С. 67–81. DOI: 10.15356/0373-2444-2016-6-67-81

13. Зацаринная Д.В., Волкова Е.М., Леонова О.А. Разнообразие растительности пойменных болот юго-восточной части Тульской области // Изв. ТулГУ. Естественные науки. 2022. Вып. 1. С. 28–36. DOI: 10.24412/2071-6176-2022-1-28-37

14. Исаченко А.Г. Ландшафты СССР. Л.: Изд-во Ленинград. ун-та, 1985. 320 с.

15. Климанов В.А., Серебряная Т.А. Изменения растительности и климата на Среднерусской возвышенности в голоцене // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1986. № 2. C. 93–101.

16. Новенко Е.Ю. Динамика ландшафтов и климата в центральной и восточной Европе в голоцене – прогнозные оценки изменения природной среды // Геоморфология. 2021. Т. 52. № 3. С. 24–47. DOI: 10.31857/S0435428121030093

17. Новенко Е.Ю. Реконструкция динамики древесной растительности территории музея-заповедника “Куликово поле” в среднем и позднем голоцене // Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2017. Т. 2. № S2. С. 66–76. DOI: 10.24189/ncr.2017.034

18. Новенко Е.Ю., Гласко М.П., Волкова Е.М., Зюганова И.С. Динамика ландшафтов и климата бассейна Верхнего Дона в среднем и позднем голоцене // Изв. РАН. Сер. геогр. 2013. № 2. C. 68–82.

19. Новенко Е.Ю., Зюганова И.С., Дюжова К.В., Волкова Е.М. Динамика растительности на южной границе зоны широколиственных лесов Восточно-Европейской равнины в среднем и позднем голоцене // Изв. РАН. Сер. геогр. 2017. № 5. С. 82–94. DOI: 10.7868/S0373244417050073

20. Носова М.Б. Современные спорово-пыльцевые спектры зоны широколиственных лесов и лесостепного экотона // Изв. ТулГУ. Естественные науки. 2019. № 3. С. 94–108.

21. Разуваев В.Н., Булыгина О.Н., Коршунова Н.Н., Клещенко Л.К., Кузнецова В.Н., Трофименко Л.Т., Шерстюков А.Б., Швець Н.В., Давлетшин С.Г., Зверева Г.Н. Научно-прикладной справочник “Климат России”. Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 2020. (дата обращения 10.12.2022). http://aisori-m.meteo.ru/climsprn

22. Растительность Европейской части СССР / ред. С.А. Грибова, Т.И. Исаченко, Е.М. Лавренко. Л.: Наука, 1980. 425 с.

23. Розова И.В., Волкова Е.М. Оценка структуры земель Куликова поля с использованием гис-технологий // Изв. ТулГУ. Естественные науки. 2020. № 3. С. 27–39.

24. Семенищенков Ю.А., Волкова Е.М. Экологические и флористические различия двух типов сообществ широколиственных лесов на Среднерусской возвышенности // Rus. J. Ecosyst. Ecol. 2021. Т. 6. № 1. С. 36–54. DOI: 10.21685/2500-0578-2021-1-3

25. Семенищенков Ю.А., Булохов А.Д., Полуянов А.В., Волкова Е.М. Синтаксономический обзор мезофитных широколиственных лесов союза Aceri campestris– Quercion roboris Bulokhov et Solomeshch in Bulokhov et Semenishchenkov 2015 юго-запада России // Растительность России. 2022. № 44. С. 136–162.

26. Серебрянная Т.А. Взаимоотношения леса и степи на Среднерусской возвышенности в голоцене // История биоценозов СССР в голоцене / ред. Л.Г. Динесман. М.: Наука, 1976. C. 59–166.

27. Серебрянная Т.А., Ильвес Э.О. Палинологические материалы по голоценовым отложениям района Верхней Оки // Бюлл. комиссии по изучению четвертичного периода. 1974. № 42. С. 159–165.

28. Спиридонова Е.А. Эволюция растительного покрова бассейна Дона в верхнем плейстоцене-голоцене. М.: Наука, 1991. 221 с.

29. Сычева С.А. Развитие пойменных почв и ландшафтов в голоцене в районе Куликова поля // Почвоведение. 2009. № 1. С. 18–28.

30. Фоломеев Б.А., Александровский А.Л., Гласко М.П., Гоняный М.И., Гуман М.А. Древние поселения и природная среда приустьевой части Непрявды // Куликово поле. Материалы исследования / ред. А.К. Зайцев. М.: Государственный исторический музей, 1990. С. 10–53.

31. Фоломеев Б.А., Гласко М.П., Хотинский Н.А., Гуман М.А., Александровский А.Л., Былинская Л.Н. Монастырщина II – неолитическое и средневековое поселение на Куликовом поле в верховьях Дона // Археология и палеогеография мезолита и неолита Русской равнины / ред. И.П. Герасимов. М.: Наука, 1984. С. 120–136.

32. Хотинский Н.А. История и география Куликова поля. М.: Знание, 1988. 64 с.

33. Хотинский Н.А., Фоломеев Б.А., Гуман М.А. Археолого-палеогеографические исследования на Средней Оке // Советская археология. 1979. № 3. С. 6–81.

34. Blaauw M., Christen J.A. Flexible paleoclimate age-depth models using an autoregressive gamma process // Bayesian Analysis. 2011. Vol. 6. № 3. P. 457–474. DOI: 10.1214/ba/1339616472

35. Borisova O., Sidorchuk A., Panin A. Palaeohydrology of the Seim River basin, Mid-Russian Upland, based on palaeochannel morphology and palynological data // Catena. 2006. Vol. 66. № 1–2. P. 53–73. DOI: 10.1016/j.catena.2005.07.010

36. Davis B.A.S., Brewer S., Stevenson A.C., Guiot J. The temperature of Europe during the Holocene reconstructed from pollen data // Quat. Sci. Rev. 2003. Vol. 22. P. 1701–1716.

37. Finsinger W., Bonnici I. Tapas: an R package to perform trend and peaks analysis. 2022. DOI: 10.5281/zenodo.6344463 (accessed 01.06.2022).

38. Higuera P.E., Brubaker L.B., Anderson P.M., et al. Vegetation mediated the impacts of postglacial climate change on fire regimes in the south-central Brooks Range, Alaska // Ecol. Monographs. 2009. Vol. 79. Р. 201–219.

39. Kurbanova F., Makeev A., Aseyeva E., Kust P., Khokhlova O., Puzanova T., Sverchkova A., Kozmirchuk I. Pedogenic response to Holocene landscape evolution in the forest-steppe zone of the Russian Plain // Catena. 2023. Vol. 220. Part A. Art. 106675. DOI: 10.1016/j.catena.2022.106675

40. Lukanina E., Shumilovskikh L., Novenko E. Vegetation and fire history of the East-European forest-steppe over the last 14,800 years: A case study from Zamostye, Kursk region, Russia // Palaeogeogr., Palaeoclimat., Palaeoecol. 2022. Vol. 605. Art. 111218. DOI: 10.1016/j.palaeo.2022.111218

41. Mauri A., Davis B.A.S., Collins P.M., Kaplan J.O. The climate of Europe during the Holocene: a gridded pollen-based reconstruction and its multi-proxy evaluation // Quat. Sci. Rev. 2015. Vol. 112. P. 109–127. DOI: 10.1016/j.quascirev.2015.01.013

42. Mooney S., Tinner W. The analysis of charcoal in peat and organic sediments // Mires and Peat. 2011. Vol. 7. Р. 1–18.

43. Novenko E.Yu., Volkova E.M. The middle and late Holocene vegetation and climate history of the forest-steppe ecotone area in the central part of European Russia // Geograph. Rev. Japan. Series B. 2015. Vol. 87. № 2. P. 1–8. DOI: 10.1007/s10531-016-1051-8

44. Novenko E.Yu., Tsyganov A.N., Rudenko O.V., et al. Midand late-Holocene vegetation history, climate and human impact in the forest-steppe ecotone of European Russia: new data and a regional synthesis // Biodivers. Conserv. 2016. Vol. 25. P. 2453–2472. DOI: 10.1007/s10531-016-1051-8

45. Novenko E.Yu., Volkova E.M., Glasko M.P., et al. Palaeoecological evidence for the middle and late Holocene vegetation, climate and land use in the upper Don River basin (Russia) // Veget. Hist. Archaeobot. 2021. Vol. 21. P. 337–352. DOI: 10.1007/s00334-011-0339-6

46. PAGES 2k Consortium. Continental-scale temperature variability during the past two millennia // Nature Geosci. 2013. Vol. 6. P. 339–346. DOI: 10.1038/ngeo1834

47. Panin A., Adamiec G., Buylaert J.-P., et al. Two Late Pleistocene climate-driven incision/aggradation rhythms in the middle Dnieper River basin, west-central Russian Plain // Quat. Sci. Rev. 2017. Vol. 166. P. 266– 288. DOI: 10.1016/j.quascirev.2016.12.002

48. R Core Team (2021) R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. www.R-project.org/ (accessed 01.02.2022).

49. Reimer P., Austin W.E.N., Bard E., et al. The IntCal20 Northern Hemisphere radiocarbon age calibration curve (0–55 cal kBP) // Radiocarbon. 2020. Vol. 4. Р. 725–757. DOI: 10.1017/RDC.2020.41

50. Shumilovskikh L.S., Novenko E., Giesecke T. Long-term dynamics of the East European forest-steppe ecotone // J. Veget. Sci. 2018. Vol. 29. P. 416–426. DOI: 10.1111/jvs.12585

51. Volkova E.M., Lebedeva M.V., Yamalov S.M. Vegetation dynamics of Kulikovo Field agrosteppes: the contribution of environmental factors // IOP Conf. Series: Earth and Environment. Sci. 2021. Vol. 817. Art. 012112. DOI: 10.1088/1755-1315/817/1/012112

52. Whitlock C., Higuera P.E., McWethy D.B., et al. Paleoecological Perspectives on Fire Ecology: Revisiting the Fire-Regime Concept // Open Ecol. J. 2010. Vol. 3. P. 6–23. DOI: 10.2174/1874213001003020006