Национальная служба взаимного поиска людей. Приблизительный поиск слова

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПРИЕНИСЕЙСКОЙ

1.1. Геологическое строение, рельеф и специфические черты

климатических условий 14

1.2 Особенности пространственной дифференциации растительного

покрова 31

ГЛАВА 2. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
РЕКОНСТРУКЦИЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И КЛИМАТА ГОЛОЦЕНА ПО
ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ 45

2.1. Факторы формирования субфоссильных спорово-пыльцевых

спектров 45

2.2. Отражение современной растительности в субфоссильных

спектрах 48

2.3. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры растительных зон
Приенисейской Сибири 64

2.3.1. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры торфяных

отложений 68

Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры почв 74

Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры озерных отложений... 82

Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры пойменного

аллювия 91

2.3.5. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры руслового аллювия.... 101
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РЕКОНСТРУКЦИИ
РАСТИТЕЛЬНОСТИ И КЛИМАТА ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНЫХ
ТЕРРИТОРИЙ ПРИЕНИСЕЙСКОЙ СИБИРИ 109

Математические методы при палинологических исследованиях ПО

Корреляционный анализ 113

Регрессионный анализ. Линейные и нелинейные модели расчета

количественных показателей элементов палеоклимата 125

Дискриминантный анализ. Линейные и нелинейные классифицирующие модели 160

Картографический способ отображения динамики палеоклимата

голоцена 177

ГЛАВА 4. ПАЛЕОБОТАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ОТЛОЖЕНИЙ, РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И КЛИМАТ ГОЛОЦЕНА
ВНУТРИКОНТИНЕТАЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПРИЕНИСЕЙСКОЙ
СИБИРИ 189

Периодизация голоцена 189

Палеоботаническая характеристика отложений, растительность и 192 климат голоцена подзоны южно-таежных лесов

Палеоботаническая характеристика отложений северной лесостепи, растительность и климат голоцена Красноярской котловины 220

Палеоботаническая характеристика отложений южной лесостепи, настоящей и сухой степей, растительность и климат голоцена Минусинской котловины 257

Палеоботаническая характеристика отложений, растительность и

климат голоцена Тоджинской котловины 345

ГЛАВА 5. КОРРЕЛЯЦИЯ ИЗМЕНЕНИЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И

КЛИМАТА ГОЛОЦЕНА С СОСЕДНИМИ РЕГИОНАМИ 364

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 381

ЛИТЕРАТУРА 384

Введение к работе

Актуальность исследований. Реконструкции растительности и климата голоцена имеют большое научное и прикладное значение. Климатические изменения, происходившие в голоцене, представляют основу для решения многих задач, связанных с реконструкцией динамики природной обстановки. Анализ климатических колебаний голоцена важен для составления долгосрочных климатических прогнозов. Современное состояние природной среды характеризуется наложением двух процессов -естественного саморазвития ландшафтов и воздействия человека на современные природные процессы. Для выявления двух составляющих (антропогенной и естественной) необходима четкая дифференциация эволюционных изменений географической оболочки. В связи с этим интерес к изучению голоцена, последнего этапа геологического развития Земли, не ослабевает на протяжении многих десятилетий. Особое значение имеет изучение процессов, происходивших в голоцене, как с точки зрения ретроспективного взгляда и понимания процессов более древних периодов, так и с целью определения тенденций будущих изменений природы, важных для решения практических проблем ее преобразования (Нейштадт, 1969).

Голоцен лучше всего изучен в палеогеографическом отношении, для него получено наибольшее число абсолютных датировок, отличающихся достаточно большой точностью, что позволяет сократить количество ошибок, возникающих при сопоставлении разновременных явлений. В последнее время в ландшафтоведении усилилось внимание к эволюционному анализу геосистем. Среди многочисленных методик современного эволюционного ландшафтоведения, стремящегося к детальной реконструкции геосистем, существенная роль принадлежит приоритетному среди палеоботанических методов - спорово-пыльцевому анализу с его высокой информативностью, особенно при восстановлении ландшафтов на последних этапах голоцена, когда шло формирование и становление современных природно-территориальных комплексов.

5 В последние десятилетия возросло число публикаций по разработке экологических прогнозов в свете глобального антропогенного потепления. Решение этой задачи включено в «Международную геосферно-биосферную программу», которая предусматривает создание сценариев будущего биосферы на основе физических моделей, описывающих базовые процессы и явления (Котляков, 1992, 2001). В литературе приводятся основные глобальные (а в некоторых случаях и региональные) прогнозные характеристики антропогенных изменений климата: температурных условий и атмосферного увлажнения, испаряемости и испарения, речного стока и других параметров (Будыко, 1971; Предстоящие..., 1991; Будаговский, Бусарова, 1991; Будыко и др., 1992; Оценки..., 1992 и др). На ближайшее будущее (до середины 21 века) оценка экологических последствий глобального потепления проводится по расчетным (теоретическим) прогнозным моделям, основанным на системе общей циркуляции атмосферы (Emanuel et al., 1985; Leemans, 1992; Climate..., 1996; Изменение..., 2003 и др.). В эколого-географических прогнозах широко используются палеогеографические сценарии - главным образом оптимума голоцена (5-6 т.л.н.) и микулинского межледниковья (120-130 т.л.н.), которые рассматриваются в качестве аналогов ландшафтно-климатических условий будущего (Марков и др., 1974; Величко и др., 1983; Величко, 1991, 1992; Изменение..., 2003 и др.). Одно из основных направлений исследования изменений климата связано с разработкой и усовершенствованием численных моделей климата, пригодных для предсказания его изменений. Поскольку все существующие модели такого рода являются в той или иной степени приближенными, большое значение приобретает проверка этих моделей на эмпирическом материале, для чего важнейшее значение имеют данные об естественных изменениях климата, происходивших в прошлом. Таким образом, задача предсказания климатических условий будущего неразрывно связана с вопросами количественного объяснения ранее происходивших изменений климата.

Региональный уровень географических прогнозов и корреляция природных событий голоцена на территории внутриконтинентальных районов остаются еще слабо разработанными. Реальная корреляция этих событий имеет исключительно большое значение для глобальных палеоклиматических реконструкций. Особую актуальность приобретают исследования, связанные с выявлением региональной специфики природных изменений внутриконтинентальных территорий, поскольку региональные факторы обусловливают миграцию растительности и способствуют формированию новых растительных ассоциаций. Распределение растительности в течение определенных временных интервалов в каждом регионе является функцией региональных абиотических факторов и, следовательно, позволяет воссоздать на основании изучения их состава и распределения - физико-географические условия. Внутриконтинентальное положение территории региона предопределило специфический ход природных процессов, в том числе климатических, отразившихся на структуре растительного покрова. Выявление закономерностей изменения растительности и климата внутриконтинентальных территорий " Приенисейской Сибири позволит не только воссоздать ход развития природных процессов прошлого, но и прогнозировать их направленность в будущем.

Цель работы состоит в реконструкции растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири на основе палинологического изучения отложений и разработанных универсальных нелинейных моделей количественных характеристик элементов климата, данных ботанического анализа и радиоуглеродного датирования.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

Создать банк данных субфоссильных спорово-пыльцевых спектров разных генетических типов отложений и характеристик современных климатических показателей растительных зон.

Выявить степень адекватности отражения состава растительного покрова в поверхностных спорово-пыльцевых спектрах.

Разработать универсальные эмпирические модели, характеризующие связь между различными климатическими показателями и спорово-пыльцевыми спектрами для реконструкции количественных показателей палеоклимата и растительных зон.

Произвести расчеты количественных показателей элементов палеоклимата на основе ископаемого палинологического материала и выявить динамику климата в голоцене.

Построить климатические карты на основе палеореконструкций климата для временных срезов - 600-800 л.н., 1200-1400 л.н., 3000-3300 л.н. и 4500-5000 л.н.

Сопоставить динамику смен растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири с соседними регионами.

Фактический материал и методы исследований. Основной объем фактического материала получен при проведении палинологического изучения разрезов аллювиальных, озерно-аллювиальных и озерных, фитогенных и других типов отложений на территории Красноярской, Минусинской и Тоджинскои межгорных котловин внутриконтинентального типа, входящих в восточный долготный сектор аридной зоны Азии. Наиболее информативными оказались разрезы субаэрально-фитогенных осадков, представленные в долинах рек низинными торфяниками, толщами озерных осадков и спелеотонов. В межгорных котловинах сформировались своеобразные природные условия, так называемые межгорнокотловинные ландшафты, обусловленные их геоморфологическими особенностями (Преображенский, 1958; Александрова, Преображенский, 1964;

8 Александрова, 1972). Высота дна котловин над уровнем моря определяет в основном весь спектр природных условий и степень инверсионности растительного и почвенного покрова, причем по крайней сложности существующих в них природных процессов они могут быть сравнимы только с горными странами (Вереснева, 1990,2006).

Для разработки методики количественной оценки палеоклимата голоцена (по 14 климатическим показателям) и реконструкции растительности были проведены дополнительные исследования по изучению спорово-пыльцевого состава поверхностных проб разных генетических типов отложений и адекватности отражения в них характера растительного покрова всех растительных зон Приенисейской Сибири - тундры, лесотундры, тайги (северной, средней и южной), лесостепи (северной и южной), степи (настоящей и сухой), горно-таежных лиственничных и лиственнично-сосновых, темнохвойных лесов.

Изучено около 4000 спорово-пыльцевых спектров, в т.ч. 1000 -поверхностных проб и более 50 разрезов голоценовых отложений с характеристикой ботанического состава и радиоуглеродным датированием. Для оценки уровней миграций растительности изучено несколько разрезов за пределами межгорных котловин в подзоне южно-таежных лесов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Проведены исследования по изучению поверхностных проб и выявлены пространственные закономерности формирования спорово-пыльцевых спектров.

Дана оценка специфики отражения зональных, региональных и локальных особенностей структуры растительного покрова в количественном и качественном составе спорово-пыльцевых спектров поверхностных проб разных генетических типов отложений.

Созданы региональные базы данных по современным элементам климата и поверхностным пробам почв, торфяных, озерных, аллювиальных пойменных и русловых отложений всех растительных зон и подзон

9 Приенисейской Сибири, что вносит существенный вклад в разработку методических основ спорово-пыльцевого анализа.

Разработаны и обоснованы универсальные нелинейные модели для расчета количественных показателей 14 элементов палеоклимата и реконструкций растительных зон.

Обобщен и приведен в систему по единой методике обширный оригинальный фактический материал спорово-пыльцевых анализов аллювиальных, озерно-аллювиальных, озерных, фитогенных и других типов голоценовых отложений.

Произведены реконструкции растительности и климата голоцена внутриконтинентальных районов Приенисейской Сибири на основе данных палинологических анализов, ботанического состава, радиоуглеродного датирования и эмпирического моделирования. Выявлены особенности регионального отражения изменений глобального климата и отклика на них растительного покрова.

Предметом защиты диссертационной работы является региональная модель динамики растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири, разработанная на основе результатов палинологического изучения разных генетических типов отложений, количественной оценки показателей элементов палеоклимата и реконструированных растительных зон.

Защищаемые положения:

Закономерности формирования современных спорово-пыльцевых спектров разногенетических типов отложений на территории Приенисейской Сибири отражают сложные зональные, региональные и локальные особенности развития растительного покрова и являются методической основой для создания приемов и методов интерпретации палинологического материала.

Объективная оценка реконструкций растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири

10 базируется на высокоточных нелинейных моделях расчета количественных показателей элементов климата и дискриминантных функций. 3. На территории внутриконтинентальных районов Приенисейской Сибири в течение голоцена значительных флуктуации климата и коренной перестройки растительного покрова не происходило. Зафиксированы перегруппировки в составе растительного покрова, выразившиеся в увеличении доли древесных пород в периоды похолоданий и травянистых в периоды потеплений. В бореальное и атлантическое время происходили изменения климатических показателей в сложном соотношении тепла и влагообеспеченности.

Практическая значимость:

1. Созданные региональные базы данных по климату и спорово-
пыльцевым спектрам поверхностных проб разных генетических типов
отложений являются методической основой для разработки способов
интепретации палинологического материала и количественных оценок
палеоклимата.

2. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры рекомендуется
применять как эталонные для динамики растительных зон. и выделения
межледниковых горизонтов при разработке стратиграфических схем
четвертичных отложений Приенисейской Сибири.

Палинологические данные, полученные для территории котловин, являются основой для разработки стратиграфических схем голоцена региона.

Выявленные закономерности в изменении растительности и климата внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири могут служить основой для выявления спонтанных изменений климата и прогноза развития природной среды в будущем.

Приенисейской Сибири», прочитанного в университете г.Маринги (Бразилия) в 1998 году, в течение многих лет используются в лекционных курсах по исторической геологии и спецкурса «Развитие ландшафтов Приенисейской Сибири в новейшее время» в Красноярском педагогическом и Красноярском государственном университетах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
обсуждались на ряде международных, всесоюзных/всероссийских и
региональных конференциях, симпозиумах, конфессах и совещаниях, в том
числе: на XI, XIII, XIV конгрессах ИНКВА (1982, Москва; 1991, Пекин;
1995, Берлин), на Всесоюзной конференции «Четвертичная геология и
первобытная археология Южной Сибири» (1986, Улан-Удэ), на VI
Всесоюзной палинологической конференции «Палинология и полезные
ископаемые» (1989, Минск,), на Всесоюзном совещании «Геохронология
четвертичного периода» (1989, Таллин), на Международных симпозиумах
«Четвертичная стратиграфия и события Евразии и Тихоокеанского региона»
(1990, Якутск), «Хроностратифафия палеолита Северной, Центральной,
Восточной Азии и Америки» (1990, Новосибирск) и «Палеоэкология и
расселение древнего человека в Северной Азии и Америке» (1992,
Красноярск), на заседании Совета Института геофафии Венгерской АН
(1992, Будапешт), на международном симпозиуме «Климаты прошлого и
климатологический прогноз» (1992, Москва), на VIII Всесоюзной
палинологической конференции «Палинология в биостратифафии,
палеоэкологии и палеогеографии» (1996, Москва), на Всероссийском
совещании «Главнейшие итоги в изучении четвертичного периода и
основные направления исследований в XXI веке» (1998, Санкт-Петербург),
на «Third International GLOCOPH Conference» (1998, Kumagaya, Japan), на
Международном научно-исследовательском семинаре-экспедиции

«Функционирование и эволюция экосистем по Енисейскому трансекту» (2000, Красноярск), на VII научно-практической и методической конференции посвященной 100-летию Красноярского отдела РГО (2001,

12 Красноярск), на International field conference «Intracontinental palaeohydrology and river valley geomorphogenesis» (2001, Krasnoyarsk), на межрегиональной научно-практической конференции, посвященной объединению Красноярского края, Эвенкии и Таймырского автономного округа «Объединение субъектов Российской Федерации и проблемы природопользования в Приенисейской Сибири» (2005, Красноярск).

Личный вклад автора. Диссертационная работа является обобщением результатов многолетних полевых и аналитических исследований автора (1981-1990 гг.), проводившихся в рамках плановых работ лаборатории палинологии и карпологии ИГиГ СО РАН по теме 4, раздел «в» (гос. per. № 81070211) «Реконструкция палеоклиматов на базе палинологических данных голоцена», научно-исследовательских работ кафедры физической географии Красноярского государственного педагогического института (гос. Per. № 0187000624), в рамках программы СО АН СССР 1.4.1. «Экология КАТЭКа» (1980-1985 гг.), с 1992 г. - программы «Глобальная континентальная палеогидрология», материалов, лично полученных автором в процессе инициативных научно-исследовательских работ, выполненных в (1990-2005 г.г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы и защищаемые положения опубликованы в 4-х монографиях и 68 работах.

13 географии Красноярского государственного педагогического университета, кафедры эволюционного ландшафтоведения и исторической экологии Красноярского государственного университета. Автор выражает сердечную благодарность сыну и его семье за постоянную бескорыстную помощь.

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

Можно искать по нескольким полям одновременно:

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND .
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

Оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

Оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.
По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.
Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар":

$ исследование $ развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

" исследование и разработка"

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку "# " перед словом или перед выражением в скобках.
В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.
В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.
Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

# исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.
Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду "~ " в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как "бром", "ром", "пром" и т.д.
Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2. Например:

бром~1

По умолчанию допускается 2 правки.

Критерий близости

Для поиска по критерию близости, нужно поставить тильду "~ " в конце фразы. Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос:

" исследование разработка"~2

Релевантность выражений

Для изменения релевантности отдельных выражений в поиске используйте знак "^ " в конце выражения, после чего укажите уровень релевантности этого выражения по отношению к остальным.
Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение.
Например, в данном выражении слово "исследование" в четыре раза релевантнее слова "разработка":

исследование^4 разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения - положительное вещественное число.

Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO .
Будет произведена лексикографическая сортировка.

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.
Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.

УДК 581.526.1:330.15 91

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КАРКАС ЮЖНО-МИНУСИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ

Е. В. Павлова, М. Л. Махрова, Г. Ю. Ямских

ECOLOGICAL FRAMEWORK OF THE SOUTH MINUSINSK DEPRESSION

E. V. Pavlova, M. L. Makhrova, G. Yu. Yamskikh

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 13-05-98015 -р_сибирь_а).

В статье отражены результаты поэтапного формирования геоинформационного проекта - экологического каркаса территории Южно-Минусинской котловины. В его структуре выделено четыре блока: природный, социально-экономический, инженерно-инфраструктурный, функционально-планировочный, каждый из которых представляет свою базу данных. Проект состоит из двадцати традиционных векторных картографических слоев (населенные пункты, реки, автодороги, железные дороги и т. п.) и десять тематических векторных слоев - круп-ноареальные элементы (ядра), линейные (транзитные территории), точечные, буферные территории, территории рекультивации и восстановления и другие. В результате комплексного ландшафтного, исторического и геоэкологического подходов выделены эколого-хозяйственные территории с несколькими режимами природопользования. Экологический каркас Южно-Минусинской котловины может служить органам управления муниципальных образований инструментом поддержания устойчивости эколого-экономической системы территории Республики Хакасия и юга Красноярского края.

The paper presents the results of the gradual formation of the geo-information project: ecological frame of the territory of South Minusinsk Depression. Four blocks are allocated within its structure: natural, socio-economic, engineering infrastructure, functional planning, each of which represents a database. The project consists of twenty traditional vector map layers (localities, rivers, roads, railways, etc.) and ten thematic vector layers - large areal elements (cores), linear elements (transit area), point objects, buffer areas, reclamation and recovery territories and others. As a result of the complex landscape, historical and geo-ecological approaches, the environmental-economic territories with multiple modes of nature are outlined. The ecological framework of South Minusinsk Depression can be used by municipal authorities as a control tool for sustaining the ecological and economic system in the Republic of Khakassia and South of Krasnoyarsk region.

Ключевые слова: природопользование, экологический каркас, Южно-Минусинская котловина, геоинформационная система.

Keywords: natural resources, ecological framework, South Minusinsk Depression, GIS.

Устойчивое развитие территории является одной из приоритетных задач многих государств. При этом охрана природы рассматривается наряду с экономикой как одинаково важная цель, поскольку окружающая среда является составной частью деятельности человека, а экосистемы дают нам возможность жить, обеспечивая продовольственные, производственные, медицинские, рекреационные и другие потребности человека. Кроме того, природные экосистемы обладают культурной, религиозной и эстетической ценностью, однако продолжающаяся активная разрушительная деятельность человека и утрата биоразнообразия разрушает их . Поэтому на территории стран мира и в России в последнее время активно формируется тенденция разработки концепций, программ и проектов с целью сохранения ландшафтов.

Российскими учеными сформулирована концепция природно-территориального каркаса как системы особой экологической ответственности, которая используется в схемах охраны природы, организации систем особо охраняемых природных территорий (ООПТ) и при проведении эколого-функционального зонирования. Основным постулатом данной концепции является то, что разрушение одного из элементов природно-территориального каркаса ведет к потере экологического равновесия . Параллельно с развитием идеи экологической сети в 1992 г. Е. В. Понома-

ренко, С. В. Пономаренко, В. П. Хавкиным, Г. Ю. Оф-маном был предложен проект «Зеленая стена России», в котором говорилось о создании на территории России пространственно-взаимосвязанной сети территорий, имеющих регламентированный режим природопользования. Такую сеть предлагается именовать экологическим каркасом территории (ЭКТ). Концепция ЭКТ, вмещает в себя не только задачи по развитию сети ООПТ, но и одновременно развивает механизм реализации идеи устойчивого развития, направленной на сохранение долговременной экологической устойчивости региона, в том числе за счёт расширения функциональности земель различных категорий .

Реальный опыт ландшафтного планирования показывает, что формирование экологического каркаса -многоуровневая и сложная задача. Однако в масштабах огромной территории Российской Федерации это значительная проблема. Затрудняет сбор, обобщение информации и формирование базы данных отсутствие общей системы планирования территории России, однако в отдельных регионах страны предпринимаются попытки по проектированию экологических каркасов территорий на основе европейской школы и оригинальных подходов, методов и принципов.

Первые попытки разработки схем экологического каркаса в России были проведены в ходе выполнения

задания Министерства природных ресурсов РФ по теме «Ландшафтное планирование модельных участков Байкальской природной территории» в 1994 -1998 гг. Программа каркаса базируется на территориально дифференцированном подходе выделения типов экологических территорий (зон) - географические системы, имеющие разную средоформирующую значимость. Всего для Байкальской природной территории было выделено 9 типов экологических зон - от полного запрета на хозяйственную деятельность (ООПТ) до регламентированного интенсивного развития с максимальным воздействием на природную среду региона . В рамках программ «Экологическая безопасность России» и «Биологическое разнообразие» в 2000 г. был разработан «Экологический каркас центра России», включающий в себя 3 региональных каркаса: «ЭКТ Центра Русской равнины», «ЭКТ Волго-Вятского региона» и «ЭКТ Нижнего Поволжья». Авторы разработали методические подходы и оригинальные методы картографического анализа, суть которых заключается в создании продукта путём обобщения информации, содержащейся в нескольких ГИС и базах данных. Каркас состоит из ключевых и транзитных территории, участков, на которых целесообразно проведение реставрации природных сообществ для восстановления целостности экологического каркаса, а также существующие и наиболее важные проектируемые особо охраняемые природные территории.

В 2005 году в Алтайском крае в рамках концепции трансграничной биосферной территории (ТБТ) «Алтай», разработанной в Институте водных и экологических проблем СО РАН, был реализован проект экологического каркаса территории. В его основу положена идея биосферных резерватов, в соответствии с Се-вильской стратегией - это экологические системы, имеющие интернациональный статус и служащие для поиска путей и отработки моделей сбалансированного взаимодействия человека и природы .

Информация о природе и хозяйственной деятельности человека является пространственной, поэтому наиболее эффективным инструментом для организации, анализа и управления такой информацией являются географические информационные системы (ГИС) . По существу, любая ГИС природопользования есть не что иное, как методическое или практическое руководство по оптимизации и организации территории, т. е. рациональному использованию потенциальных возможностей природных ландшафтов для различных целей. Поэтому при создании экологического каркаса территории целесообразно использовать возможности ГИС.

Цель исследования: разработка гис-проекта «Экологический каркас Южно-Минусинской котловины» для обеспечения экологического равновесия и рационального природопользования территории.

Для достижения поставленной цели были определены и реализованы задачи по выделению особенностей Южно-Минусинской котловины как полигона для создания экологического каркаса территории, по отбору принципов включения природных территорий и объектов хозяйствования в экологический каркас и по формированию базы данных для гис-проекта «Экологический каркас». В процессе исследования

были использованы общепринятые методы географических исследований (сравнительно-географический, картографический, полевых ландшафтных исследований). На базе платформы Агс01б 10.1 компании Б8Ы, карт масштаба 1:200000, 1:100000, космических снимков масштабов от 1:25000 до 1:200000, базовых карт облачной инфраструктуры АгсвШОпИпе, схем землеустройства, публичной кадастровой карты масштабов от 1:1 000000 до 1:100000, картосхем ООПТ, расположенных в границах Южно-Минусинской котловины, а также данных полевых исследований создавалась система карт. Анализ фондовых материалов и аналитико-информационных отчётов учреждений охраны природы; статистических отчетов демографических показателей; материалов Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Хакасия, Министерства сельского хозяйства Красноярского края; списка объектов археологического наследия Республики Хакасия и перечень объектов культурного наследия Красноярского края и др. позволил систематизировать разноплановую информацию в соответствии с целью ЭКТ. Для выделения особенностей природы и хозяйствования в Южно-Минусинской котловине применялись ландшафтный и исторический подходы.

Южно-Минусинская котловина является уникальной территорией имеющей: эталонные ковыльные степи, богатые с точки зрения биоразнообразия, а также реликтовые виды, в том числе журавельник татарский, копеечник минусинский, звезчатка скальная и др.; культурно-исторические памятники - это стоянки человека каменного века, памятники культуры бронзового и железного веков, курганы, «каменные бабы», остатки древних оросительных систем и др. . Таким образом, проектирование экологического каркас Южно-Минусинской котловины позволило бы создать условия для сохранения и устойчивого функционирования разнообразных и уникальных ландшафтов.

Результаты исследований

Южно-Минусинская котловина находится в южной часть межгорной Минусинской впадины. На юге и юго-востоке она ограничена северными склонами Западного Саяна, на западе - Абаканским хребтом и отрогами Кузнецкого Алатау, на востоке и северо-востоке - отрогами Восточного Саяна. На севере граница котловины проходит по невысоким хребтам Ко -синский (Азыртал) и Байтакский, отделяющим Южно-Минусинскую от Сыдо-Ербирской котловины . Общая площадь территории исследования составляет 19 тыс. км2, максимальная длина - 210 км, ширина -100 км. Абсолютные высоты котловины колеблются от 250 м над ур. м. в северной части до 300 м над ур. м. в южной, на периферии достигают 500 - 600 м над ур. м. . Природные условия Южно-Минусинской котловины определяются горно-котловинным рельефом и расположением в центральной части материка. Для территории характерно разнообразие природно-климатических условий, отличающихся резко континентальным климатом с недостаточным увлажнением, слабым развитием речной сети, концентрической зональностью климата и почвенно-расти-тельного покрова. Гидрография Южно-Минусинской котловины представлена речным бассейном Енисея,

текущим с юга на север, расчленяющим территорию исследования на две примерно равные части: левобережную и правобережную. Его самыми крупными притоками в пределах котловины являются Абакан, Оя и Туба. Для котловины характерны озера, которые имеют тектоническое происхождение. Для периферийных участков котловины характерны лесостепные ландшафты на полого-увалистых слаборасчленённых и плоскосклонных эрозионно-денудационных низко-горьях с осиново-березовыми, сосновыми лесами с сочетанием разнотравно-злаковыми кустарниковыми степями на выщелоченных черноземах. В центральной части исследуемой территории представлены степные ландшафты пологонакланенных аккумулятивных бугристо-грядовых равнин. В долинах крупных притоков р. Енисея распространены пойменные луга с сочетанием кустарниковых зарослей и мелколиственных лесов на дерново-луговых почвах. Таким образом, в регионе на сравнительно небольшом расстоянии представлено разнообразие природных комплексов: низкогорья и эрозионно-аккумулятивные равнины со сменой зон лесостепи на настоящую, сухую и каменистую степи.

В административном отношении левобережье Южно-Минусинской котловины занимают несколько административных районов Республики Хакасия -весь Алтайский район, юго-восточную часть Усть-Абаканского района, восточную часть Аскизского, западную часть Бейского района и небольшую юго-восточную часть Таштыпского района. В правобережной части котловины находятся территории 6 административных районов Красноярского края: Минусинский район, большая часть Шушенского района, северная часть Ермаковского, северо-западная часть Каратузского района, южная часть Краснотуранского района, юго-западная часть Курагинского района.

Вертикальное расчленение рельефа обуславливает не только разнообразие ландшафтов, но и природных ресурсов и интенсивность их освоения. В периодизации процесса преобразования природных комплексов и ландшафтов Южно-Минусинской котловины в результате многосторонней хозяйственной деятельности выделяются следующие стадии антропогеогенеза: начальная - 12 тыс. лет - 8 тыс. лет назад; ранняя -6 тыс. лет до н. э. - нач. II тыс. до н. э.; средняя - начало II тыс. до н. э. - VI вв. н. э.; зрелая - VI вв. н. э. до настоящего времени. Нами выделены следующее особенности хозяйственной деятельности человека, обусловленные природными условиями и ресурсами:

Во-первых, продолжительность антропогеогене-за на территории долины р. Абакан составляет около 14 тыс. лет и состоит из 4 стадий, наиболее длительными являются начальная и ранняя (4 - 3 тыс. лет), а средняя и зрелая стадии лишь по 1,5 тыс. лет;

Во-вторых, происходит смена типов хозяйствования в определенные временные промежутки. Так, на ранней стадии антопогеогенеза наблюдается переход от присваивающего к производящему труду, на средней - к аграрному типу хозяйствования, а на зрелой стадии появляется промышленность. На протяжении всей истории освоения территории расширение спектра типов хозяйственной деятельности происхо-

дило благодаря обогащению достижениями пришлого населения (кыргызы, монголы, русские);

В-третьих, спектр типов хозяйственной деятельности обусловлен природными особенностями и условиями территории. В низкогорьях развивается яй-лажное скотоводство, земледелие и добыча и выплавка металла, а на равнинных территориях - ирригационное земледелие, ремесла и т. д.;

В-четвертых, проявляется пространственная приуроченность начальной и ранней стадий антропо-геогенеза к переферийным (низкогорным) частям котловины, а средней и зрелой - к центру .

Основой хозяйственного развития почти всей исследуемой территории является сельское хозяйство, интенсивно развивающееся с эпохи Тагарской культуры (VII - III вв. до н. э.). Последний этап антропо-геогенеза был обозначен новейшим периодом зрелой стадии, он начинается с середины XX в. и продолжается до настоящего времени. В данный период идет наиболее интенсивное преобразование территории, характеризующееся изменением отраслевой структуры хозяйства с аграрной на индустриальную. Формирование Саянского территориально-промышленного комплекса привело к развитию топливно-энергетического, агропромышленного, лесопромышленного комплексов, легкой промышленности, транспорта и рекреационного хозяйства . Строительство промышленных объектов сопровождалась изъятием сельскохозяйственных угодий и территориальной реорганизации сельскохозяйственного производства. Увеличивалось число населенных пунктов, территориально разрастались поселения городского типа (г. Абакан, г. Черногорск, г. Минусинск, г. Саяногорск). Таким образом, в течение зрелой стадии антропогенеза человек значительно преобразовывал природные ландшафты в антропогенные.

На территории исследования в наибольшей степени распространен степной пояс растительности и реликтовые ленточные боры, которые требуют необходимости выработки особой стратегию оптимизации природопользования.

В отличие от других природоохранных систем ЭКТ по своей сути - модель планирования территории, созданная для управления природопользованием. Он является не только формой охраны природы, но и опорным планом развития природопользования на конкретной территории . В нашем исследовании под экологическим каркасом территории мы будем понимать модель ландшафтного планирования, позволяющую эффективно решать задачи сохранения ценных земель и улучшать репрезентативность системы ООПТ за счет создания неразрывной пространственной мозаики ценных природных территорий и зон природопользования, а также выявления недостающих звеньев для обеспечения экологической устойчивости региона.

С точки зрения ландшафтного планирования экологическому каркасу присуще большое количество разносторонних функций: воспроизводство основных компонентов природной среды, обеспечивающее необходимый баланс в межрегиональных потоках вещества и энергии; соответствие силы антропогенного давления уровню биохимической активности и физи-

ческой устойчивости природной среды, в том числе наличие условий для достаточно высоких темпов загрязнений, их биологической переработки, стабилизации воздействия на ландшафт транспортных, инженерных и рекреационных нагрузок; баланс биологической массы в ненарушенных или слабо нарушенных хозяйственной деятельностью основных ландшафтах региона; максимально возможные в данных условиях разнообразие и сложность входящих в регион экологических систем . Также можно выделить несколько общих принципов построения экологического каркаса: «природа знает лучше» (Б. Коммонер), экологических коридоров, поляризации ландшафта (принцип Б. Б. Родомана); буферных зон, иерархических ячеек (принцип Пономаренко); общей иерархичности устройства; взаимопроникновения природной и экономической инфраструктуры; мозаичности территорий разных масштабов и функций; относительной экологической автономности и дискретности отдельных участков и др. .

В соответствии с задачами экологического каркаса территории (сохранение ценных земель, восстановление территорий, подверженных антропогенному воздействию, улучшение репрезентативности ценных территорий, обеспечение сохранения экологического равновесия региона) нами взяты за основу несколько критериев отбора объектов для включения в экологический каркас:

1) критерий типичности базируется на принципе ландшафтно-географической репрезентативности и заключается в том, что в пределах каждой группы типичных территорий различного таксономического ранга должны быть сохранены эталонные участки ;

2) критерий уникальности позволяет, помимо типичных территорий, включить в экологический кар-

кас редкие и уникальные местности и сообщества, например, с геологическими обнажениями, местообитаниями эндемичных и реликтовых растений и животных, памятники природы и археологии и пр. ;

3) критерий учета биологического и ландшафтного разнообразия предполагает выделение под охрану территорий с наибольшим биоразнообразием, т. е. наличие в регионе мест обитания или произрастания редких или функционально важных для экосистем видов растений и животных, наличие экотонов;

4) критерий функциональной развитости предусматривает использование разнообразных по своему целевому назначению и выполняемым функциям форм территориальной охраны природы, соответствующих всем направлениям охраны ландшафтов;

5) критерий размерности предполагает, что размер территории должен максимально способствовать сохранению экологического равновесия .

Элементы, составляющие экологический каркас любой территории, вне зависимости от различных подходов считаются общепризнанными - это крупно-ареальные, линейные и точечные элементы .

Ядра экологического каркаса выполняют средо-защитно-санитарную роль и являются территориями с жестким режимом использования (федеральный заповедник) и территориями с регламентированным использованием (памятники природы и природные парки). Ядрами экологического каркаса являются два участка государственного природного заповедника (ГПЗ) «Хакасский» («Камызякская степь с озером Улугколь», «Оглахты»), четыре памятника природы регионального значения (Лугавский, Кривинский, Бондаревский, Очурский боры), один проектируемый памятник природы оз. Куринка и др. (рис. 1).

Планируемые ООПТ

QBJECTID- SHAPE - Название тип SHAPE Lenorth SHAPF А гея

1 Полигон ДреЕняя крепость г.Куня 15 5140,623 1352623.676153

в Полигон Заказник Урочище Трехозерки 16 17033,323221 20869014.966137

17 Полигон Заказник ЛугаЕский Вор 10 59535,546463 123706720.615467

га Полигон Заказник "Кебеи;ский" 3 Б 5564,501 ЗШ 1765 40 942.139365

21 Полигон Заказник "Крэснотуранский бор- 11 17744,643215 13590379.05699

16 Полигон Заказник "Ойское болото" 19 261 £7.160351 21641664.369963

25 Полигон Заказник Минусинский 12 43462,672593 79952317,904143

2 Полигон Музей-затшедккк КазансЕка 13 52679,423 S3 143493956,05443

11 Полигон Памятник природы Очурский бор" 7 15335,945462 9950107.316137

10 Полигон Памятник природы БондореЕский бор" 4 25630,134095 19903776.513401

12 Полигон Памятникпрпрсды "Уйтаг 14 13317.11В652 17144594.773033

11 Полигон Памятник природы Большой Монок 17 23035,527454 22034932,436644

24 Полигон Памятник природы Лугавский бор 6 20773,07912 19372340,355694

9 Полигон Памятник природы оз. Куринка 13 10790,514023 3244433,662771

7 Полигон Памятник природы Смирновский бор 12909.142557 6205520,453535

3 Полигон Памятник природы Смирновский бор Е 7023,633653 3044105,220569

19 Полигон Памятником природы КрпЕпнский бор Б 33453,424533 14243323,676253

£ Полигон Участок ГПЗ Камызякская степь с оз.Улугкогь 2 44072.63S604 56016731,630432

Ъ Полигон Участок ГПЗ Хакасский Огпахты 20993,514195 25707439,671461

4 Полигон Участок ГПЗ Хакасский Сглахты 1 17763,32134В 9591775,330159

14 Полигон Шушенский Бор участок 2 река Шушь 9 52906,497621 51155962,213435

м 4 к и Д И У (0 из 21 Выбранные)

Населенные нкты ДорОп 1 \ -.панируемые ООПТ!

Рис. 1. Фрагмент атрибутивной таблицы слоя «ООПТ» базы данных Экологического каркаса

Южно-Минусинской котловины

В правобережной части Южно-Минусинской котловины располагаются большие по площади памятники природы - ленточные боры и государственный биологический природный заказник краевого значения, организованный с целью охраны и воспроизводства охотничье-промысловых видов животных, расположенный на территории Ермаковского и Каратузско-го районов в бассейне реки Большой Кебеж. В долине реки Енисей в южной части исследуемой территории расположены: национальный парк «Шушенский бор» на участке Перовского лесничества, заказники «Ой-ское болото», «Шушенские острова»; ближе к центру - памятник природы «Кривинский бор». Следует отметить, что заказник «Краснотуранский бор» расположен в северной части правобережья на границе Южно-Минусинской и Сыдо-Ербиринской котловин.

Участки ГПЗ «Хакасский» приурочены к северозападной (участок «Камызякская степь с озером Улуг-коль») и к северной (участок «Оглахты») границе Южно-Минусинской котловины. В долины реки Абакан и ее притоков расположены три памятника природы («Уйтаг», «Бондаревский бор», «Большой Монак») и национальный парк «Казановка». На территории междуречья рек Енисей и Абакан расположились три памятника природы («Смирновский бор», «Очурский бор», «Озеро Куринка») и заказник «Урочище Трех-озерки».

Точечные элементы каркаса, сохраняющие отдельные уникальные объекты природы, не превышающие 10 км2, представлены тремя памятниками природы (гидрологическим «Река Шушь» (уч. № 1, 2),

ботаническим «Сныть реликтовая», комплексным «Урочище Сосновый носок») и культурно-историческими объектами (9 федерального и 397 регионального значения: Салбыкскийкурганы, каменные божества Ах Тас, Оглахтинская крепости, писаницаХа-зынХыр и др.). Точечные элементы природного плана располагаются исключительно в правобережной части котловины, а большинство культурно-исторических объектов в Хакасии - в районе Уйбатской степи близ села Московское.

Экологические коридоры являются наиболее сложными элементами каркаса, они осуществляют связь между ядерными элементами и поддерживают экологическую стабильность территории. К ним отнесены: 67 крупных (Енисей, Абакан, Туба, Оя, Уйбат, Камышта) и мелких речных долин общей протяженностью 3398,7 км (рис. 2); временные водотоки оросительных каналов Кайбальской и Уйбатской степей левобережья Южно-Минусинской котловины и пересыхающие русла рек всей территории (1032 км); водоохранные леса (общей площадью 881 км2), расположенные на юго-восточном участке; система перелесков среди паши; полезащитные лесные насаждения; ЛЭП; миграционные пути (водно-болотные, озерные комплексы, лесозащитные насаждения, места обитания исчезающих видов), функционирование которых обеспечивают Госкомитет по охране животного мира и окружающей среды Республики Хакасия и Государственный комитета по охране окружающей среды Красноярского края (рис. 2).

Таблица п X

SHAPE" Название Тип SHAPE Length

Пслилиния Аскиз постоянный водоток 50633.^21636

Пслилиния Ашпа постоянный всдоток 27Б47,332696

Пслилиния Еа:а постоянный водоток 11605,363554

Пслилиния Бейка ПССТСЧННЫЙ ЕСдеток 83144,360195

Пслилиния Бая ПССТСЧННЫЙ ЕСдеток 39S07.33929S

Пслилиния Беч Ку:нецсЕа псстсчнный водоток 14393.^01439

Пслилиния Бидка псстсчнный водоток &7453.46&413

Пслилиния Биджа Еременный водоток 2609,255257

Пслилиния Бол. Еь постоянный водоток 22746,711699

Пслилиния Бол. Сея постоянный водоток 5460,362512

Пслилиния Большая Коя постоянный всдоток 15621,124267

Пслилиния Бсльшая Шуль постоянный водоток 3961,674241

Пслилиния Бсгьшой Монак ПССТСЧННЫЙ ЕСдеток 5264.с 1С 312

Пслилиния Бсгьшой Сыр ПССТСЧННЫЙ ЕСдеток 23848,938859

Пслилиния Бор постоянный водоток 21073,509153 5

Н 4 0 И И ^ J" (0 из 458 Выбранные]

Населенные, пункты [Реки! Дороги |

Рис. 2. Фрагмент атрибутивной таблицы слоя «Реки» базы данных Экологического каркаса Южно-Минусинской котловины

Защиту ядер и транзитных территорий от неблагоприятных внешних воздействий осуществляют буферные территории - санитарно-защитные зоны: озер, рек, водохранилищ, особо охраняемых территорий, промышленных предприятий и земель лесного фонда (1416,1 км2).

К территориям рекультивации и восстановления биоразнообразия Южно-Минусинской котловины нами отнесены многочисленные участки природных степных ландшафтов, которых практически не осталось вследствие массовых распашек. Одним из путей восстановления степных ландшафтов может быть пе-

ревод пашни в пастбища. Рекультивация территорий многочисленных карьеров будет способствовать рекреационному использованию и последующему включению их в природную систему.

Проектирование экологического каркаса предполагает определенные функции каждого элемента в его структуре, которому соответствует свой режима использования и его правовая форма исходя из его роли в поддержании экологической стабильности как окружающей местности, так и всей территории региона.

В нашем каркасе роль природных экосистем выполняют территории с жестким режимом природопользования. Данный режим соблюдается на нетронутых антропогенным воздействием территориях ГПЗ

«Хакасский» (73,8 км2), что составляет лишь 0,3 % от всей площади ЭКТ.

Территории регламентированного режима природопользования занимают 14 % от площади каркаса и к ним относятся: ООПТ - заказники (668,6 км2), памятники природы (94 км2), национальный парк (644 км2); водоохранные зоны (водохранилищ, рек, озер, водозаборов), санитарно-защитные зоны (особо охраняемых территорий, промышленных предприятий, горных выработок, земель лесного фонда), зоны санитарной охраны лечебно-оздоровительных местностей и курортов (озер Ханкуль, Куринка и Татарское) (1416,1 км2); участки земель запаса расположены как в левобережной, так и правобережной частях общей площадью 137 км2 (рис. 3).

Таблица □ X

Насел енныепункты X

OBJECTID * 5 НА РЕ * Название Тип Количество чел SHAPE Lenath ЯН APF А гея

245 Полигон ЕрмаксЕское с. 20307 12352,119576 5-1131045,492731

259 Пол игон Ермолааео д. 125 ЕЕ 43.123236 1124044.330166

261 Полнгон ЖеЕлахты с. 634 4252,1460 & 740926,7791

206 Полигон Жерлык с. 610 5006,990811 735466,663724

н 258 Полигон Зарничный гг. 411 4462,133037 493367,2357 33

151 Пол игон Заря Д- 39 3420,796625 699336,793652

11 Пол игон Зеленое с. 1467 3453,448107 2541541.19-1573

173 Полигон Знаменка с. 2570 7777,790493 1760016,704731

277 Полигон Иезнсекэ с. 363 3903,026399 362994,276104

256 Пол игон Идка с. 797 7363,426317 1377314,146104

16 Полигон И:ыхские Копп 1571 5499,367437 1355369,232496

197 Полигон Ильинка Д- 123 4471,533257 300591.119246

115 Полигон Имени Ипыша 0. 140 6033,127791 1404340,053547

165 Пол игон Инпчул Л-- 5 3976,317337 352233,403017

221 Полигон Каекагское с. 1207 3330.13S4S6 2073762,702301

■ ч 35 Вв Sp из 273 Выбранные]

If Населенн медпункты i Peí ■ Дороги

Рис. 3. Фрагмент атрибутивной таблицы слоя «Населенные пункты» базы данных Экологического каркаса Южно-Минусинской котловины

К территориям умеренного режима природопользования относятся: леса, расположенные в лесостепях и степях на юго-восточной окраине правобережной части котловины, в пределах которых возможно использование отдельных участков в сельском хозяйстве (2316,4 км2); сельхозугодия (11001 км2).

К территориям интенсивного природопользования относятся: населенные пункты, разработки полезных ископаемых, промышленные и транспортные объекты. В 226 населенных пунктах проживают 801706 человек, из которых 74,4 % являются городскими жителями (4 города, 27 поселков). При этом в правобережной части Южно-Минусинской котловины - 90 населенных пунктов (1 город, 17 поселков, 24 деревни и 48 сел), а в левобережной располагается 136 населенных пунктов, в том числе: 3 города, 10 поселков и поселков городского типа, 44 деревни, 42 села и 37 аа-лов, в которых проживает 596900 человек (рис. 4).

Горно-добывающие предприятия преимущественно сосредоточены в левобережье - ООО «Хакас-

уголь», ООО «Хакас разрезуголь», ООО «Саянсоюз-сервис», ООО «СУЭК-Хакасия», ООО Угольная компания «Разрез Степной», ОАО «Разрез Изыхский», ОАО «Восточно-Бейский разрез», ООО «Аргиллит», ООО «Хакасский бентонит», ЗАО «Барит», ООО Артель старателей «Золотая долина» и др. Основными транспортными путями в пределах Южно-Минусинской котловины являются Южно-Сибирская железнодорожная магистраль, федеральная трасса Р257 «Енисей», соединяющие республику с Красноярским краем, Иркутской областью и Республикой Тыва, а также автодороги регионального значения (Абакан -Саяногорск (Р411), Ак-Довурак - Абакан (А161)).

Внедрение уникального гис-проекта «Экологический каркас территории Южно-Минусинской котловины» будет способствовать сохранению связи между административными районами в целях поддержания устойчивости эколого-экономической системы.

> > > * I

Условные обозначения для рисунка 4:

I - территории жесткого режима природопользования,

II - территории регламентированного природопользования,

III - территории щадящего природопользования,

IV - территории интенсивного природопользования,

V - Красноярское водохранилище,

VII - озера,

VIII - буферные территории,

IX - транзитные территории.

Действующие ООПТ:

1 - участок государственного природного заповедника (ГПЗ) «Хакасский» Оглахты,

2 - участок ГПЗ Камызякская степь с оз. Улугколь,

3 - Заказник Кебежский,

4 - памятник природы Бондоревский бор,

5 - памятник природы Кривинский бор,

6 - памятник природы Лугавский бор,

7 - памятник природы Очурский бор,

8 - памятник природы Смирновский бор,

9 - «Национальный парк Шушенский Бор» участок - 2, Перовское лесничество;

планируемые:

10 - Заказник Лугавский бор, южный участок,

11 - Заказник Краснотуранский бор,

12- Заказник Лугавский бор, северный участок,

13 -Национальный парк Казановка,

14 - памятник природы Уйтаг;

15 - Древняя крепость г. Куня,

16 - Заказник Урочище трехозерки,

17 - памятник природы Большой Монок,

18 - памятник природы озеро Куринка,

19 - природный заказник Ойское болото.

1. Южно-Минусинская котловина является уникальной природной территорией с разнообразием ландшафтов и обладает большим потенциалом для развития различных типов природопользования, длительный период вовлечена в процесс преобразования природы преимущественно сельскохозяйственной деятельностью и добывающими отраслями промышленности.

2. Проект включает в себя более двадцати традиционных векторных картографических слоев (населенные пункты, реки, автодороги, железные дороги и т. п.) и десять тематических векторных слоев - круп-ноареальные элементы (ядра), линейные (транзитные

территории), точечные, буферные территории и территории рекультивации и восстановления. Также в составе экологического каркаса были выделены территории по степени охраны с тремя режимами природопользования: жестким, регламентированным и щадящим.

3. Экологический каркас территории Южно-Минусинской котловины позволяет анализировать, редактировать и дополнять все имеющиеся данные совместно с созданием нормативных правовых документов, регламентирующих охрану и использование территорий ЭКТ, может выступать инструментом управления природопользованием.

Литература

1. Андреев А. В. Оценка биоразнообразия, мониторинг и экосети / под ред. П. Н. Горбуненко. СИ.: ВЮТГСА, 2002. 168 с.

2. Андреев А., Казанцева О., Жосан Л. Экологическая сеть. Вызовы. Решения. Кишинев: ВЮТЮА, 2012. 20 с.

3. Антипов А. Н., Дроздов А. В. Ландшафтное планирование: принципы, методы, европейский и российский опыт. Иркутск: изд-во института СО РАН, 2002. 141 с.

4. Безруких В. А., Елин О. Ю. Историко-географические аспекты развития аграрного сектора экономики Приенисейской Сибири // Изв. РГО. СПб, 2009. Т. 141. Вып. 4. С. 52 - 57.

5. Бородин А. М., Криницкий В. В., Исаков Ю. А. Система охраняемых природных территорий в Советском Союзе и место в ней биосферных заповедников // Охрана природы, наука и общество: материалы Первого Меж-дунар. конгресса по биосферным заповедникам. Минск (26 сентября - 2 октября 1983 г.). М.: Внешторгиздат, 1987. С. 182 - 186.

6. Воропаева Т. В. Региональные модели экологического каркаса территории: автореф. дис. ... канд. геогр. наук. Улан-Удэ: Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический университет имени Н. Г. Чернышевского, 2011. 23 с.

7. Гавлина Г. Б. Климат Хакасии // Природные условия и сельское хозяйство Хакасской автономной области. М., 1954.

8. Гриднев Д. З. Природно-экологический каркас в территориальном планировании муниципальных образований: автореф. дис. ... канд. геогр. наук. М.: Издательство Института географии РАН, 2011. 24 с.

9. Рюмин В. В. Динамика и эволюция южносибирских геосистем. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1988. 137 с.

10. Дьяконов К. Н., Дончева А. В. Экологическое проектирование и экспертиза. М.: Аспект Пресс, 2002. 384 с.

11. Елизаров А. В. Экологический каркас - стратегия степного природопользования XXI века // Самарская Лука. 2008. Т. 17. № 2(24).

12. Колбовский Е. Ю. Ландшафтное планирование: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: Академия, 2008. 336 с.

13. Михеев В. С. Ландшафтный синтез географических знаний. Новосибирск: Наука, 2001. 216 с.

14. Павлова Е. В., Махрова М. Л., Ямских Г. Ю. Долина реки Абакан: этапы антрпогеогенеза и типы хозяйствования // Вестник Хакасского государственного университета им. Н. Ф. Катанова. 2012. № 2. С. 134 - 138.

15. Рудский В. В. Охраняемые природные территории в региональном природопользовании 15 (географические аспекты) // Проблемы региональной экологии: материалы II Всерос. конф. Вып. 8. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. С. 242 - 244.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПРИЕНИСЕЙСКОЙ

1.1. Геологическое строение, рельеф и специфические черты климатических условий.

1.2 Особенности пространственной дифференциации растительного покрова.

ГЛАВА 2. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕКОНСТРУКЦИЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И КЛИМАТА ГОЛОЦЕНА ПО ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ.

2.1. Факторы формирования субфоссильных спорово-пыльцевых спектров.

2.2. Отражение современной растительности в субфоссильных спектрах.

2.3. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры растительных зон Приенисейской Сибири.

2.3.1. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры торфяных отложений.

2.3.2. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры почв.

2.3.3. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры озерных отложений.

2.3.4. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры пойменного аллювия.

2.3.5. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры руслового аллювия.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РЕКОНСТРУКЦИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И КЛИМАТА ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПРИЕНИСЕЙСКОЙ СИБИРИ.

3.1. Математические методы при палинологических исследованиях

3.2. Корреляционный анализ.

3.3. Регрессионный анализ. Линейные и нелинейные модели расчета количественных показателей элементов палеоклимата.

3.4. Дискриминантный анализ. Линейные и нелинейные классифицирующие модели.

3.5. Картографический способ отображения динамики палеоклимата голоцена.

ГЛАВА 4. ПАЛЕОБОТАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТЛОЖЕНИЙ, РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И КЛИМАТ ГОЛОЦЕНА ВНУТРИКОНТИНЕТАЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПРИЕНИСЕЙСКОЙ СИБИРИ.

4.1. Периодизация голоцена.

4.2. Палеоботаническая характеристика отложений, растительность и 192 климат голоцена подзоны южно-таежных лесов.

4.3. Палеоботаническая характеристика отложений северной лесостепи, растительность и климат голоцена Красноярской котловины.

4.4. Палеоботаническая характеристика отложений южной лесостепи, настоящей и сухой степей, растительность и климат голоцена Минусинской котловины.

4.5. Палеоботаническая характеристика отложений, растительность и климат голоцена Тоджинской котловины.

ГЛАВА 5. КОРРЕЛЯЦИЯ ИЗМЕНЕНИЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И

КЛИМАТА ГОЛОЦЕНА С СОСЕДНИМИ РЕГИОНАМИ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Реконструкция растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири»

В последние десятилетия возросло число публикаций по разработке экологических прогнозов в свете глобального антропогенного потепления. Решение этой задачи включено в «Международную геосферно-биосферную программу», которая предусматривает создание сценариев будущего биосферы на основе физических моделей, описывающих базовые процессы и явления (Котляков, 1992, 2001). В литературе приводятся основные глобальные (а в некоторых случаях и региональные) прогнозные характеристики антропогенных изменений климата: температурных условий и атмосферного увлажнения, испаряемости и испарения, речного стока и других параметров (Будыко, 1971; Предстоящие., 1991; Будаговский, Бусарова, 1991; Будыко и др., 1992; Оценки., 1992 и др). На ближайшее будущее (до середины 21 века) оценка экологических последствий глобального потепления проводится по расчетным (теоретическим) прогнозным моделям, основанным на системе общей циркуляции атмосферы (Emanuel et al., 1985; Leemans, 1992; Climate., 1996; Изменение., 2003 и др.). В эколого-географических прогнозах широко используются палеогеографические сценарии - главным образом оптимума голоцена (5-6 т.л.н.) и микулинского межледниковья (120-130 т.л.н.), которые рассматриваются в качестве аналогов ландшафтно-климатических условий будущего (Марков и др., 1974; Величко и др., 1983; Величко, 1991, 1992; Изменение., 2003 и др.). Одно из основных направлений исследования изменений климата связано с разработкой и усовершенствованием численных моделей климата, пригодных для предсказания его изменений. Поскольку все существующие модели такого рода являются в той или иной степени приближенными, большое значение приобретает проверка этих моделей на эмпирическом материале, для чего важнейшее значение имеют данные об естественных изменениях климата, происходивших в прошлом. Таким образом, задача предсказания климатических условий будущего неразрывно связана с вопросами количественного объяснения ранее происходивших изменений климата.

Цель работы состоит в реконструкции растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири на основе палинологического изучения отложений и разработанных универсальных нелинейных моделей количественных характеристик элементов климата, данных ботанического анализа и радиоуглеродного датирования.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Создать банк данных субфоссильных спорово-пыльцевых спектров разных генетических типов отложений и характеристик современных климатических показателей растительных зон.

2. Выявить степень адекватности отражения состава растительного покрова в поверхностных спорово-пыльцевых спектрах.

3. Разработать универсальные эмпирические модели, характеризующие связь между различными климатическими показателями и спорово-пыльцевыми спектрами для реконструкции количественных показателей палеоклимата и растительных зон.

4. Произвести расчеты количественных показателей элементов палеоклимата на основе ископаемого палинологического материала и выявить динамику климата в голоцене.

5. Построить климатические карты на основе палеореконструкций климата для временных срезов - 600-800 л.н., 1200-1400 л.н., 3000-3300 л.н. и 4500-5000 л.н.

6. Сопоставить динамику смен растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири с соседними регионами.

Фактический материал и методы исследований. Основной объем фактического материала получен при проведении палинологического изучения разрезов аллювиальных, озерно-аллювиальных и озерных, фитогенных и других типов отложений на территории Красноярской, Минусинской и Тоджинской межгорных котловин внутриконтинентального типа, входящих в восточный долготный сектор аридной зоны Азии. Наиболее информативными оказались разрезы субаэрально-фитогенных осадков, представленные в долинах рек низинными торфяниками, толщами озерных осадков и спелеотонов. В межгорных котловинах сформировались своеобразные природные условия, так называемые межгорнокотловинные ландшафты, обусловленные их геоморфологическими особенностями (Преображенский, 1958; Александрова, Преображенский, 1964;

Александрова, 1972). Высота дна котловин над уровнем моря определяет в основном весь спектр природных условий и степень инверсионности растительного и почвенного покрова, причем по крайней сложности существующих в них природных процессов они могут быть сравнимы только с горными странами (Береснева, 1990,2006).

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Проведены исследования по изучению поверхностных проб и выявлены пространственные закономерности формирования спорово-пыльцевых спектров.

2. Дана оценка специфики отражения зональных, региональных и локальных особенностей структуры растительного покрова в количественном и качественном составе спорово-пыльцевых спектров поверхностных проб разных генетических типов отложений.

3. Созданы региональные базы данных по современным элементам климата и поверхностным пробам почв, торфяных, озерных, аллювиальных пойменных и русловых отложений всех растительных зон и подзон

Приенисейской Сибири, что вносит существенный вклад в разработку методических основ спорово-пыльцевого анализа.

4. Разработаны и обоснованы универсальные нелинейные модели для расчета количественных показателей 14 элементов палеоклимата и реконструкций растительных зон.

5. Обобщен и приведен в систему по единой методике обширный оригинальный фактический материал спорово-пыльцевых анализов аллювиальных, озерно-аллювиальных, озерных, фитогенных и других типов голоценовых отложений.

6. Произведены реконструкции растительности и климата голоцена внутриконтинентальных районов Приенисейской Сибири на основе данных палинологических анализов, ботанического состава, радиоуглеродного датирования и эмпирического моделирования. Выявлены особенности регионального отражения изменений глобального климата и отклика на них растительного покрова.

Предметом защиты диссертационной работы является региональная модель динамики растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири, разработанная на основе результатов палинологического изучения разных генетических типов отложений, количественной оценки показателей элементов палеоклимата и реконструированных растительных зон.

Защищаемые положения:

1. Закономерности формирования современных спорово-пыльцевых спектров разногенетических типов отложений на территории Приенисейской Сибири отражают сложные зональные, региональные и локальные особенности развития растительного покрова и являются методической основой для создания приемов и методов интерпретации палинологического материала.

2. Объективная оценка реконструкций растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири базируется на высокоточных нелинейных моделях расчета количественных показателей элементов климата и дискриминантных функций.

3. На территории внутриконтинентальных районов Приенисейской Сибири в течение голоцена значительных флуктуаций климата и коренной перестройки растительного покрова не происходило. Зафиксированы перегруппировки в составе растительного покрова, выразившиеся в увеличении доли древесных пород в периоды похолоданий и травянистых в периоды потеплений. В бореальное и атлантическое время происходили изменения климатических показателей в сложном соотношении тепла и влагообеспеченности.

Практическая значимость:

1. Созданные региональные базы данных по климату и спорово-пыльцевым спектрам поверхностных проб разных генетических типов отложений являются методической основой для разработки способов интепретации палинологического материала и количественных оценок палеоклимата.

2. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры рекомендуется применять как эталонные для динамики растительных зон и выделения межледниковых горизонтов при разработке стратиграфических схем четвертичных отложений Приенисейской Сибири.

3. Палинологические данные, полученные для территории котловин, являются основой для разработки стратиграфических схем голоцена региона.

4. Выявленные закономерности в изменении растительности и климата внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири могут служить основой для выявления спонтанных изменений климата и прогноза развития природной среды в будущем.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на ряде международных, всесоюзных/всероссийских и региональных конференциях, симпозиумах, конгрессах и совещаниях, в том числе: на XI, XIII, XIV конгрессах ИНКВА (1982, Москва; 1991, Пекин; 1995, Берлин), на Всесоюзной конференции «Четвертичная геология и первобытная археология Южной Сибири» (1986, Улан-Удэ), на VI Всесоюзной палинологической конференции «Палинология и полезные ископаемые» (1989, Минск,), на Всесоюзном совещании «Геохронология четвертичного периода» (1989, Таллин), на Международных симпозиумах «Четвертичная стратиграфия и события Евразии и Тихоокеанского региона» (1990, Якутск), «Хроностратиграфия палеолита Северной, Центральной, Восточной Азии и Америки» (1990, Новосибирск) и «Палеоэкология и расселение древнего человека в Северной Азии и Америке» (1992, Красноярск), на заседании Совета Института географии Венгерской АН (1992, Будапешт), на международном симпозиуме «Климаты прошлого и климатологический прогноз» (1992, Москва), на VIII Всесоюзной палинологической конференции «Палинология в биостратиграфии, палеоэкологии и палеогеографии» (1996, Москва), на Всероссийском совещании «Главнейшие итоги в изучении четвертичного периода и основные направления исследований в XXI веке» (1998, Санкт-Петербург), на «Third International GLOCOPH Conference» (1998, Kumagaya, Japan), на Международном научно-исследовательском семинаре-экспедиции «Функционирование и эволюция экосистем по Енисейскому трансекту» (2000, Красноярск), на VII научно-практической и методической конференции посвященной 100-летию Красноярского отдела РГО (2001,

Красноярск), на International field conference «Intracontinental palaeohydrology and river valley geomorphogenesis» (2001, Krasnoyarsk), на межрегиональной научно-практической конференции, посвященной объединению Красноярского края, Эвенкии и Таймырского автономного округа «Объединение субъектов Российской Федерации и проблемы природопользования в Приенисейской Сибири» (2005, Красноярск).

Личный оклад автора. Диссертационная работа является обобщением результатов многолетних полевых и аналитических исследований автора (1981-1990 гг.), проводившихся в рамках плановых работ лаборатории палинологии и карпологии ИГиГ СО РАН по теме 4, раздел «в» (гос. per. № 81070211) «Реконструкция палеоклиматов на базе палинологических данных голоцена», научно-исследовательских работ кафедры физической географии Красноярского государственного педагогического института (гос. Per. № 0187000624), в рамках программы СО АН СССР 1.4.1. «Экология КАТЭКа» (1980-1985 гг.), с 1992 г. - программы «Глобальная континентальная палеогидрология», материалов, лично полученных автором в процессе инициативных научно-исследовательских работ, выполненных в (1990-2005 г.г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы и защищаемые положения опубликованы в 4-х монографиях и 68 работах.

В формировании научных взглядов автора ключевую роль сыграл безвременно ушедший супруг - д.г.н., профессор А.Ф. Ямских. В сердце автора навсегда о нем останется светлая память и благодарность за высокий пример отношения к научному творчеству. На разных этапах работы над диссертацией автор ощущал поддержку и пользовался советами М. Печи, X. Фора, А.Е. Мирошникова. Автор выражает признательность А.С. Щемелю, при непосредственном участии которого разрабатывались эмпирические модели расчета палеоклимата и своим коллегам по кафедре физической географии Красноярского государственного педагогического университета, кафедры эволюционного ландшафтоведения и исторической экологии Красноярского государственного университета. Автор выражает сердечную благодарность сыну и его семье за постоянную бескорыстную помощь.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, насчитывающего 385 наименований. Объем работы - 420 страниц, включая 72 рисунка и 20 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов», Ямских, Галина Юрьевна

1. Субфоссильные спектры разногенетических отложений равно достоверно отражают зональный тип растительности, что четко видно из соотношения между группами. Лишь в надпойменных торфяниках нередко преобладают споры сфагновых мхов. В напочвенных поверхностных пробах редко наблюдается искажение спорово-пыльцевых спектров за счет пыльцы спор, доминирующих в местах отбора проб.

2. Спорово-пыльцевые спектры отражают достоверно не только зональный тип растительности, но и внутризональный характер растительных группировок.

3. Перенос пыльцы из зоны в зону в основном происходит за счет пыльцы древесных пород, обладающей хорошей летучестью. Роль ветра в ее транспортировке значительно большая, нежели текучих вод.

В опубликованных Н.И. Пьявченко (1966) материалах по палинологическому изучению торфяников Енисейской полосы Сибири, отмечено отмечено, что искажение спорово-пыльцевых спектров происходит за счет ветрового заноса высокотранспортабельной пыльцы рода Pinus. Это более всего проявляется в северных редколесьях, лесотундре и в лесостепи на фоне малой лесистости. Пыльца лиственницы встречается в поверхностных пробах в незначительном количестве, что объясняется ее малой летучестью и плохой сохранностью в торфе. Ее присутствие в количестве 2-3% позволяет говорить о существенном участии в составе лесов. Содержание пыльцы Abies и Picea в спектрах в 2-3 раза меньше участия этих пород в лесном покрове. Пыльца рода Betula в спектрах лесостепи отражает лесообразующее значение этой породы. В лесостепи Populus tremula занимает 22% площади, а в спектрах эта порода не получает отражения так как ее пыльца не сохраняется в торфяных отложениях. Спектры недревесной растительности в значительной степени отражают растительность самих болот. В субфоссильных спектрах торфяников в составе недревесной растительности отражаются не только локальные условия, но и влияние зональных факторов, однако, они сильно нивелируется первыми. В целом недревесная пыльца и споры, погребенные в торфяниках, не всегда могут служить надежным аргументом для палеоботанических и палеогеографических построений.

В 70-е и 80-е годы прошлого века на территории Минусинской котловины изучались поверхностные пробы. В этом районе особенно сложно интерпретировать палинологические данные, поскольку проявляется наложение широтной зональности и вертикальной поясности, резкая смена на близких расстояниях, иногда в 30-50 км, широтных "концентрических" зон и вертикальных поясов растительности. Степные и сухостепные ландшафты, расположеные в центре котловины, быстро переходят в периферийные лесостепные.

С.А. Сафаровой (1964, 1973) проведены первые палинологические исследования на территории Минусинской котловины по изучению закономерностей формирования субфоссильных спорово-пыльцевых спектров. Сопряженный анализ пыльцы и спор, улавливаемых из воздуха и поверхностных проб почв, привел автора к выводу о том, что в условиях межгорных котловин большую роль в спектрах играет заносная пыльца древесных растений. Для степных спорово-пыльцевых спектров характерен большой процент заносной древесной пыльцы, особенно Pinus sylvestris, большое разнообразие травянистых растений и значительный процент злаков и маревых в группе травянистой пыльцы. По мнению С.А. Сафаровой, заносная пыльца преобладает над местной и содержание пыльцы древесных пород в спектре не может быть критерием для суждения о характере растительного пояса. Показателем таежных условий, является присутствие в заметных количествах пыльцы пихты - 10-17%, ели - 5-7%), в степи же их количество соответственно составляет - 1 и 4%. В группе травянистых показателем таежных формаций является обнаружение хотя бы незначительного количества пыльцы Onagraceae, Vaccinium и таких видов, как Carex macroura, Erigeron, Cacalia hastata. В группе травянистых в степях важнейшее значение имеет высокий процент маревых, а также присутствие пыльцы Ephedra monosperma, Kochia, Thermopsis lanceolata. Отличием спорово-пыльцевого спектра лесостепного ландшафта является заметное присутствие пыльцы лиственницы при значительной доле осок и пыльцы Primulaceae. Споры не являются надежным критерием отличий по поясам. Автор обращает внимание на то, что концентрация пыльцы и спор на 1 г почвы существенно меняется в зависимости от пояса: в степи она составляет 1-4 пыльцевых зерна, в лесостепи - 11-16, в тайге - от 41 до 94, а в окрестных ленточных борах - 4-6 пыльцевых зерен.

Г.Ю. Ямских на территории Минусинской котловины и ее горного обрамления, а также в подзоне южно-таежных темнохвойных лесов были проведены исследования по изучению торфяных отложений (Зубарева (Ямских), 1983, 1984, 1985, 1987, 1995). Все торфяные толщи были подвергнуты спорово-пыльцевому анализу, а также был изучен ботанический состав отложений. Материалов, опубликованных С.А. Сафаровой (1964, 1973), А.И. Пермяковым (1964, 1986), Н.И. Пьявченко (1966), Л.Н. Савиной (1976, 1982, 1985), для решения вопросов реконструкции растительности и климата оказалось крайне недостаточно, в связи с чем была выполнена работа по изучению поверхностных проб. Детального изучения поверхностных проб из торфяных отложений на территории котловины и ее горного окружения не производилось. Необходимо было выявить закономерности формирования субфоссильных спектров и особенности их состава, отражающего ландшафтные особенности региона, а также характер распространения основных групп растений и их ассоциаций. В результате изучения поверхностных проб торфяников было установлено, что в подзоне южно-таежных лесов в общем составе спорово-пыльцевых спектров наблюдается абсолютное преобладание пыльцы древесных пород в среднем до 83,3 %, на долю пыльцы трав приходится от 7 до 11 % споры составляет 2,0-9,9%. Среди пыльцы древесных пород, главная роль принадлежит хвойным - сосне обыкновенной, кедру, ели. Значение пыльцы мелколиственных пород (береза, ива) возрастает на границе с зоной северной лесостепи, где наблюдается проникновение преобладающих форм, входящих в состав горно-таежных ассоциаций при среднем содержании 27%. Количество пыльцы сосны в спектрах в средне» составляет чуть более половины (50,1%), кедра - 10,4 % (при колебаниях от 3 до 30 %). Пыльцы ели (6,8 %>) в среднем в спектрах содержится в 2 раза меньше, чем пихты (3,1 %>), хотя пределы колебаний Picea obovata велики (1,1-30,5 %>). Пыльца ольхи в исследованных образцах не встречена, а ивы присутствует в небольших количествах и в среднем составляет 7,9 %. Пыльца травянистых растений в целом отражает состав ассоциаций из мест взятия проб. Наибольшие средние значения отмечены для. Роасеае - 21,8%, Polygonaceae - 10,2 %, Thalictrum -8.8%о, Apiaceae - 7,9 %, Ranunculaceae - 6,8 % и разнотравья - 12,3 %>. Споровая часть спектров отражает, с одной сторона, состав растительных сообществ торфяников (Polypodiophyta - 66,5%,Sphagnum - 9,9%>, Bryales -Ю,3%>) с другой - участие их в лесных ассоциациях - Diphasiastrum complanatum - 4,4%, Lycopodium annotium - 3,7%, Equisetum - 3,3 %. Следует отметить, что в целом субфоссильные спорово-пыльцевые спектры отражают характер растительности не только болотных растительных ассоциаций, но и всего пояса темнохвойных южно-таежных лесов.

В подзоне северной лесостепи в общем составе пыльцы и спор содержится 52,0 %, пыльцы древесных, 34,2 % - травянистых и 13,8%) -спор. Главными лесообразующими породами являются сосна и береза, их доля в спектрах составляет 45,3 % и 32,0 % пыльцы кедра содержится 11,2 %, ели - 5,9 % и пихты - 3,7 %, лиственницы - 1,0 % и ивы - 0,9 %, Такой состав пыльцы древесных отражает характер растительного покрова районов этой зоны. Интересно отметить, что роль пыльцы древесных пород увеличивается в районах контактов северной лесостепии лесных поясов, В центральных частях В подзоне северной лесостепи в общем составе пыльцы и спор содержится 52,0 %, пыльцы древесных, 34,2 % - травянистых и 13,8%> - спор. Главными лесообразующими породами являются сосна и береза, их доля в спектрах составляет 45,3 % и 32,0 %, пыльцы кедра содержится 11,2 %, ели - 5,9 % и пихты - 3,7 %, лиственницы - 1,0 % и ивы - 0,9 %, Такой состав пыльцы древесных отражает характер растительного покрова районов этой подзоны. Интересно отметить, что роль пыльцы древесных пород увеличивается в районах контактов северной лесостепи и лесных поясов, В центральных частях роль пыльцы травянистых заметно увеличивается и доходит до 58,7 %. Пыльца травянистых растений отличается разнообразием и заметным увеличением роли Chenopodiaceae до 13,9 %, Сурегасеае до 22,4 % и Artemisia, Asteraceae - 7,9 %, По сравнению с лесными поясами несколько увеличивается роль спор - до 13,8 %, их процентное содержание в целом отражает участие споровых растений в растительности болотных массивов северной лесостепи.

По составу спектров поверхностных проб зона южной лесостепи отличается от зоны северной лесостепи незначительным увеличением пыльцы древесных пород (до 54,9%) и уменьшением травянистых (до 28,2%), процент спор увеличивается на 2,9%. В зонах северной и южной лесостепи кривые общего состава древесных и травянистых форм сближены по сравнению с поясами лесов, а иногда и перекрывают друг друга. Пыльца травянистых растений, как и в северной лесостепи, отличается разнообразием состава. Среди спор преобладают Polypodiophyta - 56,0%, Bryales - 16,6% и Sphagnum - 12,4%, Diphasiastrum alpinum - 0,5% Equisetum -3,8%.

В поверхностных пробах торфяников в районе пос. Танзыбей обнаружена пыльца липы, в настоящее время это растение здесь не произрастает. Вероятнее всего, пыльца является переотложенной из неогеновых отложений, обнажающихся в долине р. Танзыбей.

Степи Минусинской котловины по климатическим условиям и составу растительности делятся на настоящие (крупно-полынно-ковыльные и овсецово-ковылъиые) и сухие (четырехзлаковые и каменистые). В спектрах поверхностных проб торфяников на территории настоящей степи в общем составе различия в содержании пыльцы древесных и травянистых незначительны - 51,9% и 41,1%, количество спор в среднем составляет 7,0%. Главная роль принадлежит пыльце сосны, содержание ели - 4,9%, кедра -4,4%, пихты - 3,1%, лиственницы - 0,1% и ольхи - 0,1%. Основная масса пыльцы травянистых растений представлена - Сурегасеае - 26,5% и Chenopodiaceae - 15,9%, Роасеае - 14,9%, Artemisia - 6,8% и Asteraceae -6,7%. Содержание спор Sphagnum составляет - 24,8%, a Polypodiophyta-44,5%.

Общий состав пыльцы и спор сухостепной зоны, как и зоны настоящих степей, характеризуется незначительными различиями: пыльца древесных составляет 44,9%, травянистых - 39,2%, спор - 15,9%. В образцах поверхностных проб торфяников отобранных в непосредственной близости от участков с сухостепной растительностью, окружавшей торфяную залежь, наблюдается равное количество пыльцы травянистых и древесных форм. Так же, как и в остальных зонах, ведущая роль среди пыльцы древесных форм принадлежит пыльце сосны (51,1%) и березы (29,4%). Отличительной особенностью является высокое содержание в спектрах пыльцы пихты -9,4%, что связано, вероятнее всего, с привносом пыльцы водами р. Енисей с горных районов Западного Саяна (торфяники расположены в основном на 1 надпойменной террасе и пойме р. Енисей и его притоков). Среди трав преобладает пыльца Chenopodiaceae - 56,8%, Сурегасеае - 14,8% и Роасеае -12,4%. В небольшом количестве встречается Polygonaceae - 9%, Saxifragaceae - 0,2%, Sparganium - 0,3%. Основную часть спектра представляют главным образом папоротники - 50,5%, Sphagnum - 27,2%. На долю Bryales приходится 12,6% и Lycopodium sp. - 7,8%.

Таким образом, отличительной особенностью степных спектров является высокое содержание пыльцы Chenopodiaceae до 56,8%, Chenopodiaceae - до 26,5% и Роасеае - до 14,8%.

Общий состав пыльцы и спор пояса горно-таежных лиственничных и лиственнично-сосновых лесов четко отражает горно-таёжный тип растительности. Содержание пыльцы древесных, травянистых и спор составляет соответственно 77,6%, 14,5 %, 7,9 %, Среди пыльцы древесных преобладает пыльца сосны - 58,4 % (колебания от 30,7 до 67,3 50, ели - 9,8 %, березы - 16,9 %), Пыльца Abies sibirica, Pinus sibirica содержится в количествах -1% и 11,7 % при максимальном содержании пыльцы пихты 9,8 %. В пределах этого пояса естественно высоко содержание пыльцы лиственницы - 2,1 % (по сравнению с другими растительными зонами), что соответствует поверхностным пробам в районах распространения лиственничных лесов. О плохой сохранности пыльцы лиственницы имеется довольно много сведений (Дылис, 1948; Пьявченко, 1966; Березина, 1969; Кольцова, 1972; Карташова, 1971; Голубева, Караулова, 1983 и др.). Плохая сохранность и малая пыльцевая продуктивность лиственницы (Rempl, 1937) -вероятные причины незначительного ее содержания в спектрах. Кроме того, существенные изменения пыльца лиственницы претерпевает при химической обработке проб на спорово-пыльцевой анализ. Последовательная обработка пыльцы лиственницы водой и ацетолизной смесыо Эрдтмана вызывает разрывы экзины пыльцевого зерна, изменяется форма и пыльца увеличивается в размерах, но полностью не разрушается. Это одна из причин возможного занижения данных об участии пыльцы лиственницы в спектрах -при анализе не учитываются лопастные формы (Зубарев, 1977).

Состав пыльцы травянистых растений также отражает характер растительности этого пояса, где главная роль принадлежит пыльце Ranunculaceae - 22,6% и разнотравью - 19,3 %, довольно велико содержание пыльцы Asteraceae - 18,3 % и Chenopodiaceae - 9,0 %. Эти спектры характеризуют остепненные пространства склонов южной экспозиции, где они в непосредственной близости соседствуют с лиственничными и листве ннично-сосновыми лесами. В составе спор главная роль принадлежит Polypodiophyta - 51,8 % и Bryales - 31,0 %, участие Sphagnum невелико -0,2%. Споровая часть спектров отражает характер растительных ассоциаций места отбора проб. В большинстве случаев встреченные в спектрах споры плаунов определить до вида было невозможно из-за плохой сохранности.

Как и в остальных лесных поясах, в поясе горно-таежных темнохвойных лесов, в спорово-пыльцевых спектрах поверхностных проб торфяников преобладает пыльца древесных пород, в среднем 81,6 % (при колебаниях от 64,6 до 91,3 %, пыльца трав составляет 10,6 %, а споры - 7,8 %. Среди группы древесных пород главная роль принадлежит пыльце сосны -33,4 %, пыльцы березы содержится 22,3 %. Pinus sibirica - 15,09%, Abies sibirica и Picea obovata соответственно 13,8 % и 12,4 %. Пыльца травянистых: и кустарничковых растений - отличается разнообразием, прежде всего в поверхностных пробах находит отражение состав болотной растительности (Сурегасеае - 15,0 %), основной процент пыльцы трав приходится на лесное разнотравье- 11,9%, Thalictrum - 9,2 %, Caryophyllaceae - 6,1 % и др., на долю ксерофитов приходится в целом 14 % от общего состава пыльцы травянистых растений. Главными компонентами споровой части спектров являются: Polypodiophyta - 66,3 %, Sphagnum - 16,3%, Equisetum и Riccia содержится в количествах 2,3 %, Bryales - 4,7 %, Lycopodium annotinum - 8 %.

Результаты изучения поверхностных проб торфяников растительных зон Минусинской котловины и ее горного обрамления позволили сделать следующие выводы:

1. Средний процентный состав пыльцы древесных и кустарников, трав и кустарничков, спор является надежным критерием выделения растительных зон лесов, лесостепей и степей. В лесной зоне отмечается содержание пыльцы древесных и кустарников более 70,0%. Лесостепная зона характеризуется содержанием пыльцы древесных до 52,0-55,0%, а в степи ее количество уменьшается до 44,9%. Естественное максимальное процентное содержание пыльцы трав до 41,0% отмечено для степной зоны. Состав спор в основном отражает локальные условия мест отбора проб. Выявленная закономерность объясняется, вероятно тем, что на территории Минусинской котловины как степные, так и лесостепные ландшафты в чистом виде не встречаются, а наблюдается чередование степей с лесостепными и остепненными лесами. Более дробное деление на растительные зоны при использовании только общего состава спектров, затруднительно.

Большой процент пыльцы древесных пород в поверхностных пробах лесостепей и степей объясняется, с одной стороны, переносом ветром легколетучей пыльцы рода Pinus, а с другой - периодическим привносом пыльцы и спор с окружающих участков бассейна Енисея во время паводков и половодий, так как большая часть торфяных залежей на территории котловины сформирована на дне речных долин,

2. При определении растительных зон Минусинской котловины по спорово-пыльцевым спектрам были выделены палинологические индикаторы. Среди древесных пород зона горно-таежных темнохвойных лесов отличается присутствием пыльцы пихты до 13,9%, ели - 12,4%, кедра-15,09%). Пояс горно-таежных лиственничных и лиственнично-сосновых лесов выделяется по присутствию в спектрах до 58,4% пыльцы сосны и 2,1% лиственницы. Быстрая разрушаемость оболочек пыльцы лиственницы не позволяет объективно реконструировать лиственничные леса и в то же время дает возможность предполагать широкое распространение лиственницы только по единичным находкам ее пыльцы.

3. На наличие зоны степей указывает содержание в спектрах пыльцы эфедры при увеличении маревых в зоне сухих степей до 56,0%. Пыльца полыней и маревых составляет основной процент пыльцевых зерен трав в спектрах степей. В лесостепной зоне в составе спектров содержится пыльца травянистых растений смешанного состава с участием как мезофитов, так и ксерофитов в незначительном количестве.

4. Кустарничковая березка, произрастающая в основном в центральной части болотных массивов, в поверхностных пробах не находит отражения.

5. В составе спектров отмечается небольшое содержание пыльцы ивы. Это связано, вероятно, с тем, что ива в основном произрастает на пойме и низких террасах рек.

Видовые определения пыльцы и спор позволяют получать более полную информацию о составе растительности, однако их плохая сохранность вызывает затруднения при их выполнении. Кроме того, выделяются группы растений (Гричук, Заклинская, 1948), видовые определения которых при работе на световом микроскопе практически невозможны. У одной группы растений (например, злаков) пыльца или споры оказываются настолько сходными как морфологически, так и по своим размерам, что определение растений внутри этой группы до вида не представляется возможным. Споры и пыльца других растений (например, настоящих папоротников) в ископаемом состоянии, как правило, редко сохраняют периспорий, что не позволяет делать видовые определения.

2.3. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры растительных зон Приенисейской Сибири

Трудности видовых определений, наличие в спектрах заносной пыльцы, а также сложность интерпретации результатов, основывающихся на сравнении изменений количественного соотношения компонентов субфоссильных и ископаемых спектров, вызвали необходимость применения новых объективных методов интерпретации данных, в частности математических. Для работы над созданием математических моделей интерпретации палинологического материала необходимо было иметь большое количество поверхностных проб разпогенетических типов отложений. Такая работа по созданию банка данных была проведена на всей территории Приенисейской Сибири, т.к. необходимо было иметь материалы о составе спорово-пыльцевых спектров не только по растительным зонам котловин территории, но и по близко, далеко расположенным растительным зонам для определения в дальнейшем уровня миграции растительности в периоды голоценового время.

Важным индикатором изменений климатических условий в голоцене является наличие в осадках пыльцы широколиственных растений. По присутствию пыльцы в осадках можно не только выявить теплые и холодные эпохи, но и проследить характер миграций растительности во время потепления и похолодания климата. В материалах, опубликованных сибирскими палинологами (Волкова, Белова, 1980; Белова и др., 1982) говорится о роли широколиственных пород в растительности голоцена Сибири и указывается на то, что расцвет широколиственных приходился на климатический оптимум 6500-5500 л.н. и начало суббореального периода. Сокращение роли элементов широколиственной флоры началось на юге Средней Сибири в первой половине суббореального времени, в Западной Сибири во второй половине суббореального периода. В атлантическое время в лесах Западной Сибири исчезли липа, дуб и только вяз сохранился в незначительных количествах. В работах подчеркивается, что рубежи становления, расцвета и исчезновения широколиственной флоры в лесах Сибири и Европейской части равнины не совпадают. В разногенетических отложениях голоценового возраста во внутриконтинентальных территориях Приениссйской Сибири до сих пор не обнаружено четких доказательств присутствия широколиственных пород в составе растительного покрова. Наиболее правильное объяснение этому явлению удалось обнаружить в работах Г.И. Танфильева (Танфильсв, 1902), он указал, что причиной отсутствия дубов в растительном покрове Сибири являются геотермические условия: весной и в начале лета почвы в Сибири прогреваются очень слабо и поэтому подача воды корнями дуба и других широколиственных пород не может компенсировать потерь воды при транспирации. По мнению А.Я. Гордягина (Гордягин, 1925) основной причиной отсутствия дубов в Сибири -зимнее испарение, и действительно, его опыты показали, что интенсивность зимнего испарения однолетних ветвей дуба (также ясеня, яблони и сирени) далеко превосходит интенсивность испарения однолетних ветвей вечнозеленых хвойных (ель, сосна, пихта, кедр). Потеря веса однолетних ветвей дуба не прекращается даже при самых жестких морозах, а в теплые периоды - в марте, когда дефицит насыщения достигает весьма внушительных размеров, потери веса однолетних ветвей дуба уже не компенсируются за счет притока воды из более старых частей дерева.

А.Я. Городягин полагал, что одним из важнейших факторов, препятствующих продвижению дуба в Сибирь и понижающих рост его экземпляров в восточной части доуралья, является именно высокое зимнее испарение. Ареал дуба является климатически обусловленным. Климатические условия всей подзоны дубрав соответствуют годовой температуре от 2,5°до 10,0°, средней температуре июля - 21,5°, количеству осадков от 350 до 550 мм.

При отборе поверхностных проб разногенентических типов отложений растительных зон Приенисейской Сибири очень большое внимание уделялось местам отбора проб, т.е. тем участкам, где достаточно хорошо сохранился естественный растительный покров. Пробы отбирались на пробных площадках современного растительного покрова. Кроме этого использовалась карта нарушенности лесов Приенисейской Сибири (рис. 4) составленная д.б.н. Е.Н.Калашниковым. При отборе проб на территории Минусинской котловины автор исходил из того, что современный растительный покров степей котловины, значительно видоизмененный деятельностью человека, все же сохранил в себе черты коренной структуры и при прекращении действия активной нагрузки самовосстанавливается до своего естественного состояния, т.е. коренного или близкого к нему. Речь идет прежде всего о восстановлении состава и структуры коренного покрова (Волкова и др., 1979) Доказательством этому являются сравнения описаний степных пастбищ после нескольких лет заповедного режима и описаний целинных степей, выполненных в первой четверти 20-го века М.М.Ильиным (1913), И.В.Кузнецовым (1914) и В.В.Ревердатто (1928). Дополнением к этому доказательству могут служить также места сохранившейся ненарушенной степи, особенно па склонах гряд в окружении полей. В результате натурных наблюдений за восстановлением растительности на деградированных пастбищах установлено, что двух-трех лет вполпе достаточно для практически почти полного восстановления естественной растительности и экологических условий степей Минусинской котловины.

Нарушенность лесов факторы ма"рушенкослс "Экольшпсс t*JW-> Kutmyiiu

Urn (.«tt 1--yaouwr

I ** 4"« .ортш»

Kjfm-qjo^ii ЧЯ1СИ

Тундры rof MC предгундровые гадаолЕсья

ЛЕСА J ии ю [ Ai.*jibit

Рис. 4. Карга иарушенности jiccob Приенисейской Сибири (по Е.Н. Калашникову).

Сильно деградированные и восстановленные после временного заповедного режима степи пребывают в состоянии, близком к естественному, т.е. примерно в таком же, как в те далекие времена, когда в степях выпасались только дикие копытные животные (Волкова и др., 1979).

2.3.1. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры торфяных отложений

Всего было изучено 177 поверхностных проб торфяных отложений из всех растительных зон Приенисейской Сибири. Места отбора проб представлены на рисунке 5, динамика изменения их состава изображена на рис. 6, а средние значения компонентов спорово-пыльцевых спектров отражены в таблице 1. В качестве субфоссильных мы рассматриваем спектры пыльцы и спор, относящиеся к верхним горизонтам мало разложившегося торфа или очеса - от поверхности до глубины 20-25 см, а на современных интенсивно растущих болотах до 50 см. В местах отбора проб производилось описание современного растительного покрова.

В зоне тундры пыльцы лиственницы и пихты в поверхностных пробах торфяников не было обнаружено. Основными доминантами выступала пыльца сосны, кедра, ели, березы древовидной и кустарниковой, достаточно много пыльцы ольхи (до 14 %), ольховника и ивы. В общем составе наблюдается почти равное соотношение между пыльцой древесных и травянистых форм. На долю спор выпадает лишь чуть больше 16,7 %. Главную роль в спорово-пыльцевых спектрах торфяных отложений играют представители семейств Роасеае и Сурегасеае соответственно 38,2 и 37,4 %. Среди спор, ведущее положение занимают споры зеленых мхов, а подчиненное сфагнума. В лесотундре также не находит отражения в спектрах поверхностных проб торфяников лиственница, хотя для лесотундры характерно сочетание участков лиственничной лесотундры, березово- и елово-лиственничных редкостойных лесов и массивов бугристых торфяников.

Растительные зоны

0 Тундра Лесотундра

Тайга ИИ северная № средняя d) южная

Лесостепь LD северная }

Национальная служба взаимного поиска людей. Приблизительный поиск слова

Логически операторы

Тип поиска

Поиск по синонимам

Группировка

Приблизительный поиск слова

Критерий близости

Релевантность выражений

Поиск в интервале

Рекомендованный список диссертаций

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Реконструкция растительности и климата голоцена внутриконтинентальных территорий Приенисейской Сибири»

Похожие диссертационные работы по специальности «Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов», 25.00.23 шифр ВАК

Палеогеография Восточного Приазовья в голоцене: По палинологическим данным 2002 год, кандидат географических наук Мищенко, Александр Александрович

Растительность и климат голоцена межгорных котловин Центрального Алтая 2007 год, кандидат географических наук Ненашева, Галина Ильинична

История растительности центральной части Приволжской возвышенности в голоцене 2009 год, доктор биологических наук Благовещенская, Нина Васильевна

Флора и растительность позднеледниковья Карелии: По данным спорово-пыльцевого анализа 2005 год, кандидат биологических наук Лаврова, Надежда Борисовна

Заключение диссертации по теме «Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов», Ямских, Галина Юрьевна