CC BY
74
УДК [561:581.33]:551.794:[902.672:902.654]
Вестник СПбГУ. Сер. 3. 2012. Вып. 2
О. В. Кочубей, В. Е. Марков, О. Ф. Дзюба, Е. М. Нестеров
РЕКОНСТРУКЦИИ ПРИРОДНЫХ ОБСТАНОВОК ЛАНДШАФТОВ СРЕДНЕ- И ПОЗДНЕГОЛОЦЕНОВОГО ВРЕМЕНИ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПАЛИНОЛОГИЧЕСКОГО И ГЕОХИМИЧЕСКОГО МЕТОДОВ
Введение
Трансформация экосистем нашей планеты, обусловленная также интенсивным изменением климата в последнее время, вызывает всевозрастающую тревогу у специалистов, в первую очередь из-за своей непредсказуемости. Наиболее остро изменчивость природных процессов проявляется в контактных зонах, в частности, в пределах островных геосистем. Именно такие локальные участки суши в рамках крупных акваторий играют роль буфера между тремя экосистемами: водной, воздушной, наземной, и характеризуются наиболее активными процессами их взаимодействия1. Вот почему в качестве объекта данного исследования был выбран Валаамский архипелаг.
Для Валаамского архипелага, расположенного в северной части крупнейшей пресноводной акватории Европы — Ладожского озера, до настоящего времени не проводилось детальных реконструкций эволюции окружающей среды на основе комплексного изучения отложений голоцена. В ранее опубликованных работах заметная роль в восстановлении исторического прошлого архипелага отводилась результатам традиционных палинологических исследований [1-3], а геохимический метод применялся лишь с целью оценки антропогенного воздействия на экосистемы архипелага [4-8].
В основу данной работы положены результаты наших собственных комплексных исследований послеледниковых осадков внутренних водоемов и заболоченных территорий о-ва Валаам. В результате кропотливой работы удалось построить спорово-пыльцевую и геохимические диаграммы, анализ которых позволил восстановить природную обстановку исследуемых ландшафтов в средне- и позднеголоценовое время.
Материал и методика исследования
Для проведения комплексного палинологического и геохимического исследования на территории о-ва Валаам, в 100 м северо-восточнее оз. Лещево, была пробурена скважина «Болото 2» глубиной 2,87 м (рис. 1). Отбор образцов производился при помощи бура Гиллера.
Для каждого вида анализов было одновременно отобрано по пятьдесят одному образцу. Из верхних слоев слаборазложившегося торфа и нижележащих песчано-глини-стых отложений, общей мощностью 0,52 м последовательно отобрано 26 образцов (каждый образец равен слою породы в ложке бура в 2 см2. На глубине 2-0,52 м отобрано
1 Здесь фиксируются максимальные градиенты физико-химических свойств и энергии объектов исследования.
2 По высоте ложки бура.
© О. В. Кочубей, В. Е. Марков, О. Ф. Дзюба, Е. М. Нестеров, 2012
§
13 образцов из песчано-глини-стых и сапропелеподобных отложений с интервалом 0,08 м. В нижней части колонки (2,872 м), также представленной глинистыми отложениями, интервал отбора составлял 0,05 м.
Работы по пробоподготовке и исследованию образцов проводились в Лаборатории геохимии окружающей среды факультета географии РГПУ и в Лаборатории палинологических исследований ВНИГРИ.
Рис. 1. Карта-схема о-ва Валаам с указанием места отбора образцов для комплексного исследования
• Скважина «Болото 2» ^ с^
При обработке образцов для проведения геохимического анализа использовалась методика измерения массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв и донных отложений методом рентгеноф-
луоресцентного анализа М049-П/04. Образцы анализировались с помощью прибора «СПЕКТРОСКАН МАКС-ОУ», который представляет собой рентгеновский сканирующий кристаллдифракционный портативный вакуумный спектрометр. Прибор предназначен для качественного и количественного рентгенофлуоресцентного анализа в соответствии с методиками измерений, аттестованными в установленном порядке — в диапазоне от № до и. В качестве основной была взята методика измерений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв посредством рентге-нофлуоресцентного анализа. Эта методика позволяет измерять такие элементы, как Сг, Со, N1, Си, 7п, аб, Бг, РЬ, ЯЬ, У, Ва, Ьа, У а также оксиды: ТЮ2, МпО, Бе2О3> СаО, MgO, №20, К2О, А12О3, Р2О5, Б102.
Интерпретация полученных результатов геохимических исследований проводилась в два этапа. Первый этап включал предварительную оценку характера распределения валовых содержаний микро- и макроэлементов в отложениях. На втором этапе для восстановления палеоэкологических обстановок мы использовали петро-химические модули, правомочность использования которых для изучения осадочных пород подтверждена многими исследователями [9, 10]. При выполнениии работы нами учитывались следующие коэффициенты: показатели климата и зрелости пород, глубоководности седиментогенеза, интенсивности выветривания.
Образцы, отобранные для спорово-пыльцевого анализа (СПА), предварительно обрабатывались по модифицированной методике Поста для пробоподготовки торфов и сапропелей [11] с применением пирофосфата натрия и плавиковой кислоты.
При изучении пыльцы и спор использовался не только традиционный СПА [12, 13], но и метод палиноиндикации качества окружающей среды (ПИКОС) [15]. То есть в процессе изучения палинологического материала особое внимание нами уделялось наличию/отсутствию тератоморфных (патологически развитых) пыльцевых зерен.
Рис. 2. Тератоморфные пыльцевые зерна, выделенные из озерно-болотных отложений о-ва Валаам, вскрытых скважиной «Болото 2»:
1-1a — пыльцевое зерно (п. з.) Pinus sp., снятое на разных глубинах резкости светового микроскопа (СМ). Диссимметрия пыльцевого зерна, оба мешка в разной степени редуцированы. Нанизм. (Обр. ВМ-5, гл. 8-10 см). 2-2a — перисаккатное п. з. Pinus sp., снятое на разных глубинах резкости СМ (Обр. ВМ-5, гл. 8-10 см). 3-3б — пятиразноапертурное, диссимметричное п. з. Alnus sp. с однослойной экзиной; разные глубины резкости СМ: 3a — рамкой выделена апертура, от которой тянутся две арки к соседним апертурам; 3б — рамками выделены недосформированные апертуры (Обр. ВМ-44, гл. 2,34-2,36 м); 4 — нетипичное трехразномешковое п. з. Piceae sp. Гигантизм. (Обр. ВМ-15, гл. 28-30 см). 5-5б — нераспавшаяся вследствие нарушения одной из стадий мейотического деления, диада Betula sp. Тератоморфное п. з. снятое в разных положениях (Обр. ВМ-18, гл. 34-36 см). 6-6б — двухапертурное п. з. Tilia sp. в разных положениях: 6 — вид п. з. с экватора. Стрелкой указана нетипичная апертура. 6а-6б — то же самое п. з. в полярном положении, снятое на разных глубинах резкости СМ. Рамками выделено механическое/бактериологическое повреждение п. з. (Обр. ВМ-25, гл. 48-50 см).
Исследование и микрофотографирование пыльцевых зерен и спор производилось с помощью светового микроскопа (СМ) марки «Leica DMLS» с применением системы анализа изображений «ВидеоТест». При интерпретации палинологической диаграммы использовался метод палиноиндикации качества окружающей среды [14-16], т. е. при изучении палинологического материала особый акцент был сделан на наличии / отсутствии тератоморфных (патологически развитых) пыльцевых зерен и спор (рис. 2). Это позволило определить взаимосвязь между наличием и концентрацией тератоморфных зерен в разновозрастных отложениях и сменой физико-географических условий среды, что, в свою очередь, позволило более детально проследить смену палеоклиматиче-ских обстановок в голоцене.
Результаты исследования и их обсуждение
На полученной спорово-пыльцевой диаграмме (рис. 3) удалось выделить шесть палинозон (с раннего суббореала до поздней субатлантики). Каждая из палинозон отражает существенные преобразования в растительном покрове, вызванные изменениями физико-географической среды, и в первую очередь, колебаниями климатического режима.
Нижняя по разрезу палинозона VI соответствует раннесуббореальному времени (SB1), она выделена на глубине 2,87-2,34 м и в целом характеризуется преобладанием пыльцы древесно-кустарниковой группы растений (до 95%), внутри которой доминирует пыльца сосны (до 60%). Далее следуют пыльца лещины и ольхи со средним содержанием около 22 и 20% соответственно. Участие пыльцы березы здесь не превышает 18, а ели — 8%. Пыльцевые зерна широколиственных пород (липа, вяз, дуб) встречаются спорадически: их суммарное участие в спектрах едва достигает 1,5%. Кустарниковые растения представлены в основном пыльцевыми зернами Caprifoliaceae gen. indet (4% от общего состава) и Salix sp. (менее 1%).
В травяно-кустарничковой группе растений преобладают пыльцевые зерна представителей семейства осоковых — Cyperaceae gen. indet. и полыни — Artemisia sp. При этом участие пыльцы полыней в спектрах данного времени достигает своих максимальных значений для всего разреза (около 7%). Значительно участие пыльцы Poaceae gen. indet., Chenopodiaceae gen. indet. Среди споровых растений преобладают Sphagnum sp. и Botrychium sp., эпизодически встречаются споры Polypodiaceae sp. и Lycopodium sp.
Количество тератоморфных пыльцевых зерен в данной палинозоне имеет тенденцию к увеличению от 0% в средней части палинозоны до 6% в ее верхней части (ближе к границе ранний / средний суббореал).
Литолого-геохимическая структура отложений этого времени характеризуется наличием двух зон, соответствующих специфическим условиям осадконакопления. Первая из них (2,87-2,64 м) характеризуется низкими значениями содержаний подавляющего большинства изученных элементов, за исключением Si и La, поведение которых во многом обусловлено вещественным составом осадка. Для отложений второй зоны (2,64-2,34 м) отмечается повышение глинистости и, как следствие, ее сорбирующего потенциала, что отразилось в заметном увеличении концентраций большинства изученных элементов, особенно Ni, Mg и Cr (рис. 4).
Палинозона V установлена на глубине 2,34-1,80 м и соответствует существующим представлениям о среднем суббореале (SB2). Здесь по-прежнему преобладают растения
древесно-кустарниковой группы, в которой продолжает доминировать пыльца сосны (9-55%). На этом фоне уже в самом начале среднесуббореального времени становится заметнее участие пыльцы березы в спектрах (в среднем около 25%). Содержание пыльцы ели, лещины и ольхи незначительно сокращается, достигая в среднем 6, 19 и 20% соответственно. Присутствие пыльцы широколиственных пород остается стабильно низким (1-2%), это преимущественно пыльцевые зерна вяза (1-2%) и дуба (<1%).
Участие пыльцы ив не превышает 1%.
Травянистые и кустарничковые растения представлены преимущественно пыльцевыми зернами мезофильного разнотравья: Cyperaceae gen. indet., Artemisia sp., Chenopodiaceae gen. indet. (в среднем от 7 до 9%), кроме того, зарегистрированы единичные зерна представителей Polygonaceae gen. indet., Plantago sp. и Fabaceae gen. indet.
Среди споровых растений преобладают сфагновые мхи — до 5% и папоротникообразные — 2%. Иногда встречаются споры Lycopodium sp. и Botrychium sp. Максимальное количество тератоморфных пыльцевых зерен (6%) зарегистрировано на границе среднего и позднего суббореала.
В среднем суббореале тенденцию к аккумуляции сохраняет большинство макро- и микроэлементов, для большинства из которых отмечены абсолютные максимумы содержаний. Ниже средних значений для разреза остаются концентрации P, Sr, Ca, Ba и Zr.
Палинозона IV — поздний суббореал (SB3) — установлена на глубине 1,800,90 м. Здесь по-прежнему наиболее широко представлена пыльца древесно-кустар-никовой группы растений, где пыльца сосны все еще доминанта (до 41%). Участие пыльцы березы в палиноспектрах сокращается до 12%, а вот участие пыльцы ели в спектрах данной палинозоны становится значительно заметнее — до 20%. Продолжается начавшееся в среднем суббореале падение кривых пыльцы ольхи и лещины (до 6 и 11%). Своего минимального для разреза уровня достигает содержание пыльцы широколиственных пород (>0,5%). Стабильно низким остается содержание пыльцы Salix sp. (около 1%).
Среди трав доминирует пыльца представителей Cyperaceae gen. indet., Artemisia sp. и Chenopodiaceae gen. indet. В палиноспектрах значительно увеличилась роль злаков (до 5%), относительно часто встречаются пыльцевые зерна представителей Caryophyllaceae gen. indet.
Среди споровых растений преобладают сфагновые мхи — 4% и папоротникообразные — до 1%.
Максимальное содержание тератоморфных пыльцевых зерен (4%) выявлено в средней части данной палинозоны. Ближе к границам SB3/SB2, а также SB2/SB1 концентрация палиноморф в спектрах сокращается до 0%.
Для этого времени очень характерно более сложное распределение элементов по разрезу, в котором отчетливо выделяются две зоны. Каждая из них отражает изменение природных условий, но не отражается ни в литологической структуре осадка, ни в изменении спорово-пыльцевых спектров. Первая зона (1,80-1,40 м) по своим литолого-геохимичесикм свойствам во многом соответствует фациальным условиям среднесуб-бореального времени. Переход к вышележащей зоне (1,40-0,90) фиксируется по резким колебаниям кривых, отражающих содержание практически всех изучаемых элементов, для большинства из которых характерно снижение значений по линии тренда. Абсолютные минимумы отмечаются для Fe, Ni, Cu, Zn и Ca. Высокая вариативность значений с положительным трендом к росту отмечена для малоподвижных Si и Zr.
Рис. 3. Спорово-пыльцевая диаграмма озерно-болотных 1 — перегнившие остатки растительности; 2 — песчано-гли-рые глины; 5 — споры; 6 — пыльца травянистых растений; 7 —
отложений о-ва Валаам, вскрытых скважиной «Болото 2» нистые отложения; 3 — глинисто-песчаные отложения; 4 — се-древесных пород; 8 — ель; 9 — ольха; 10 — береза; 11 — сосна
Рис. 4. Геохимическая диаграмма озерно-болотных отложений о-ва Валаам, вскрытых скважиной «Болото 2»
Палинозона III — ранняя субатлантика (SA1), выделена на глубине 0,90-0,50 м. В составе спектров древесно-кустарниковой группы растений господствует пыльца сосны (от 33 до 59%). Участие пыльцы березы достигает 23%, ели — 14%. Количество пыльцы лещины и ольхи не превышает 9% у каждого из видов. Участие пыльцы широколиственных пород (преимущественно вяза) в спектрах составляет 1,5%.
Максимальное содержание пыльцы травянистых растений (30%) зафиксировано в средней части данной палинозоны. На границе SA3/SA2 их присутствие в па-линоспектрах становится менее значительным (6%). Травянистые растения в основном представлены злаковыми. К концу периода участие в спектрах пыльцы ранее преобладавших полыней и представителей семейства маревых существенно сокращается.
В группе споровых доминируют папоротникообразные и сфагновые мхи, в незначительном количестве зафиксированы Lycopodium и Botrychium sp.
Содержание пыльцевых зерен с морфологическими отклонениями в пределах этой палинозоны колеблется от 0 до 3%, при этом значения меняются скачкообразно.
Отложения, сформировавшиеся в раннесубатлантическое время, представлены двумя типами пород — голубовато-серой, гомогенной глиной (0,90-0,80 м) в подошве слоя и светлоокрашенной супесью (0,80-0,50 м). Значительное количество грубообло-мочного материала определило геохимические особенности данного интервала разреза, аккумулятивный ряд которого приобрел следующий вид — P2O5 > Ba > TiO2 > Sr > CaO > Y > Zr > Na. Кроме того, для элементов группы железа отмечена выраженная тенденция к рассеянию.
Палинозона II — средняя субатлантика (SA2), выделенная на глубине 0,50-0,34 м, характеризуется увеличением содержания пыльцы ели (до 25%). Одновременно роль пыльцы сосны в спектрах возрастает до 54%, а ольхи — до 8%. Зарегистрировано увеличение содержания в спектрах пыльцы широколиственных пород до 2%. Постоянно фиксируются единичные пыльцевые зерна ив.
Среди травянистых растений продолжают преобладать злаки (от 3 до 11%), постоянно встречаются Artemisia sp., Urtica sp., Sparganiaceae gen. indet., Polygonaceae gen. indet., Plantago sp.
Споровые растения представляют Sphagnum sp. (до 4%) и Polypodiaceae sp. (до 1%).
Содержание тератоморфных пыльцевых зерен в выделенном палинокомплексе практически не изменяется — в среднем составляет около 3%.
Рост содержания органического вещества в светлоокрашенных супесях средней субатлантики обусловил дальнейшее увеличение содержания биофильных элементов и существенное снижение (вплоть до абсолютных минимумов) концентраций основных породообразующих элементов (MgO, Fe2O3, MnO, K2O, Al2O3, TiO2).
Палинозона I — заключительный этап субатлантического периода (SA3). Глубина — 0,34-0,0 м. В доминирующей группе древесно-кустарниковых растений продолжает господствовать пыльца сосны (в среднем 57%). Второе место в палиноспектрах занимает береза (в среднем 20%). Участие пыльцы ели сокращается до 11%.
Пыльца травянистых растений характеризуется максимальным по разрезу разнообразием таксонов (осоковые, розоцветные, вересковые, валерьяновые, маревые и сложноцветные, в том числе и полыни). На этом фоне преобладает пыльца злаков (их участие в палиноспектрах возросло до 9%). Выявлены и пыльцевые зерна водных растений, преимущественно из семейства Nympheaceae gen. indet.
Среди споровых растений преобладают сфагновые мхи и в существенно меньшей степени папоротникообразные.
Содержание тератоморфных пыльцевых зерен в спектрах данной палинозоны не превышает 3%. При этом на глубине от 0 до 16 см фиксируются минимальные для па-линозоны значения содержания патологически развитых пыльцевых зерен.
Именно на заключительном этапе субатлантики (БА3) сформировался сфагно-во-осоковый слой торфа, обогащенный в верхней части песчаным материалом. Процесс торфонакопления на территории исследования сопровождался усиливающейся аккумуляцией биофильных элементов. Наиболее интенсивно накапливались Р и Са. Образцы с высокими значениями содержаний Т и 7г приурочены здесь к прослоям песчаного материала.
Полученные нами оригинальные данные литостратиграфического, палинологического и геохимического анализов озерно-болотных отложений о-ва Валаам позволили уточнить долговременные тенденции средне- и позднеголоценового времени в развитии островных геосистем и выделить шесть палеогеографических этапов формирования природной среды. Исходя из современных представлений, природные условия каждого из этапов формировались в результате изостатического поднятия земной коры, что вызывало изменения уровня Ладожского озера, а также общего для Северной Европы климатического тренда и локальных ландшафтных особенностей, что определяло облик растительного покрова [17,18]
Начавшаяся около 5 тыс. лет назад Ладожская трансгрессия привела к поднятию уровня воды в северной части Ладоги до отметок превышающих современные на 5-10 м [19-21]. Это событие способствовало интенсивному размыву побережья и накоплению обломочного материала в прибрежно-мелководной зоне, что подтверждается повышенными значениями коэффициента 8Ю2/А1203 (рис. 5.), отражающего обогащение осадков кварцем, по сравнению с глинистыми и полевопаштовыми минералами. Высокая активность водной среды, вероятно, обусловила низкую концентрацию пыльцевых зерен (< 50 п. з. на стекло) и их плохую сохранность в донных отложениях. Ослабление гидродинамики водной среды вследствие продолжающейся трансгрессии Ладожского озера привело к постепенной смене мелководных песчаных фаций более глубоководными глинистыми, что нашло отражение в снижении значений алюмоси-ликатного модуля.
Большая часть лесов, произрастающих в раннесуббореальное время, вероятно, являлись полидоминантными, при этом наиболее широко были распространены со-сново-еловые леса, а на хуже дренированных участках превалировали сероольшаники.
В среднесуббореальное время продолжала накапливаться светло-серая опесча-ненная глина с четко выраженной слоистостью. Выявлена относительная стабилизация гидродинамических условий, которая подтверждается ходом кривых большинства геохимических коэффициентов. Для этого времени характерны прохладные и умеренно влажные климатические условия (чему соответствуют показатели Бе203/Са0 и ЯЬ/Бг), которые вызвали перераспределение в соотношении типов лесов с увеличением роли березняков. Последние, вероятно, занимали возвышенные участки с маломощными слаборазвитыми почвами, о чем косвенно свидетельствуют широко распространенные в данное время представители семейства маревых и полыни. Роль злаковых становится менее заметной, в то время как сфагновые мхи и представители семейства осоковых приобретают большую значимость.
ю
Рис. 5. Распределение значений геохимических показателей по разрезу, представленному озерно-болотными отложениями о-ва Валаам, вскрытыми скважиной «Болото 2»
Существенные изменения условий осадконакопления, фиксируемые нами с середины позднего суббореала, вероятно, связаны с процессом окончательного формирования русла р. Невы, датируемого разными авторами от 3700 до 2400 л. н. [17, 21]. Падение уровня Ладожского озера привело к перераспределению глинистого и песчаного материалов с увеличением доли последнего, что наглядно демонстрирует увеличение коэффициента БЮ2/А1203. Уменьшение соотношения ЯЬ/Бг характеризует ослабление процессов физического выветривания, вероятно, отражающее относительное похолодание.
Увеличение влажности в это время, на фоне продолжающегося похолодания, привело к преимущественному распространению еловых и сосново-еловых лесов. Участие термофильных пород в древостое сократилось до минимальных значений. Существенное обмеление прибрежной зоны, вызванное отступлением вод Ладожского озера, способствовало интенсивному распространению макрофитов. Расширяющуюся площадь открытых территорий заселяли преимущественно представители мезофильного разнотравья.
Песчано-глинистые отложения, сформировавшиеся в ранней субатлантике вследствие продолжающейся регрессии, указывают на выраженный процесс обмеления и, соответственно, усиление гидродинамики водной среды. Последовавшая за этим (ближе к середине среднесубатлантического времени) резкая смена литологического состава отложений с увеличением доли грубозернистой фракции, вероятно, свидетельствует о произошедшей в это время изоляции водоема (располагавшегося в пределах современной территории исследования) от Ладоги. Наличие в изученных донных отложениях Р2О5 свидетельствует о появлении в образовавшемся водоеме застойных условий с восстановительной средой осадконакопления. Кроме этого, фиксируется изменение показателей Бе203 / СаО и ЯЬ / Бг, что отражает смену климатических условий в сторону влажного и теплого климата.
О потеплении в начале субатлантического периода свидетельствует и заметное увеличение содержания термофильных пород в лесах на фоне преобладающих в древостое сосны и березы. Распространению последней, возможно, способствовали благоприятные условия на территориях, освобождавшихся при отступлении Ладоги. Злаки, вероятнее всего, образовывали наземный покров в редкостойных березняках, оставляя второстепенную роль для осоковых, полыни и маревых.
Наблюдающийся рост значений коэффициента БЮ2 / А1203 в среднесубатлантиче-ское время указывает на увеличение песчанистости донных осадков палеоводоема, которое связано с интенсивной денудацией ультраосновных пород в области сноса, вызванной продолжающейся регрессией. В обстановке изолированного водоема условия осадконакопления становятся более восстановительными, что вызвано увеличением доли органического вещества и отражается на увеличении показателей коэффициента Бе203 / Мп0. Увеличение значений индикаторных соотношений элементов Бе203 / Са0, ЯЬ / Бг и №20 / К20 характеризует усиление процессов физического и химического выветривания. Изменение состава растительности, вызванное незначительным потеплением и повышением влажности в середине субатлантического периода, проявилось в возрастании роли сосново-еловых древостоев с участием широколиственных пород. Таксономический состав в группе травяно-кустарничковых растений расширяется, при этом их роль в спектрах остается по-прежнему скромной.
На замедление темпов органогенной седиментации в конце поздней субатлантики указывает снижение концентраций Р2О5 и увеличение значений коэффициента
SiO2/Al2O3. Высокие значения алюмосиликатного модуля обусловлены неоднородностью литологического состава осадка — наличием песчаного прослоя в толще органогенных отложений. Формирование указанного прослоя, по-нашему мнению, связано с процессом антропогенной трансформации ландшафта при проведении мелиоративных работ.
Увеличение влажности существенно не отразилось на составе лесных формаций поздней субатлантики. Здесь по-прежнему доминируют сосново-березовые леса, участие ели в лесных фитоценозах постепенно сокращается. Среди представителей травянистых сообществ встречаются виды — спутники человека: крапива, подорожник, лебеда, полынь. Отмечается невысокая продуктивность споровых растений, представленных преимущественно сфагновыми мхами. Стоит отметить и тот факт, что, невзирая на некоторые изменения природных условий в позднесубатлантическое время (увеличение влажности и похолодание климата), в спорово-пыльцевых спектрах возрастает содержание пыльцы березы за счет сокращения пыльцы хвойных пород (в частности, пыльцы ели). Вероятно, это свидетельствует о появлении вторичных березовых лесов в местах обширных вырубок (или гарей). Таким образом, новые данные палинологического и геохимического анализов, полученные по разрезу озерно-болотных отложений, позволили уточнить имеющиеся представления об истории развития природной среды среднего и позднего голоцена на территории Валаамского архипелага.
Заключение
Детальное палинологическое изучение отложений о-ва Валаам позволило не только установить их возраст, но и проследить смену состава растительности в течение средне- и позднеголоценового времени. Выявленная сглаженность климатических переходов на границах палинозон, по-видимому, объясняется локальными особенностями природной среды Валаамского архипелага. Применение метода палиноиндикации качества окружающей среды в наших исследованиях помогло облегчить процесс детализации физико-географических обстановок, особенно на границах ранний / средний суббореал и ранняя / средняя субатлантика. Именно здесь зарегистрированы максимальные для всего разреза концентрации тератоморфных пыльцевых зерен.
Геохимический анализ дал возможность выделить три основных этапа в формировании осадков на территории исследования: I этап — накопление терригенного материала с начала суббореального и до середины субатлантического времени с интенсивной концентрацией в осадках большинства изученных элементов; II этап — формирование толщи органогенных отложений до середины позднеатлантического времени с отчетливо выраженной тенденцией к снижению в осадках концентраций терригенных микроэлементов и накоплению P2O5, CaO, Sr и Ba в составе органоминеральных комплексов; III этап — накопление поверхностного 10-сантиметрового слоя осадков, осуществляемого под возможным влиянием антропогенных преобразований на водосборе в позднесубатлантическом периоде, характеризующемся разнонаправленным ходом кривых содержаний большинства изученных элементов и разрушением естественных ассоциаций.
Реконструкция природной среды позднесубатлантического времени на основе данных геохимических исследований во многом осложнена процессом антропогенной трансформации естественных ландшафтов, зачастую ведущим к разрушению
устоявшихся естественных геохимических связей и перераспределению вещества в пределах культурного слоя. Поэтому, с нашей точки зрения, использование большинства геохимических коэффициентов целесообразно только для отложений, не вовлеченных в хозяйственную деятельность.
Тем не менее благодаря проведенной работе нам удалось вполне доказательно продемонстрировать, что комплексное использование палинологического и геохимического методов значительно облегчает процесс реконструкции и детализации природных обстановок ландшафтов голоценового времени.
Литература
1. Saarnisto M. Shoreline displacement of Lake Ladoga — new data from Kilpolansaari // Hydrobiologia. 1996. Vol. 322. P. 205-215.
2. Vuorela I., Lempiäinen T., Saarnisto M. Land use pollen record from the Island of Valamo, Russian Karelia // Ann. Bot. Fennici. 2001. Vol. 38, N 2. P. 139-165.
3. Vuorela I., Saarnisto M. Introduction of agriculture in Valamo, Russian Karelia: paleoecology of lake Nikkananlampi // ISKOS. 1997. Vol. 11. P. 140-151.
4. Гавриленко В. В., Матинян Н. Н., Панова Е. Г. Валаамский архипелаг. Геохимия горных пород, почв и донных осадков: учеб. пособие. СПб.: Изд-во РГПУ им. А. И. Герцена, 2007. 83 с.
5. Елсукова Е. Ю. Диагностика состояния и устойчивости внутренних водоемов и акватории Ладожского озера в районе острова Валаам // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 7: Геология, география. 1998. Вып. 3 (№ 21). С. 86-94.
6. Морозова Р. М., Лазарева И. П. Почвы и почвенный покров Валаамского архипелага. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2002. 170 с.
7. Панова Е. Г., Болотова А. А. Геохимическая оценка локальных загрязнений донных осадков бухт Валаамского архипелага // Геоэкология. 2000. №1. С. 28-34.
8. Панова Е. Г., Гавриленко В. В., Матинян Н. Н., Шешукова А. А. Геохимическая оценка загрязнений почвенного покрова Валаамского архипелага // Геоэкология. 2002. № 6. С. 500-505.
9. Лукашев В. К. Геохимические индикаторы процессов гипергенеза и осадкообразования. Минск: Наука и техника, 1972. 320 с.
10. Маслов А. В., Крупенин М. Т., Гареев Э. З. Литологические, литохимические и геохимические индикаторы палеоклимата (на примере рифея Южного Урала) //Литология и полезные ископаемые. 2003. № 5. С. 502-526.
11. Дзюба О. Ф. Результаты палинологического исследования разреза торфяных отложений Никольско-Лютинского болота (Новгородская — Псковская обл.) // Тр. ВНИИ торфяной промышленности. Вып. 53. Л., 1984. С. 10-16.
12. Пыльцевой анализ / под ред. И. М. Покровской. М.: Госгеолитиздат, 1950. 553 с.
13. Каревская И. А. Спорово-пыльцевой анализ при палеогеографических и геоморфологических исследованиях: учеб. пособие. М.: ИГиРГИ, 1999. 13 с.
14. Дзюба О. Ф., Кочубей О. В., Симонова Е. Ю. Реконструкции палеоэкологических обстановок голоценового времени с привлечением метода палиноиндикации качества окружающей среды // Палинология: стратиграфия и геоэкология: сб. науч. тр. XII Всероссийской Палинологической конференции: в 3 т. / отв. ред. О. М. Прищепа, Д. А. Субетто, О. Ф. Дзюба. СПб.: ВНИ-ГРИ, 2008. Т. 2. С. 247-256.
15. Дзюба О. Ф. Палиноиндикация качества окружающей среды. СПб.: Недра, 2006. 198 с.
16. Дзюба О. Ф. Палиноиндикация состояния окружающей среды и индикация глобальных экологических процессов в историческом прошлом Земли // Палинология в России. М.: ИГиРГИ, 1995. С. 104-112.
17. Новые данные относительно трансгрессии Ладожского озера, образования реки Невы и земледельческого освоения Северо-Запада России / А. Л. Александровский, Х. А. Арсланов, Н. Н. Давыдова, П. М. Долуханов, Г. И. Зайцева, А. Н. Кирпичников, Д. Д. Кузнецов, М. Лавенто, А. В. Лудикова, Е. Н. Носов, Л. А. Савельева, Т. В. Сапелко, Д. А. Субетто // Докл. АН. М.: Наука, 2009. Т. 424, № 5. С. 682-687.
18. Новые данные по голоценовой истории Ладожского озера / Д. Б. Малаховский, Х. А. Арсланов, Н. А. Гей, Р. Н. Джиноридзе, М. Г. Козырева // Эволюция природных обстановок и современное состояние геосистемы Ладожского озера / под ред. Н. Н. Давыдовой, Б. И. Кошечкина. СПб.: Изд-во РГО. 1993. С. 61-73.
19. Абрамова С. А., Давыдова Н. Н., Квасов Д. Д. История Ладожского озера в голоцене по данным спорово-пыльцевого и диатомового анализов // История озер Северо-Запада / отв. ред. С. В. Калесник. Л., 1967. С. 113-132.
20. История Ладожского, Онежского, Псковско-Чудского озер, Байкала и Ханки / под ред. Д. Д. Квасова, Г. Г. Мартинсона, А. В. Раукас. Л.: Наука, 1990. 280 с.
21. Кошечкин Б. И., Экман И. М. Голоценовые трансгрессии Ладожского озера // Эволюция природных обстановок и современное состояние геосистемы Ладожского озера / под ред. Н. Н. Давыдовой, Б. И. Кошечкина. СПб.: Изд-во РГО, 1993. С. 49-60.
Статья поступила в редакцию 15 декабря 2011 г.
