Рус Eng Cn Перевести страницу на:  
Please select your language to translate the article


You can just close the window to don't translate
Библиотека
ваш профиль

Вернуться к содержанию

Арктика и Антарктика
Правильная ссылка на статью:

Положение верхней границы леса на хребте Сунтар-Хаята в оптимуме голоцена

Лыткин Василий Михайлович

кандидат географических наук

научный сотрудник лаборатории общей геокриологии, Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН

677010, Россия, республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Мерзлотная, 36

Lytkin Vasilii Mikhailovich

PhD in Geography

Scientific Associate, the Laboratory of General Geocryology, Melnikov Permafrost Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

677010, Russia, respublika Sakha (Yakutiya), g. Yakutsk, ul. Merzlotnaya, 36

gidro1967@mail.ru

DOI:

10.7256/2453-8922.2019.3.30385

Дата направления статьи в редакцию:

26-07-2019


Дата публикации:

03-10-2019


Аннотация: В статье представлены результаты исследования уникального разреза «Каменка-1». Он расположен в северном склоне среднегорного обрамления горы Мус-Хайа (2959 м., хребет Сунтар-Хаята) в верховьях реки Каменка, на абсолютной высоте 1712 м. В изученном обнажении установлен почвенный горизонт, в верхней части, которого обнаружено множество пней лиственниц в естественном (вертикальном) залегании. Обнаруженный субповерхностный пнёвый горизонт частично погребен маломощными криогенно-склоновыми отложениями (щебень с супесчаным заполнителем). Из пневого горизонта был отобран образец древесины для определения абсолютного возраста. Он проанализирован в радиоуглеродной лаборатории Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, на базе комплекта современного оборудования - ультра-низкофонового жидкостно-сцинтилляционного спектрометра-радиометра Quantulus 1220 (производство США) и химической установки для синтеза бензола (производство Института геохимии окружающей среды Украины). В результате получена абсолютная датировка пнёвого горизонта, которая составляет 5,37±0,05 тыс.л.н. (MPI-41). Она позволяет установить положение верхней границы в конце оптимума голоцена и указывает на более теплые климатические условия этого времени. Полученная датировка согласуется с ранее выдвинутыми представлениями о максимальном распространении древесных растений на север в конце оптимума голоцена.


Ключевые слова:

верхняя граница леса, оптимум голоцена, высотная зональность, радиоуглеродное датирование, хребет Сунтар-Хаята, пневый горизонт, история климата, ледники, многолетняя мерзлота, изменения климата

Abstract: This paper presents the results of a study of the Kamenka-1 section. This unique exposure is located 1,712 m asl in the upper reaches of the Kamenka River, on the northeastern slope of the mountains surrounding Mountain Mus-Khaya (2,959 m, Suntar-Khayata Range). A sample was taken from the stump horizon to determine the absolute age. A soil horizon was identified, the upper part of which contained numerous larch stumps in a natural (upright) position. The stump horizon is partially buried by a 1.5-m layer of fine rubble and silt. It has been dated to 5.37±0.05 ka BP (MPI-41), suggesting the position of treeline in the study region by the end of the Holocene climatic optimum. It is analyzed in the radiocarbon laboratory of the Melnikov Permafrost Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences using contemporary equipment – ultra low level liquid scintillation spectrometer Quantulus 1220 (made in U. S.), and chemical installation for benzene synthesis (Institute of Environmental Geochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine).


Keywords:

upper tree line, Holocene Optimum, altitudinal zonality, radiocarbon dating, Suntar-Khayata Range, tree-stump horizon, history of climate, glaciers, permafrost, climate change

Введение

Хребет Сунтар-Хаята расположен на северо-востоке России, и тянется на 450 км, от верховья реки Томпо до верхнего течения Ини и является водоразделом рек Алдан, Индигирка и рек Охотского побережья. Он является наиболее изученным горным районом Северо-Востока России [1]. Здесь, начиная с середины XX столетия, велись исследования ледников, климата, флоры и многолетнемерзлых пород [2-4]. Апогеем этих исследований стала экспедиция Международного геофизического года под руководством Н.А. Граве. Главными объектами изучения стали современные ледники этого региона. Экспедиция работала на Северном массиве хребта с ноября 1956 по сентябрь 1959 г.

В период экспедиции Международного геофизического года, при проведении маршрутных исследований, в верховьях р. Бургали и Кагань на абсолютной высоте 1650 м М.М. Корейша отмечает об обнаружении захороненных пней, находящихся в естественном залегании [2]. К сожалению, М.М. Корейша не задокументировал обнажение и его месторасположение. Но, такие находки были не единичны для этого района. В верховьях р. Хоронь на абсолютной высоте 1700 м было обнаружена группа захороненных деревьев (рис. 1). Они были расположены верхней части склона северной экспозиции и перекрыты 1,5 м слоем щебнистых отложений. В основании пневого горизонта выявлен хорошо сохранившийся почвенный горизонт. Диаметр пней на высоте 20-25 см в среднем был равен 26 см [3]. Проведенная радиоуглеродная датировка в Лаборатории абсолютного возраста Института мерзлотоведения показала, что они произрастали 4500±150 (BP) лет назад [6].

Обнаруженные пневые горизонты являются уникальными и единичными находками для данного района и для горных районов в целом. Пневые горизонты могут служить отличным палеогеографическим и геохронологическим маркером для реконструкции растительности и климата в прошлом [6]. Автором в 2014 году предпринята попытка поиска пневого горизонта, обнаруженного М.М. Корейшей и опробование их для радиоуглеродного датирования.

_1_02

Рисунок 1. Схема месторасположения пневых горизонтов на хребте Сунтар-Хаята: 1. Современные ледники; 2. Отметки высот; 3. Реки; 4. Месторасположение пневых горизонтов, где 1. Изученный автором разрез Каменка – 1; 2. Обнаруженное Некрасовым И.А. группа захороненных деревьев [6].

Характеристика области исследований

Рассматриваемый район расположен в пределах хребта Сунтар-Хаята - одного из узловых орографических элементов Северо-Востока России (см. рис. 1). Наиболее высокие вершины образуют горные узлы высотой близкой к 3000 м н.у.м. (г. Мус-Хая (2959 м), Палатка (2944 м), Раковского (2888), Берилл (2933 м) и несут современное оледенение карово-долинного типа общей площадью 129,97 км2 [8]. Периферийная часть хребта характеризуется абсолютными отметками до 2000 м. Для наиболее приподнятой осевой части хребта характерен резко расчлененный (800-1000 м) альпийский рельеф 3-4 стадии, с множеством каров с современными ледниками, троговых долин (в том числе сквозных), каров и цирков.

По данным ближайшей метеостанции (с. Оймякон), расположенной на отметке 736 м. н.у.м. климат исследуемого региона холодный ультраконтинентальный. Среднегодовая температура района в 1950-1960 гг. составляла -15,5 °С, средняя температура июля 14,9 °С, января -46,4 °С, среднегодовое количество осадков 212 мм, среднее число дней со снежным покровом 213. Горные массивы рассматриваемого региона, несущие в верхнем поясе современное оледенение, характеризуются иным климатом. На нижней границе нивально-гляциального пояса на отметках 2000 м н.у.м. по данным М.М.Корейши [2] и И.А.Некрасова [5] средняя температура июля в 1957-1959 гг. варьировала в интервале 4,9-7 °С, а на леднике № 31 на отметке 2257 м температура варьировала в интервале 3-4,5° С.

Средняя температура января на высоте 2000 м составляет около ...-29 °С, что свидетельствует о сильной зимней инверсии. Температурный градиент зимой имеет отрицательные значения и варьирует от 1,5 до 2,8 на каждые 100 метров подъема [2]. По мере увеличения высоты в высокогорье значительно увеличивается количество осадков, достигающее в области питания современных ледников 900 мм/год и более [2]. Это в 3-4 раза выше, чем в пределах Оймяконского плоскогорья (240 мм/год).

Неоднородность климатических параметров и их связь с абсолютной высотой хорошо выражена в виде морфоклиматической поясности. В истоках долин выше отметок 2000-3000 м н.у.м. распространены современные ледники, общая площадь которых в середине прошлого века составляла около 200 км2 [2]. За прошедшие 60 лет площадь оледенения массива г. Мус-Хая уменьшилась на 30-35%. Края ледников отступили на 500-650 м по горизонтали, а их абсолютные отметки повысились с 2052±102 до 2226±114 м [8].

Район исследований характеризуется сплошным распространением многолетнемерзлых пород (ММП) с мощностью от 200 до 600 м с температурами от -4 до -10,5°С [5]. Мощность ММП значительно варьирует в зависимости от типа рельефа и его абсолютной высоты, достигая максимальных значений на незанятых ледниками водораздельных пространствах в интервале высот 1600-2000 м н.у.м. В пределах гляциального пояса на высотах 1900-2000 м температура ММП составляет -8...-9°С [5].

Методы исследований

В статье рассматриваются материалы, полученные автором в 2014 г. в период Российско-Японской экспедиции на хребте Сунтар-Хаята. Во время проведения полевых исследований автором был обнаружен, задокументирован и опробован разрез Каменка-1.

Абсолютное датирование выполнено в радиоуглеродной лаборатории Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН (аналитик Шапошников Г.И.). Радиоуглеродная датировка выполнена на базе современного оборудования - ультра-низкофонового жидкостно-сцинтилляционного спектрометра-радиометра Quantulus 1220 (производство США) и химической установки для синтеза бензола (производство Института геохимии окружающей среды Украины). Синтез бензола проведен методом вакуумного пиролиза, минуя стадию предварительного обугливания. Данная методика позволяет существенно увеличить количество извлекаемого углерода и снизить минимальный вес исходных образцов. Калибровка радиоуглеродного возраста проводилась в программе OxCal [9, 10]. Видовое определение древесины выполнено в лаборатории мерзлотного лесоведения Института биологических проблем криолитозоны СО РАН д.б.н. Исаевым А.П.

Результаты исследований

_2_01

Рис. 2. Общий вид на разрез Каменка – 1.

Разрез Каменка – 1 расположен в правом борту безымянного ручья на северном склоне среднегорного обрамления массива г. Мус-Хая (хр. Сунтар-Хаята) на абсолютной высоте 1712 м. н.у.м. (см. рис. 1). В этом месте ручей прорезал себе долину шириной в 10 м (рис. 2). В днище этой долины были обнаружены хаотично разбросанные пни деревьев, в некоторых случаях, стволы деревьев достигали высоты до 2 м. Большая часть этих пней и стволов, находилась в естественном положении. После тщательного обследования данного комплекса, в правом борту долины на глубине 1,5 м от поверхности, было обнаружено несколько крупных пней в естественном залегании. Некоторые из них достигали в диаметре до 30 см. Обнаруженный пневый горизонт погребен криогенно-склоновыми отложениями, представленными щебнем с супесчаным заполнителем. В основании пневого горизонта залегает хорошо сохранившийся почвенный горизонт (рис. 3).

_31

Рисунок 3. Разрез Каменка-1. 1 – современный маломощный почвенный горизонт; 2 – щебень с супесчаным заполнителем; 3 – хорошо сохранившийся ископаемый почвенный горизонт; 4 – пневый горизонт; 5 - полученная радиоуглеродная датировка (callBP).

Из пневого горизонта был отобран образец древесины MPI-41. Проведенное визуальное обследование представленного образца показала, что он является ядровой древесиной (состоит из ядра и заболони). Четкие границы между годичными кольцами, между ранней и поздней древесиной, присутствие характерных смоляных ходов указывают на то, что представленный образец является древесиной лиственницы (Larix). Так как виды рода Larix неразличимы по анатомическому строению древесины, точную видовую принадлежность древесины определить не удалось. Радиоуглеродный возраст образца равен 4850±90 BP, на пересчете в календарный возраст 5370±50 calBP (табл. 1).

Таблица. 1. Радиоуглеродная датировка пневого горизонта разреза Каменка-1

Лабораторный номер

MPI-41

Регион отбора

Хребет Сунтар-Хаята,

Широта

62°46'05,44"

Долгота

140°54'12,61"

Абс. Высота

1712

Глубина отбора, м

1,5

Материал пробы

Древесина лиственницы

Вмещающие отложения

Щебень с супесчаным заполнителем

Радиоуглеродный возраст, BP

4850±90

Календарный возраст, calBP

5370±50

Выводы

В настоящее время верхняя граница лесной растительности на северном склоне хребта Сунтар-Хаята находится на абсолютной высоте около 1400 м. Даурская лиственница на этой высоте произрастет единичными деревьями, крайне угнетена, низкоросла и очень плохо возобновляется. Находки пней деревьев на разрезе Каменка – 1 говорят, что это не единичные деревья верхнего предела произрастания, а хорошо развитый лесной покров. Они расположены на 300 метров выше современной верхней границы леса [4, 6]. Такое превышение от современной верхней границы леса, относительно обнаруженного пневого горизонта, отмечал Ловелиус Н. В. [6]. Идентичность возрастного интервала пневых горизонтов, которые расположены в разных районах хребта Сунтар-Хаята, говорит об одновременном произрастании лесной растительности на более высоких отметках, чем в настоящее время. Полученные датировки совпадают со временем максимального распространения лесной растительности на север в конце оптимума голоцена [11, 12]. Этот период характеризуется более теплым климатом, чем в настоящее время [13, 14].

Благодарности. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-35-00402 мол_а.

Библиография
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
References
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.

Результаты процедуры рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.

Предмет исследования – положение верхней границы леса на северном склоне хребта Сунтар-Хаята (Дальний Восток) в оптимуме голоцена.

Методология исследования основана на сочетании теоретического и эмпирического подхода с применением методов анализа, наблюдения, измерения (радиоуглеродная датировка), обобщения, сравнения, синтеза.

Актуальность исследования не очевидна и, по-видимому, связана с важностью экономического освоения северных территорий, а также климатическими изменениями, оказывающими существенное влияние на экологические и социально-экономические процессы, и, соответственно, необходимостью изучения состояния природных ландшафтов, в том числе в дендрохронологическом аспекте.

Научная новизна связана с выводами о том, что в настоящее время верхняя граница лесной растительности (лиственница даурская) на северном склоне хребта Сунтар-Хаята находится на абсолютной высоте около 1400 м. В оптимуме голоцена верхний предел произрастания деревьев был расположен на 300 м выше современной границы, что связано с более теплым климатом.

Стиль изложения научный. Статья написана русским литературным языком.

Структура рукописи включает следующие разделы: Введение (хребет Сунтар-Хаята, исследования ледников, климата, флоры и многолетнемерзлых пород, экспедиция Международного геофизического года, обнаружение захороненных пней в естественном залегании, радиоуглеродная датировк, схема месторасположения пнёвых горизонтов, цельт исследования), Характеристика области исследований (рассматриваемый район, современное оледенение карово-долинного типа, рельеф, климат, температура, осадки, неоднородность климатических параметров и их связь с абсолютной высотой, морфоклиматическая поясность, сплошное распространение многолетнемерзлых пород), Методы исследований (материалы 2014 г., разрез Каменка-1, радиоуглеродная датировка, оборудование, синтез бензола методом вакуумного пиролиза, калибровка радиоуглеродного возраста, видовое определение древесины), Результаты исследований (общий вид на разрез Каменка-1, абсолютная высота 1712 м, хаотично разбросанные пни, стволы деревьев, пнёвый горизонт, криогенно-склоновые отложения, почвенный горизонт, образец древесины MPI-41, ядровая древесина лиственницы (Larix), радиоуглеродный, календарный возраст образца), Выводы (заключение), Благодарности, Библиография.

Текст включает три рисунка, одну таблицу. Точки в названиях рисунок 1 следует удалить, рисунок 1 разместить сразу после упоминания о нём в предшествующем тексте.

Содержание в целом соответствует названию. В то же время обращает внимание, что основное содержание статьи, соотносимое с формулировкой заголовка, представлено фактически лишь в выводах. Причины смещения положения верхней границы леса на хребте Сунтар-Хаята в оптимуме голоцена представлены в назывном порядке (по источникам 20–30-летней и более давности), практически не обсуждаются. Также не обсуждаются расхождения в датировке возраста древесины, определённой автором и в работе [6]. В разделе «Методы исследования» отмечается, что «Видовое определение древесины выполнено в лаборатории мерзлотного лесоведения Института биологических проблем криолитозоны СО РАН д.б.н. Исаевым А.П.», в «Результатах исследований» – что «точную видовую принадлежность древесины определить не удалось», в выводах речь идёт о лиственнице даурской. В связи с этим не ясны цель работы, её научная новизна, теоретическая и практическая значимость, а также почему полученные результаты публикуются через пять лет после их получения (2014 г.). Желательно ответить на указанные вопросы, расширить эмпирическую (исследован один образец?) и источниковую (современные публикации, в том числе зарубежных авторов) базу исследования и в целом увеличить объём рукописи.

Библиография включает 15 источников отечественных авторов – монографии, научные статьи, материалы научных мероприятий, диссертации, Интернет-ресурсы. Библиографические описания некоторых источников нуждаются в корректировке в соответствии с ГОСТ и требованиями редакции, например:
1. Корейша М. М. Современное оледенение хребта Сунтар-Хаята // Результаты исследований по программе Международного геофизического года. Гляциология. – М. : Изд-во АН СССР, 1963. – № 11. – 169 с.
4. Юрцев Б. А. Ботанико-географический очерк Индигирского склона горного узла Сунтар-Хаята (Восточная Якутия) // Тр. Бот. инст. АН СССР. Сер. III. Геоботаника. – 1964. – Т. 16. – С. 3–81.
6. Юрцев Б. А. Флора Сунтар-Хаята. Проблемы истории высокогорных ландшафтов Северо-Востока Сибири. – Л. : Наука, 1968. – 235 с.
7. Программное обеспечение для калибровки радиоуглеродных датировок. – URL: https://c14.arch.ox.ac.uk/oxcal.html.
8. Лыткин В. М., Галанин А. А. История открытия и исследования ледников хребта Сунтар-Хаята // Молодой ученый. – 2013. – Вып.1 (48). – С. 62–65.
9. Промерзание земной поверхности и оледенения хребта Сунтар-Хаята (Восточная Якутия) / Н. А. Граве, М. К. Гаврилова, Г. Ф. Гравис и др. // Результаты исследований по программе ММГ. Гляциология. – М. : Издательство АН СССР, 1964. – № 14. – 140 с.
12. Хотинский Н. А. Голоцен Северной Евразии. – М. : Наука, 1977. – 200 с.
13. Ложкин A. B. Растительность Западной Берингии в позднем плейстоцене и голоцене // Берингия в кайнозое : материалы Всесоюзного симпозиума «Берингийская суша и ее значение для развития голарктических флор и фаун в кайнозое» (Хабаровск, 10–15 мая 1973 г.). – Владивосток, 1976. – С. 72–77.
15. Васильчук Ю. К. Позднечетвертичные синкриогенные толщи севера Евразии: строение, изотопно-кислородный состав и условия формирования : атореф. дис. … д-ра геол.-минерал. наук. – Якутск : Институт мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, 1991. – 47 с.

Апелляция к оппонентам (Корейша М. М., Некрасов И. А., Максимов Е. В., Климовский И. В., Федоров А. Н., Кадота Т., Юрцев Б. А., Дьячковский А. П., Бурнашева М. П., Шапошников Г. И., Куть А. А., Граве Н. А., Гаврилова М. К., Гравис Г. Ф., Ловелиус Н. В., Кривоногов С. К., Хотинский Н. А., Ложкин A. B., Величко А. А., Климанов В. А., Васильчук Ю. К. и др.) имеет место.

Замечен ряд опечаток: и протягивается на 450 км. – и тянется на 450 км (УДАЛИТЬ ТОЧКУ); [2; 3; 4] – [2–4]; [9; 10] – [9, 10]; [4; 6] – [4, 6]; [12; 13] – [12, 13]; [14; 15] – [14, 15].

В целом рукопись в данном виде не соответствует основным требованиям, предъявляемым к научным статьям. Материал представляет интерес для читательской аудитории и после доработки может быть рассмотрен на предмет публикации в журнале «Арктика и Антарктика».