На юго-западе Архангельской области, на границе Балтийского кристаллического щита и Русской платформы, расположен Кенозерский национальный парк. Жемчужиной парка является оз. Кенозеро. Озеро представляет собой крупный олиготрофный глубоководный водоем со средней глубиной 30 м, максимальная глубина по разным оценкам от 63 до 90 м, площадь зеркала 99.4 км² [Лукин и Шарова, 2004; Отчет…, 1993; Природное…, 2002]. Площадь его водосбора составляет 5450 км². Расположено озеро в районе, сформированном в результате экзарационно-аккумулятивной деятельности ледника. Берега очень сильно изрезаны узкими заливами. Рельеф холмисто-грядовый.

В рамках совместных исследований Санкт-Петербургского государственного университета, Института озероведения РАН и Кенозерского национального парка в 2001 и 2004 гг. были проведены экспедиционные работы в Кенозерье. Район исследования расположен в полосе средней тайги, в зоне сосновых лесов [Антипин и др., 2004].

Цель исследований - реконструкция развития растительного покрова на территории Кенозерского национального парка, эволюции ландшафтов и выявление характера климатических изменений в голоцене, а также установление времени начала озерного осадконакопления и история развития оз. Кенозера.

Небольшое лесное оз. Среднее (Безымянное) расположено в 300 м от юго-западного побережья Кенозера (62°05' с.ш., 38°07' в.д.), отделено от Кенозера песчаным валом и ранее являлось его заливом. Озеро окружает сосновый лес с небольшой примесью березы. По берегам в большом количестве отмечена ольха. Среди травяно-кустарничкового покрова встречены карликовая березка, вереск, багульник, морошка, черничники. Берега озера заболочены, представлены сфагновой сплавиной, по которой распространены осоки, сабельник, вахта трехлистная. По акватории озера встречаются нимфейные.

С помощью торфяного бура на озере была отобрана колонка донных отложений мощностью 6 м. В основании колонки вскрыты среднезернистые песчаные осадки, которые выше переходят в торф и гиттию. Верхний метровый слой представлен сплавиной из неразложившихся сфагновых мхов. На спорово-пыльцевой анализ отобрано 94 образца последовательно через каждые 5 см, с фиксированным объемом 3 см² из нижней части разреза и 2 см² из остальной колонки. Для определения концентрации пыльцы и спор в каждый образец были добавлены таблетки, содержащие известное количество спор Lycopodium, по методике, разработанной в отделе четвертичной геологии в Университете г. Лунда (Швеция). Подсчет концентрации пыльцы позволяет уточнить интерпретацию процентного состава спорово-пыльцевой диаграммы и повысить информативность палинологических данных. Все образцы технически обработаны пирофосфатным методом с калиево-кадмиевой тяжелой жидкостью.

Количество пыльцы во всех просмотренных образцах высокое. Во время экспедиции на оз. Среднем также были отобраны 4 поверхностные пробы, которые в значительной мере отражают состав современной растительности.

По результатам палинологического анализа выделено 7 палинозон (см. рисунок). Пыльцевые спектры всех выделенных зон - лесного типа.

В основании разреза на глубине 573-547 см выделена первая палинологическая зона 1, спектры которой можно отнести к зоне северной тайги. Здесь преобладает пыльца древесных пород, среди которых наибольший процент принадлежит пыльце сосны (до 50 %), также значительно количество пыльцы березы. Постоянно в небольших количествах встречается пыльца ели, которая, вероятно, составляла второстепенную роль в формировании лесного покрова (около 5 %). В небольших количествах встречаются пыльца ольхи, лещины. Среди пыльцы трав широко представлено луговое разнотравье. Большой процент занимает пыльца Роасеае (10-15 %) и Cyperaceae (около 15 %). Среди спор встречены в основном папоротники, зеленые мхи, плауны (Lycopodium clavatum, L. complanatum, L. annotinum).

Первая половина этой зоны характеризуется самым большим процентом по разрезу пыльцы трав, среди которых злаки, осоковые, полыни, маревые. Среди суммы пыльцы древесных пород необходимо выделить существенную роль кустарничков, в том числе карликовой березки. Тем не менее процент пыльцы сосны и березы достаточно высокий. Единично встречаются пыльцевые зерна лиственницы. Водоем был мелководным и олиготрофным [Сапелко и др., 2005]. Оз. Среднее в это время было частью большого водоема (оз. Кенозеро).

Здесь, видимо, можно говорить о пребореальном похолодании, т.е. о второй подзоне пребореального периода. Первая подзона пребореального периода не нашла своего отражения в этом разрезе. Происходит некоторое восстановление позднеледниковой перигляциальной флоры. Однако климат был более влажным. Водоем был мелководным. Видимо, в это время оз. Среднее становится глубоко врезанным заливом оз. Кенозеро.

Вторая половина палинозоны 1 отражает исчезновение перигляциальных комплексов и увеличение пыльцы древесных пород. Во время формирования этой зоны произрастали сосново-березовые леса. Довольно большое количество споровых растений. Открытые пространства занимали луговые сообщества. Среди трав преобладали злаки, осоковые. Климат стал суше и теплее. Вероятно, в это время произошла изоляция залива оз. Кенозеро. Образование слоя торфа в это время говорит о заболачивании залива (верхняя граница палинозоны совпала с литологической границей торфа и гиттии).

Следующая палинозона 2 выделена на глубине 547-475 см, которая характеризуется господством пыльцы березы, велико содержание пыльцы сосны. Отмечено появление широколиственных пород. Количество трав значительно, и лишь во второй половине этого периода процентное содержание пыльцы трав заметно сокращается. Среди пыльцы трав встречена пыльца маревых, эфедры. Сократилось количество спор.

Состав спорово-пыльцевых спектров этой зоны свидетельствует о том, что в начале зоны были отмечены некоторое похолодание и увлажнение климата, затем к середине зоны климат стал более теплым. Доминировала древесная растительность, преобладали березово-сосновые леса. С началом этой зоны, судя по радиоуглеродной датировке около 9000 л.н., образовалось самостоятельное оз. Среднее, полностью отделившись от оз. Кенозеро (8560 ± 190 (ЛУ-4729)). Вначале мелководное, со временем оно становилось глубже. К концу палинозоны оно вновь было мелководным с пышной водной и прибрежно-водной растительностью.

Следующая палинозона 3 (глубина 475-382 см) отражает благоприятные условия для развития темнохвойной тайги с примесью широколиственных пород. Резко возрастает пыльца ели, к середине зоны достигая 40 %. Процент содержания пыльцы березы на протяжении всей зоны остается высоким. Возрастает количество пыльцы ольхи. Отмечена пыльца вяза, дуба, граба, лещины. Общее количество пыльцы трав резко снижается, среди них доминируют злаки. Постоянно встречается здесь и выше по разрезу пыльца осоковых, но в количествах, гораздо меньших, чем раньше (до 5 %). Среди спор преобладает Bryales.

Во время формирования этой палинозоны водоем был глубоководным, продуктивность его резко возрастает. Откладываются органогенные осадки. Климат был теплым и влажным. Абсолютный возраст начала этой зоны соответствует радиоуглеродной датировке 7960 ± 130 (ЛУ-4728). Судя по комплексу растительности и датировке, зона соответствует началу атлантического периода.

Палинозона 4 (глубина 382-269 см) формировалась также в достаточно благоприятных условиях, климат стал еще теплее. Количество древесных пород существенно преобладает, особенно пыльцы ели и сосны, пыльцы березы становится значительно меньше. Часто встречается пыльца вяза, лещины. Постоянно в небольших количествах отмечена ольха. Единично отмечен можжевельник. Состав пыльцы травянистых пород почти не изменился. Водоем снова становится мелководным, о чем свидетельствует присутствие Isoetes, Pediastrum.

Зону можно отнести ко второй части атлантического периода. Состав палиноспектров указывает на распространение во время всего атлантического периода (зоны 3 и 4) темнохвойных еловых и елово-сосновых лесов с примесью широколиственных пород. Вокруг озера росли ивы, карликовая березка. Ольха здесь, возможно, даже образовывала заросли.

Палинозона 5 (глубина 269-225 см) выделена по смене состава лесов. Сокращается количество пыльцы березы. Количество пыльцы ели, увеличиваясь в начале зоны, резко сокращается к концу. Вновь ведущее место занимает пыльца сосны. Единично отмечена пыльца лиственницы. Ольха встречается постоянно. Пыльца широколиственных пород исчезает почти совсем, отмечено лишь одно зерно липы. Среди трав возрастает количество Роасеае.

Климат становится холоднее. Происходит постепенное сокращение еловых и елово-сосновых лесов. На смену им приходят сосново-еловые леса. Широколиственные породы перестают играть существенную роль в формировании лесов. Водоем на непродолжительное время вновь стал глубоким, а затем снова происходит постепенное обмеление. Продолжается эвтрофирование. Зону можно отнести к суббореальному периоду.

Палинозона 6 (глубина 225-175 см) также отражает некоторое ухудшение климата, однако здесь еще встречаются единичные зерна термофильных элементов. Доминирует пыльца сосны, достигая своих максимальных значений (до 80 %). Ель стала играть второстепенную роль, так же как и береза, которая встречается теперь лишь в качестве примеси к сосново-еловым лесам. Появление пыльцы Ephedra говорит о некоторой сухости климата. Растет количество пыльцы водных и прибрежно-водных растений. Среди трав преобладают злаки, осоковые, вересковые, крестоцветные. Разнообразен состав спор.

Судя по видовому составу водных и прибрежно-водных растений, озеро было мелководным и стало зарастать.

Климат становится более холодным и сухим. Леса стали носить среднетаежный характер. Распространены сосновые леса с примесью ели и иногда березы.

Зона характеризует вторую половину суббореального периода.

Палинозона 7 (глубина 175-0 см) характеризует состав растительности, близкий к современному. Здесь сохраняется доминирование сосны, участие в спектрах пыльцы ели и березы значительно меньше. Количество пыльцы березы не превышает 10 %. Пыльца термофильных пород исчезает совсем. Увеличивается присутствие пыльцы карликовой березки, ольхи. Среди трав доминанты те же, что и в предыдущей зоне, лишь сокращается их разнообразие. Разнообразие спор также велико.

Зарастание водоема продолжается. Глубина озера остается небольшой. Климат был близок к современному. Окончательно сформировался среднетаежный тип лесов. Господствовали сосновые леса с участием ели и березы.

Следовательно, данные палинологического анализа разреза донных отложений оз. Среднего показывают, что отложения пребореального периода, представленные песками, выше переходящими в торф, соответствуют северотаежному типу растительности, который существовал в это время на изучаемой территории. Это соответствует фазе сосново-березовых лесов, также выделенной для этого времени другими авторами в разрезе отложений бассейна р. Онеги [Девятова, 1961] и в других районах Архангельской области [Еловичева, 1985; Зубович и др., 1988]. Однако в отличие от разреза нар. Онеге в Кенозерье еще не встречались в это время термофильные породы, в связи с чем можно говорить о более суровых условиях этого региона. На севере Архангельской области в это время климат был более влажным и прохладным. В качестве примеси к березово-сосновым лесам там встречается ель, которая на Кенозере в пребореальном периоде отмечалась единично. Первая часть периода на рассматриваемой территории была более холодной и влажной, но потом климат стал теплее и суше, в результате чего произошли падение уровня Кенозера, заторфовывание и отделение бывшего мелководного залива озера. Смена осадконакопления на границе пребореального и бореального периодов практически совпала со сменой характера растительного покрова, выразившейся в смене доминанта таежной растительности. Доминирующей породой в бореальном периоде становится береза.

В начале бореального периода отмечены похолодание и увлажнение климата. Получили распространение березово-сосновые леса. По-видимому, в это время первоначально мелководный водоем постепенно становится глубже, отражая изменение уровня Кенозера и оставаясь холодноводным. К концу бореального периода уровень озера снова понизился.

Климат атлантического периода был теплым и влажным. Распространились еловые и елово-сосновые леса с примесью широколиственных пород. Во вторую половину периода характер лесов немного изменился, постепенно стали доминировать сосново-еловые леса. Однако сохранился их южнотаежный тип, преобладающий на протяжении всего атлантического периода. На рассматриваемой территории в отличие от северо-востока европейской части России [Плешивцева, 1973], где еловые леса начинают доминировать еще в бореальном периоде, здесь ель заняла ведущее место в формировании лесов в атлантике. Это подтверждает выводы, сделанные по палинологическим данным разреза Себболото [Юрковская и др., 1989]. В атлантическое время глубина озера возрастает, при этом начинают формироваться органогенные илы, что свидетельствует о росте продуктивности экосистемы озера. Процесс естественного эвтрофирования особенно ярко проявился во вторую половину атлантического периода.

В суббореальном периоде климат становится холоднее. Еловые и елово-сосновые леса постепенно приходят на смену сосново-еловым лесам среднетаежного типа. Продуктивность экосистемы остается довольно значительной, но водоем мелеет и зарастает. Обмеление озера продолжается и в субатлантическое время.

В субатлантический период сформировался современный среднетаежный тип лесов. Доминирующими становятся сосновые леса с участием ели и иногда березы. Климат становится влажным и прохладным, близким к современному умеренно континентальному с холодной зимой и умеренно влажным летом.

Реконструкция палеорастительности по зоне средней тайги Архангельской области с некоторыми уточнениями коррелируется с модельными территориями Карелии для этой зоны [Елина и др., 2000]. При сравнении полученных данных с реконструкциями растительного покрова Водлозерья [Сапелко, 2002] отмечается, что участие березы в составе лесов на изучаемой территории не так велико, основными лесообразующими породами здесь являются сосна и ель. Климатический оптимум голоцена в изученном разрезе не так четко выражен, как в разрезах Карелии [Елина и др., 2000; Сапелко и др., 2005].

Таким образом, на основе палинологического анализа была проведена реконструкция растительного покрова с пребореального периода по настоящее время. Выделены пыльцевые спектры лесного типа. Состав лесов на протяжении голоцена менялся от фазы сосново-березовых лесов к сосновым, далее переходя к сосново-березовым и еловым, которые сменились сосново-еловыми и еловыми лесами и, наконец, сформировались современные сосновые и елово-сосновые леса. Максимальное потепление климата проявилось во второй половине атлантики и выражено фазой темнохвойной тайги с примесью широколиственных пород. Дальнейшее небольшое похолодание и уменьшение влажности выразились во вновь увеличившейся роли сосны. Зональный тип растительного покрова в бассейне Кенозера в голоцене менялся от северотаежного к южнотаежному и к современной зоне средней тайги.

Исследования выполнялись в рамках проекта РФФИ № 04-05-66990.

Список литературы

1. Антипин В.К., Бойчук М.А., Кузнецов О.Л. Болота национального парка «Кенозерский» // Кенозерские чтения. Архангельск, 2004. С. 8-15.

2. Девятова Э.И. Стратиграфия четвертичных отложений и палеогеография четвертичного периода в бассейне р. Онеги. Москва, 1961. 90 с.

3. Елина Г.А., Лукашов А.Д., Юрковская Т.К. Позднеледниковье и голоцен Восточной Фснноскандии. (Палсораститсльность и палеогеография). Петрозаводск, 2000.

4. Еловичева Я.К. Условия накопления карбонатных отложений голоцена Архангельской области // Озерные карбонаты Нечерноземной зоны СССР. Пермь, 1985. С. 69-78.

5. Зубович С.Ф., Кокаровцев В.В., Успенская О.Н. Климат севера лесной зоны европейской части СССР в голоцене (на примере территории Архангельской области) // Палеоклиматы голоцена Европейской территории СССР. Москва, 1988. С. 29-35.

6. Лукин А.А., Шарова Ю.Н. Оценка качества вод на основе гистологического анализа организмов рыб (на примере оз. Кенозеро) // Кенозерские чтения. Архангельск, 2004. С. 178-194.

7. Отчет Северного научно-исследовательского института рыбного хозяйства (СевНИИРХ) / Рук. А.К. Козьмин. Петрозаводск, 1993.

8. Плешивцева Э.С. Палинологическая характеристика поздне- и послеледниковых отложений Северо-Двинской впадины // Палинология голоцена и маринопалинология. М.: Наука, 1973. С. 23-27.

9. Природное и культурное наследие Кенозерского национального парка. Петрозаводск: ПетроПресс, 2002. 176 с.

10. Сапелко Т.В. Особенности формирования растительного покрова в поздне-послеледниковье на юге Карелии // Вестн. СПбГУ. Сер. 7. 2002. Вып. 2 (№ 15). С. 105-110.

11. Сапелко Т.В., Субетто Д.А., Давыдова Н.Н., Севастьянов Д.В. Эволюция экосистемы оз. Кенозеро на протяжении голоцена // Экологическое состояние континентальных водоемов северных территорий. СПб.: Наука, 2005 (в печати).

12. Юрковская Т.К., Елина Г.А., Климанов В.А. Растительность и палеогеография лесных и болотных экосистем правобережья р. Пинеги (Архангельская область) // Бот. журн. 1989. Т. 74. № 12. С. 1711-1723.

Ссылка на статью:

Сапелко Т.В. Динамика развития растительности на территории Кенозерского национального парка в голоцене // Известия русского географического общества. 2006. Том 138. Выпуск 3, с. 70-76.