Статья 'Положение верхней границы леса на хребте Сунтар-Хаята в оптимуме голоцена ' - журнал 'Арктика и Антарктика' - NotaBene.ru
Journal Menu
> Issues > Rubrics > About journal > Authors > About the Journal > Requirements for publication > Peer-review process > Article retraction > Ethics > Online First Pre-Publication > Copyright & Licensing Policy > Digital archiving policy > Open Access Policy > Article Processing Charge > Article Identification Policy > Plagiarism check policy > Editorial Board > Council of Editors
Journals in science databases
About the Journal
MAIN PAGE > Back to contents
Arctic and Antarctica
Reference:

Holocene Optimum treeline level in the Suntar-Khayata Range

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

Received:

26-07-2019


Published:

03-10-2019


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

This article written in Russian. You can find original text of the article here .

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.

References
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Link to this article

You can simply select and copy link from below text field.


Other our sites:
Official Website of NOTA BENE / Aurora Group s.r.o.