К ИСТОРИИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ЕВРОПЕЙСКОГО ЛЕСОСТЕПЬЯ

Смотрите также:

Жизнь болот

Ботаника

Палеоботаника

Палеогеография

Палеонтология

Геология

Геолог Ферсман

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии ботаников, почвоведов

Эволюция

В то время как смена физико-географических условий и растительности в течение голоцена благодаря широкому применению спорово-пыльцевого анализа в северной, лесной зоне европейской части СССР достаточно хорошо выяснена, этого нельзя сказать в отношении южной лесостепной и степной зон. Причиной этого является то, что в этих последних зонах нет обилия торфяников и озер, отложения которых обычно дают благодарный материал для применения спорово-пыльцевого анализа. До сих пор мы имеем для лесостепной и степной зон опубликованными лишь данные В. Н. Сукачева (Сукачев, 1936; Сукачев, Долгая, 1937), Д. К. Зерова (1938, 1947), А. А. Чигуряевой (1941), Н. И, Пьявченко (1941, 1950), В. П. Гри- чука (1940) и К. К. Маркова, И. П. Гричука и Н. С. Чеботаревой (1950). Однако и эти данные основаны на малом числе пыльцевых анализов. Поэтому считаю, что не будет лишним опубликовать результаты спорово- пыльцевого анализа, произведенного для торфянистых отложений одного болота, расположенного на песчаной надлуговой террасе р. Ворсклы в южной части Курской обл., т. е. в южной полосе лесостепной области.

Этот торфяник занимает небольшую (несколько менее 1 км длиной и 0.5 км шириной) котловину среди почти невсхолмленных аллювиальных отложений. В настоящее время повышенные места этой террасы, окружающие торфяник, заняты небольшим селением Борисовка, а само болото спущено благодаря углублению стока в нижнем конце его. Торфяник, таким образом, осушен и частью служит местом выпаса, частью разрабатывается на топливо. В его травяном покрове, носящем луговой характер, нередко встречаются Atropis distans*, Glaux maritima и Taraxacum bessarabicum, что указывает на некоторую засоленность почвы.

В этом месте долина Ворсклы очень широка, до 10 км, и имеет несколько хорошо выраженных террас, хотя сама река узкая, лишь местами достигает нескольких метров. Кроме типичной и неширокой поймы, имеется еще терраса, над ней очень мало возвышающаяся (0.5—0.75 м), которая не заливается. Она также неширока и местами плохо выражена. Возможно, что это — части поймы, лишь недавно вышедшие из сферы затопления полыми водами. Поэтому, в сущности, здесь имеется одна пойменная терраса с двумя уровнями. У южного моста через реку в выемке у дороги хорошо видно строение следующей террасы, которая возвышается над меженным уровнем Ворсклы на 4—5 м. Эта терраса — первая надпойменная, сложена слоистыми песчано-глинистыми отложениями, сверху прикрытыми глинистой, несколько облессованной толщей. В этой толще и в слоистом наносе под нею много старых типичных кротовин. Эта терраса имеет ширину около 1 км, и на ней, в котловине у подножья следующей, второй надпойменной террасы располагается надпойменный торфяник. Эта вторая надпойменная терраса возвышается над торфяником метров на восемы Она покрыта хорошо выраженным лёссовидным суглинком. Первая надпойменная терраса, насколько удалось это выяснить, соответствует песчаной, с развеваемыми ветром еще недавно песками, террасе, хорошо выраженной несколько ниже по р. Ворскле у ст. Ново-Борисовка.

Таким образом, этот торфяник занимает понижение на так называемой боровой террасе. Несколько ниже по р. Ворскле болотца со сфагнумом на этой террасе встречаются нередко (Сукачев, 1903; Пьявченко, 1941).

Для изучения строения толщи торфяника в конце лета в 1945, 1946 и 1947 гг. в разных местах центральной части торфяника было вырыто несколько шурфов, углубленных частично до дна торфяника, максимальная мощность которого в осушенном состоянии определена в 3 м. Строение толщи торфяника в более глубоких местах таково.

1)        1—250 см. Тростниковый и тростниково-осоковый торф, коричневый, в верхней половине значительно разложившийся» Местами имеются в верхней части прослойки сфагнового торфа.

2)        250—300 см. Однородный, сапропелистый, мелкосложенный торф.

3)        300—340 см. Черная или темно-серая, сильно гумусированная глина.

4)        340 см и ниже. Серо-сизая, плотная глина.

Мощность горизонтов колеблется. Выше дана лишь примерная толщина слоев различных отложений. В общем можно предполагать, что на дне, представляющем собой глинистую породу, на которой был развит довольно мощный почвенный горизонт, откладывались слои, состоящие из смеси сапропеля с измельченными растительными остатками, сильно разложившимися, и со значительным количеством мелких песчанистых отложений. Эти слои откладывались в открытом, с берегов зараставшем озерке. Когда озеро заросло тростником, камышом и осокой, начал откладываться тростниковый и тростниково-осоковый торф. Местами, вероятно, были сфагновые сплавины.

Образцы для спорово-пыльцевого анализа   в разных местах торфяника были взяты в 1945 г. из одного разреза (до глубины 420 см), в 1946 г. — из трех разрезов (до глубины 280, 331 и 350 см), в 1947 г. — в одном разрезе (полная серия до глубины 251 см), и еще в трех разрезах взяты были добавочные образцы до глубины 112, 113 и 154 см.

Результаты спорово-пыльцевого анализа приведу полностью лишь для второго разреза 1946 г. (табл. 1 и 2), а из результатов анализов других разрезов укажу лишь на то, что дополняет названный разрез.

Из рассмотрения этих данных можно сделать следующие выводы.

1. Пыльцевой спектр древесных пород, приведенный в табл. 1, распадается на две части: верхнюю, в которой представлены Quercus, Ulmus, Tilia, Acer, Alnus и Corylus, т. е. породы широколиственного леса, и нижнюю — ниже 250 см, где пыльцы этих древесных пород нет, а встречается лишь сосна (много), единично ель и береза. В остальных разрезах эта граница также хорошо выражена, проходя, однако, то на несколько меньшей, то на несколько большей глубине (195—260 см). Лйшь Alnus заходит в одном разрезе до 365 см, и на этой глубине встречена единично ТШа. Однако широколиственные породы распределены до указанной глубины прерывисто и представлены в общем небольшим числом пылинок. При этом интересно, что Quercus в трех разрезах в верхних горизонтах вовсе отсутствовал, несмотря на то что дубовые леса ныне, а вероятно, уже и издавна покрывают весь правый нагорный берег р. Ворсклы, расположенный от этого торфяника в 1—1.5 км. Это показывает, с какой осторожностью надо делать выводы о характере широколиственных лесов или их отсутствии по данным пыльцевого анализа. К этому надо добавить, что условия захоронения пыльцы дуба и других широколиственных пород в этом торфянике, особенно в сфагновом торфе, были благоприятны.

Все же есть основание считать, что в^ первое время образования отложений этого торфяника в этом районе не было широколиственных лесов, так как в нижних слоях нет ни дуба, ни других широколиственных пород.

2.         Пыльца сосны встречается во всех горизонтах торфяника начиная от низа до верха, значительно колеблясь в числе и иногда достигая очень значительного количества.

Хотя пыльца сосны отличается большой транспортабельностью, но то, что встречаются значительные, относительно и абсолютно, количества ее, достигая нередко 30—40 пылинок на препарат, говорит как бы в пользу того, что сосна росла сравнительно недалеко от торфяника, вероятно по пескам вдоль Ворсклы. В настоящее же время дикорастущие сосняки не встречаются по Ворскле в пределах Курской обл., и ближайшие их местонахождения расположены в 55—60 км. Так как в наибольшем процентном количестве пыльца сосны встречается в середине и особенно внизу толщи торфяника, а по абсолютному количеству в верхней части торфяника, то можно думать, что наибольшего распространения сосна достигла уже тогда, когда здесь же по непесчаным местам распространились широколиственные леса. Но она абсолютно господствовала среди других древесных пород, когда откладывались нижние слои торфяника, занимая, однако, небольшую площадь. Уничтожена она была, вероятно, человеком сравнительно недавно. Но в настоящее время в 3—4 км имеются старые (60—80 лет) культуры сосны. Относительно небольшие количества пыльцы сосны в нижней трети толщи торфяника при значительной спрес- сованности и разложенности торфа говорят о том, что пыльца, вероятно, была в то время лишь заносная и близ торфяника сосна не росла вовсе или ее было мало.

3.         Интересно, что почти во всех образцах с разных глубин попадалась пыльца ели, обычно единично, лишь иногда до 2 штук на препарат. Хотя пыльца ели считается малотранспортабельной, в данном случае приходится все же считать ее заносной. О возможности этого говорит то, что ель в числе даже до 1 пылинки на препарат попадается в самых верхних слоях торфяника, хотя сейчас еловые леса растут в 250 км от Борисовки. Все же интересно, что в самых глубоких слоях торфяника не попадалось ни одной ели. Вероятно она даже в относительном удалении от этого места не росла тогда, когда отлагались самые нижние слои торфяника.

4.         Очень своеобразно и неожиданно распределение пыльцы березы. В общем ее немного во всех горизонтах, но относительно больше ее в середине или несколько выше середины торфяника, т. е. в том горизонте, где вообще увеличивается количество пыльцы древесных растений. Но все же в нижнем слое местами она встречалась до 27% при 73% пыльцы сосны.

Так как пыльца березы весьма транспортабельна и обычно в торфяниках и озерных отложениях обильна, то такое ее распределение говорит о том, что березы никогда не росло много в районе торфяника, что она в первое время встречалась немного с сосной, затем встречалась и вместе с другими древесными породами, но потом ее количество уменьшилось. В самых верхних горизонтах ее или нет, или она встречается единично, за исключением третьего разреза 1946 г., где ее было встречено до 38 штук, или 24% от общего числа древесных. В настоящее время в местных лесах береза встречается лишь единично. В нижней трети торфяника она встречена все же только единично или даже отсутствует. Размер пыльцы сильно варьирует: от 19 до 28мк; преобладает 19—23 мк. При этом все эти размеры встречаются вместе в нижних горизонтах (250—309 см). Вероятно, в начале образования данного торфяника береза вблизи его не встречалась или была очень редка.

5.         Пыльца ольхи встречается в относительно значительном количестве только до глубины 250 см, но в одном иазрезе (1945 г.) она попадается единично до 365 см, т. е. во время развития торфяника она начала появляться немного раньше распространения широколиственных пород. При этом ее было больше в первой половине существования здесь широколиственных пород. Но вообще ее пыльца очень неравномерно распределена: отсутствуя и встречаясь единично в нижних слоях, в некоторых образцах из середины торфяника ее количество достигает 34 зерен на препарат (до 35% от общего числа древесной пыльцы). В самых нижних горизонтах ольха вовсе не встречается.

6.         Пыльца травянистых растений в верхних двух третях толщи торфяника встречается почти всегда в значительно меньших количествах, чем пыльца древесных. В нижней же части его имеется обратное соотношение, т. е. пыльцы травянистых растений значительно больше. Больше всего встречено неопределенной пыльцы травянистых растений. Пыльцу Artemisia надо поставить на второе место. В общем пыльца Artemisia и Cheno- podiaceae встречается в большом количестве в нижней трети толщи торфяника. Однако пыльца Artemisia и Chenopodiaceae иногда попадается в значительном количестве и в более верхних горизонтах, а именно: Artemisia ниже середины торфяника, a Chenopodiaceae в самом верху. Кроме этого, была встречена пыльца Epilobiumpalustre (редко), Typha (редко), Gramineae (немного везде), Cyperaceae (немного), Polygonum (редко), Caryophyllaceae (изредка), Myriophyllum (редко), Menyathes trifoliata (редко), Umbelliferae (изредка), Ericaceae (редко), Galium (редко), Compositae (изредка). Пыльца Menyanthes была встречена в числе 2 зерен на глубине 194 см (вместе со> значительным количеством пыльцы широколиственных).

В третьем разрезе 1946 г. на глубине 316 см в сапропелистом отложении встречена 1 пылинка, похожая на пыльцу Ephedra. Вместе с нею встречена пыльца сосны (89%), ели (4%), березы (6%) и ольхи (1%). Отнршение пыльцы древесных к пыльце травянистых равно 45 : 55. На долю Artemisia приходится 31% от всей пыльцы травянистых растений.

7.         Папоротникообразные представлены очень своеобразно. В нижних горизонтах они отсутствуют вовсе или представлены единичными спорами; на один препарат в среднем меньше одной споры. Но с 260—200 см и выше внезапно число спор сильно увеличивается, достигая очень большого количества на препарат. В одном из препаратов на глубине 200 см наблюдалось 298 спор. Выше в общем число спор уменьшается. Но вообще колебание числа спор бывает довольно значительно в близких слоях. Таким образом, внезапное увеличение числа спор, начиная снизу, падает на слои, где появляются широколиственные породы. Споры почти исключительно принадлежат Athyrium filix-femina, лишь единично встречены споры Cystopteris fragilis, Dryopteris filix-mas и еще какого-то другого, не определенного вида.

8.         Плауны представлены очень скудно. Найдено несколько спор Lycopodium в верхней половине толщи торфяника (табл. 2). Кроме этого, в третьем разрезе 1946 г. встречено на глубинах 309 и 323 см 5 спор плауна.

9.         Мхи представлены только спорами Sphagnum, которые встречены лишь до глубины 250 см (не ниже). Они очень неравномерно распределены и даже в верхней половине в некоторых слоях вовсе отсутствуют. Но местами попадается до 8 спор на препарат, а в разрезе 1947 г. на глубине 81 см встречено в среднем 53-споры на препарат. Несомненно, Sphagnum появился лишь во вторую половину существования этого торфяника. Спор других мхов не отмечено.

Таков характер распределения пыльцы и спор в данном торфянике.

Слои отложений этого торфяника на большей своей части не вскипают от соляной кислоты, т. е. лишены значительных количеств извести, но на наибольших глубинах вскипание обнаружено. Во всех шурфах, прошедших глубже 300 см, оно констатировано и начинается с 303—305 см. Таким образом, в скважине 1945 г., прошедшей до 420 см, вскипающая толща, т. е. обогащенная известью, была более 1 м. Можно думать поэтому, что время отложения нижних слоев этого торфяника, т. е. когда откладавались сильно минерализованные слои, климат был сухой, благоприятствовавший накоплению пылевых частиц в водоеме.

Таким образом, из всех этих материалов можно сделать следующие выводы.

Изученный торфяник образовался в котловине среди песчаных отложений первой надпойменной террасы Ворсклы. Первоначально на песке развился почвенный горизонт. Затем в котловине образовалось озеро. Озеро было неглубокое. В него попадало много минеральных частиц частью при поверхностном стоке воды, частью из воздуха с пылью, поэтому сапропелевые отложения сильно обогащены минеральными веществами. Постепенно в озере развивалась прибрежная растительность. В это время, надо думать, в окрестностях торфяника господствовала степь. Значительных лесов еще не было. Только были небольшие сосновые леса. Березы встречалось немного, что, может быть, было связано со значительной сухостью тогдашнего климата. Так как пыльца сосны встречена в нижних сапропелистых отложениях в довольно значительных количествах, то, следовательно, сосна росла недалеко от озера, появившись в этих местах намного ранее широколиственных пород.

Затем климат сделался более влажным и распространились широколиственные леса. При этом, видимо, шло одновременное расселение дуба и сопутствующих ему пород (липа, клен, лещина, ильмовые). Распространение широколиственных лесов совпало с большим наполнением котловины водой и развитием тростниково-камышовых зарослей. В это время, вероятно, сосна более значительно распространилась по пескам левобережья Ворсклы. Еще позже появился в болоте сфагнум, и оно превратилось в сфагново-тростниковое. Таким образом, сфагновая стадия болота — явление относительно недавнего времени, что, между прочим, согласуется с данными Е. М. Лавренко (1936) для Харьковской обл. и Н. И. Пьяв- ченко (1950) для Курской обл. Сфагнум шел со своей свитой (Drosera rotundifolia, D. anglica, Scheuchzeria palustris, Oxycoccus и др.). Особенно было богато северными элементами Клюквенное болото   близ сел. Грай- ворона, расположенное в глубокой котловине на правом высоком берегу Ворсклы среди дубового леса (Сукачев, 1903).

Таким образом, в течение времени отложения сапропелистых и торфянистых слоев наблюдается два резко отличных периода. Первый — более древний, более сухой, более степной, с лесками из сосны, реже березы. Озерные отложения начала этого времени обогащены известью, которой они лишены были в конце его. Второй период характеризуется более влажным и прохладным климатом и быстрым развитием широколиственных лесов, но по пескам р. Ворсклы продолжала расти сосна вместе с видами Ericaceae. Много папоротников. В это время в заболачивающемся озере появилась вахта. В более позднее время естественные сосновые леса по пескам р. Ворсклы в Борисовском р-не были вырублены, торфяник осушен, на нем развилась хорошая травянистая растительность, он начал подвергаться выпасу и частично разрабатываться. В поверхностных слоях торфа возникло некоторое засоление, и в травяном покрове появились галофиты.

Выяснив вопрос об изменении растительности в районе сел. Борисовки за время существования рассматриваемых сапропелистых и торфянистых отложений, необходимо поставить вопрос, к каким моментам послеледникового времени надо отнести возникновение и накопление этих отложений.

Как известно, на территории европейской части СССР, по крайней мере для центральных ее районов, большинство современных авторов устанавливает два послеледниковых сухих периода: один, наступивший вскоре после последнего оледенения, относимый, правда, очень условно к так называемому бореальному периоду Блитта-Сернандера, и второй, значительно более поздний, соответствующий суббореальному периоду Блитта— Сернандера и времени образования так называемого пограничного горизонта в торфяниках. Хотя наличие такого горизонта некоторыми авторами и отрицается, однако вс§ же есть больше оснований принять его. По этому вопросу мы имеем недавно опубликованную весьма обстоятельную статью JI. С. Берга (1950), мне кажется, убедительно доказывающую, что в так называемый суббореальный период наблюдалось смещение климатических зон к северу, когда в центральных областях европейской части СССР климат был более сухим, чем ныне.

Так как в нашем торфянике нижние сапропелистые слои, сильно обогащенные минеральными частицами и известью, явно образовались в более сухой период, чем верхние торфянистые слои, то возникает вопрос, к какому времени надо отнести их образование. Учитывая то, что залегающие выше озерных отложений торфянистые слои относительно маломощны, образованы главным образом осоковым и тростниковым торфом, быстро накопляющимся в условиях лесостепи, а также учитывая отсутствие в строении и составе их толщи каких-либо указаний на наличие существенных изменений за это время в климате данной местности, можно считать, что эти сапропелистые слои начали образовываться в суббореальный период. В этом отношении я присоединяюсь к мнению Н. И. Пьявченко (1941, 1950), высказанному им также для района верховьев р. Ворсклы и даже для всех центрально-черноземных областей, что «начало торфообразова- ния в наиболее глубоих котловинах второй террасы следует отнести к периоду не раньше чем конец климатического оптимума или даже, к началу субатлантического времени» (Пьявченко, 1950, стр. 114).

Следовательно можно нарисовать следующую картину изменения климатических условий и растительного покрова в течение последнего времени голоцена.

Если принять, как это допускается теми учеными, которые признают образование пограничного горизонта в относительно недавнее время, существование ксеротермического периода и то, что конец этого периода был 3—4 тыс. лет назад, надо признать и то, что к концу этого периода климат более увлажнился, начало выпадать больше осадков и в понижениях на песчаной террасе начали скопляться воды. В этих мелких озерах стали накопляться минерально-сапропелистые отложения, обогащенные известью. В это время ближайшее окружение нашего озерца было безлесным или в некотором отдалении от него начала появляться сосна и. реже береза. Но в основном в это время песчаная терраса была покрыта травяной растительностью, среди которой в значительных количествах произрастала полынь. Скорее всего это была Artemisia inodora *, и теперь обычно произрастающая на песках в районах лесостепья и степи. О том, что в это время климат был еще достаточно сухим, свидетельствует отсутствие здесь ольхи не только в понижениях, но и на пойме; видимо, отсутствовали и широколиственные леса как на террасах р. Ворсклы, так, возможно, и на ее правом возвышенном берегу. В пользу этого предположения говорит и то, что в озерных отложениях этого времени отсутствует пыльца не только дуба, у которого пыльца далеко не разносится, но и липы и лещины, имеющих более легко распространяющуюся пыльцу.

Затем пришли в эту местность широколиственные породы. К этому времени сосна еще больше распространилась по пескам, образовав густые леса, а полынь почти сошла на нет. Замечательно то, что дуб сразу пришел со всей своей свитой (липа, клен, ильмовые, лещина). По пойме, а вероятно* и на других местах с проточной водой распространилась ольха {Alnus glutinosa). Такой характер широколиственные леса сохранили и донастоя- щего времени. Сосна, же, будучи уничтожена человеком на песчаной террасе, в последние пятьдесят—шестьдесят лет начала снова разводиться.

Весьма интересно, что для торфяника близ сел. Головчино (в 15 км ниже по Ворскле) Н. И. Пьявченко (1950) дает пыльцевую диаграмму, в большей степени сходную с нашими данными. В ней также в сапропели- стых отложениях очень много полыни, мало березы и отсутствуют ольха и широколиственные породы.

В недавно появившейся очень важной и весьма интересной работе К. К. Маркова, В. П. Гричука и Н. С. Чеботаревой (1950) по вопросу о взаимоотношениях леса и степи в историческом аспекте, начиная с третичного периода и до наших дней, приводятся данные по изучению пыльцевых спектров и других торфяников в лесостепной зоне, а именно Д. К. Зе- рова (1938) для окрестностей г. Новомосковска на Восточной Украине и А. А. Чигуряевой (1941) для северо-запада Саратовской обл. На диаграммах этих авторов также хорошо выявляются два периода: более ранний — степной с березово-сосновыми колками и более поздний — период распространения широколиственных лесов. Интересно, что глубина всех этих торфяников около 3 м или немного больше. Учитывая быстроту накопления этих отложений,  надо признать, что на образование их толщи в 3 м много времени не требовалось. К. К. Марков, В. П. Гричук, Н. С. Чеботарева (1950) время существования этих торфянистых и сапропелистых отложений относят почти ко всему голоцену, полагая, что слои с березово- сосновой пыльцой отвечают начальной фазе послеледникового времени, которое обычно относят к бореальному периоду Блитта—Сернандера. В настоящее время действительно есть все основания считать, что в начальную фазу послеледникового времени (в так называемом бореальном периоде) был сухой климат и степи распространялись далеко на север, как это признает и JI. С, Берг (1950), но я полагаю, что торфяники и предшествовавшие им на их местах озерца на песчаных (так называемых боровых) террасах в области лесостепья и степи развивались в значительно более дозднее время и их начало надо отнести к концу того, второго, сухого времени, которое обычно называют суббореальным периодом. Для окончательного решения этого важного в теоретическом и практическом отношениях вопроса необходимы дальнейшие исследования.

К содержанию книги: ПРОБЛЕМЫ БОЛОТОВЕДЕНИЯ, ПАЛЕОБОТАНИКИ И ПАЛЕОГЕОГРАФИИ