КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 23-27-00076

НазваниеТургайская флора – фундамент современной теплоумеренной растительности Северного полушария (на примере миоцен-олигоценовых флор Западной Сибири и Казахстана.)

РуководительПопова Светлана Сергеевна,

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук, г Санкт-Петербург

Период выполнения при поддержке РНФ 2023 г. - 2024 г. 

Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-106 - Палеонтология

Ключевые словапалеофлоры, палеоклимат, реконструкция растительности, динакмика растительности, олигоцен, миоцен, Западная Сибирь, Казахстан.

Код ГРНТИ38.31.25


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Установление закономерностей эволюции климата и растительности Земли традиционно считается одной из главнейших задач палеоботаники. Особый интерес с этой точки зрения представляет проблема так называемой Тургайской флоры (позднекайнозойский тип растительности, ставший основой формирования современной теплоумеренной растительности Северного полушария) и климатических условий периодов ее существования. Кроме того, изучение динамики климата Земли является важным аспектом современной науки, приобретающим особое значение в контексте биосферных изменений последнего столетия. Главными задачами данного проекта является изучение состава поздних кайнозойских флор Казахстана и Западной Сибири, установление их связей с одновозрастными флорами востока Центральной Азии, определение характера климатических изменений в палеоген-неогене на данной территории. Исследование будет проводиться на основе ранее не изучавшихся палеоботанических коллекций из фондов Ботанического института РАН (Санкт-Петербург), с привлечением современных аналитических методик (Coexistance Approach, CLAMP); полученные данные позволят проследить начиная с олигоцена до миоцена динамику конкретных климатических параметров, таких как среднегодовая температура, температура самого холодного и теплого месяцев , среднегодовое количество осадков, количество осадков самого влажного и сухого месяцев и др., а также изменения систематического состава и облика растительности. Растительность будет проанализирована в соответствии с принципами эколого-климатической классификации функциональных типов растений (plant functional type) и вычисленной долей участия в конкретной изучаемой палеофлоре различных групп (водные, травянистые, кустарниковые, древесные, хвойные, листопадные, вечнозеленые и т.д.). Синтез полученных оригинальных данных по таксономии, количественной реконструкции параметров окружающей среды, а также их сравнительный анализ во времени и в пространстве, позволит восстановить динамику изменения климата и пути развития растительности на данной территории.

Ожидаемые результаты
Палеоботанические данные, полученные в ходе работы над проектом, позволят реконструировать растительность на территории центральной Азии (Западная Сибирь и Казахстан, на примере трех позднекайнозойских флор) , подтвердить возраст вмещающих отложений, а также определить количественные показатели климата и их динамику во времени. Результаты проекта могут получить дополнительное практическое применение в качестве материалов для составления атласов руководящих форм ископаемых растений, учебников, методических пособий по ботанике, геологии, биостратиграфии. В ходе данного проекта будет впервые установлен таксономический состав ряда кайнозойских флор разного типа сохранности (миоцен: Ащудасты (листья, пыльца) Восточный Казахстан; Горский Лог (плоды, семена, пыльца), Западная Сибирь; олигоцен: Дюсембай (плоды, семена), Центральный Казахстан. Для всех флор будут отобраны образцы на споро-пыльцевой анализ для характеристики региональной растительности и уточнения геологического возраста изучаемых флор. Для ископаемых видов каждой неогеновой флоры будут выявлены современные близкородственные виды, что необходимо для применения количественных методик реконструкции климата и растительности: метода совместного сосуществования (Coexistance approach; приложение, рис. 1, 2) эколого-климатической классификации функциональных типов растений (Plant functional type, приложение табл. 1), а также статистического климатического анализа CLAMP (Climate Leaf Multivariate Program). В результате впервые будут получены количественные параметры температуры и влажности (среднегодовая температура, температура самого холодного и теплого месяцев, среднегодовое количество осадков, количество осадков самого влажного и сухого месяцев и др.). Растительность будет проанализирована в соответствии с долей участия в конкретной изучаемой палеофлоре различных групп функциональных типов растений (водные, травянистые, кустарниковые, древесные, хвойные, листопадные, вечнозеленые и т.д.). Затем в результате синтеза данных по таксономии и количественной реконструкции параметров окружающей среды, а также их сравнительного анализа во времени и в пространстве, будет охарактеризована динамика изменения климата и развития растительности на данной территории. Полученные результаты будут подготовлены к публикации в высокорейтинговых журналах системы цитирования Scopus и WOS Core.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В ходе первого года проекта были изучены три палеофлоры из Казахстана и Западной Сибири переходного олигоцен-миоценового возраста. Две поздне олигоценовые флоры: Ащудасты (восточный Казахстан), и Дюсембай (центральный Казахстан), одна ранне миоценовая флора из Западной Сибири - Горской Лог. Также в рамках первого года проекта была выполнена ВКР (выпускная квалификационная работа) по квалификации: бакалавр. • Флора Ащудасты восточного Казахстана, содержит 38 таксонов растений, установленным по макроостаткам и палинологическим данным, принадлежит к следующим классам растений Lycopodiophyta (1), Pteridophyta (3), Gymnospermae (7), Gnetophyta (1), и Magnoliophyta (25). Макроостатки из коллекции Ащудасты включают в себя преимущественно отпечатки представителей семейства Cupressaceae (Metasequoia, Taxodium и Glyptostrobus), Betulaceae (Alnus, Corylus) и рода Ulmus, а также большое количество отпечатков однодольных и водных папоротников. В палиноспектре доминирует пыльца рода Picea (около 30%) и Alnus (около 40 процентов), при заметных количествах пыльцы других родов березовых (суммарно их около 7 %). По своему составу флора Ащудасты проявляет сходство с одновозрастными флорами Южной Сибири и Западного Казахстана. И представляет собой флору типичного тургайского облика, резвившуюся на основе более древних, переходных от субтропических к теплоумеренным, позднеэоценовых-раннеолигоценовых флор Восточного Казахстана. Она принадлежит к этапу развития классической тургайской флоры, которая в позднем олигоцене – раннем миоцене широко распространилась на территории Казахстана, Южного Урала и южной части Западной Сибири. Возраст флоры Ащудасты установлен как поздний олигоцен (хатт). • Количественная реконструкция климата и растительности позднеолигоценовой флоры Дюсембая (центральный Казахстан) была получена на основе карпологических и палинологических данных. При построении климатической модели в качестве гипотезы принимается наличие у каждого ископаемого таксона близкородственного современного вида (Nearest leaving relatives, NLR), гипотетически имеющего схожие эколого-климатические требования к условиям произрастания. Вычисляются интервалы климатических параметров (среднегодовые показатели температуры и влажности, температура самого теплого и холодного месяца, количество осадков самого засушливого и влажного месяца), при которых возможно «сосуществование» всех представителей изучаемой флоры. Данный метод называется Coexistence Approach. Универсальность этого метода заключается в том, что ископаемые таксоны могут быть описаны на основе разных типов остатков (споры, пыльца, листья, семена, древесина). Экологические предпочтения современных близких видов определяются границами их географических ареалов. Далее, используются данные с метеостанций, расположенных вблизи крайних точек ареалов произрастания данных современных видов. Если сравнивать полученные климатические параметры для карпологического и пыльцевого спектра Дюсембая, то наблюдаются небольшие различия, объясняющиеся тафономическими факторами. Так, например, карпологический спектр документирует немного более теплые условия, а пыльцевой спектр, характеризующий региональные условия, показывает большее количество осадков по среднегодовым параметрам и значительно более низкое их содержание для самого засушливого месяца. В целом климатические данные показывают незначительное похолодание и более влажные климатические условия в период с раннего до позднего олигоцена, проявляются процессы континентализации связанные с регрессией древнего моря. Растительность анализировалась в соответствии с принципами эколого -климатической классификации функциональных типов растений – plant functional type (PFT). В основе выделения классов (26 классов: 3 травянистых, 8 кустарничковых и 15 древесных) лежат структурно-морфологические признаки, определяющие жизненную форму растения, физиогномические признаки листа, функциональные и биоклиматическую толерантность. Карпологический спектр позволил охарактеризовать локальную растительность, которая была представлена мезофитной травянистой прибрежно водной растительностью с небольшим количеством широколиственых кустарников. Пыльцевой спектр, указывающий на разнообразную древесную растительность, в частности широколиственные породы с примесью хвойных, характеризует региональную растительность. • В результате изучение состава спорово-пыльцевого спектра из разреза Горский лог (Омская обл. Западная Сибирь) было выявлено 24 таксона высших и споровых растений, половина общего состава спектра принадлежит пыльце древесных, пыльца травянистых составляет 9,6%, а споровых растений 34,4%. Пыльца голосеменных составляет 10,0%. Она представлена двумя семействами: Pinaceae (Pinus, Picea) и пыльца Taxodioidae в незначительном объеме. Родовой состав древесных цветковых включает 10 родов суммарно 41,6%., с доминированием семейства Betulaceae (Alnus, Вetula, Corylus, Carpinus) суммарно 29,6%. Среди них максимальное значение принадлежит пыльце Alnus (23,2%). Изученный спектр хорошо сопоставляется со спектрами из бещеульской свиты нижнего миоцена. • была выполнена ВКР (выпускная квалификационная работа), квалификация: бакалавр на тему «Ископаемые остатки представителей рода Quercus L. из палеогеновых отложений восточного Казахстана и реконструкция условий их произрастания». Были получены климатические параметры для двух современных групп видов Quercus, которые являются ближайшими аналогами для ископаемых видов Quercus из раннего и позднего олигоцена. В результате сравнения наших данных с климатическими данными для флоры кустовской свиты раннего олигоцена (Averyanova et al., 2021), были установлены общие климатические диапазоны. Это значит, что климат реконструированный по таксонам из одного рода вполне отражает общую климатическую обстановку, которая была установлена ранее по целому списку флоры.

 

Публикации