Региональный отклик предгорных ландшафтов Восточного Саяна на климатические экстремумы голоцена как основа прогноза развития в условиях глобального потепления

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 проекта 23-27-00341

НазваниеРегиональный отклик предгорных ландшафтов Восточного Саяна на климатические экстремумы голоцена как основа прогноза развития в условиях глобального потепления

Руководитель Гренадерова Анна Валентиновна, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" , Красноярский край

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; 07-701 - Палеогеография

Ключевые слова палеорастительность, тайга, болото, пожарный режим, гидроклиматические реконструкции, голоцен, Восточный Саян, температурный оптимум, ксеротермический максимум.

Код ГРНТИ39.19.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Анализ региональных изменений климата в прошлом и отклика лесных экосистем на эти изменения представляется чрезвычайно важным для понимания основных тенденций развития природы в условиях изменяющегося климата, что особенно актуально для районов с максимальными темпами потепления (Средняя и Восточная Сибирь), где согласно глобальным климатическим моделям (Hoegh-Guldberg, et al.,2018), частота пожаров может увеличиться более чем на 37,8% в период с 2010 по 2039 год. Настоящий проект посвящен изучению сопряженной динамики пожаров, растительности и гидроклиматических условий в голоцене в предгорье и низкогорье северо-западного макросклона Восточного Саяна. В рамках проекта планируется изучение пожарной активности голоцена на основе комплексного палеоэкологического анализа торфяных отложений болот, расположенных в бассейнах правобережных притоков Енисея, с водосбором в пределах Восточного Саяна. В основе исследования лежит магроугольковый анализ (Charcoal), результаты которого совместно с данными радиоуглеродного датирования позволят рассчитать скорости аккумуляции древесного угля, выделить пожарные пики, определить частоту пожарных эпизодов в разные этапы голоцена. Состав и характер смен лесной растительности будет восстановлен с помощью спорово-пыльцевого анализа. Ботанический анализ макроостатков торфа, анализ непыльцевых палиноморф, анализ раковинных амеб и раковин моллюсков позволят восстановить динамику локальных болотных условий, определить трофность и рассчитать уровень болотных вод, определяющий состав фито- и микроценозов. Особое внимание планируется уделить этапам голоцена, отличающимся экстремумами температуры и влажности: Термический оптимум голоцена, Суббореальный ксеротермический максимум, Средневековое потепление, Малый ледниковый период, что позволит проследить сценарий развития предгорных лесных экосистем при трансформирующихся гидроклиматических условиях. Данный проект направлен на комплексную оценку отклика растительного покрова предгорных ландшафтов Восточного Саяна на суммарное воздействие климата и пирогенного фактора в условиях изменяющегося климата голоцена. Полученные в результате выполнения проекта данные будут являться существенным вкладом в прогнозирование долгосрочного воздействия пожаров на внутриконтинентальные бореальные леса.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Гренадерова А. В., Михайлова А. Б., Курьина И. В., Подобуева О. В. Отклик растительного покрова в предгорье Восточного Саяна на голоценовые экстремумы климата: по палеоэкологическим данным болота Большое Геоморфология и палеогеография (год публикации - 2024)

2. Гренадерова А.В. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БОЛОТ В ПРЕДЕЛАХ ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНОГО САЯНА Томский государственный университет, Западно-Сибирские торфяники и цикл углерода: прошлое и настояее/ материалы Седьмого международного полевого симпозиума (Ханты-Мансийск, Белоярский 15-27 августа 2024 г. – Томск: Изд-во Томского государственного университета, 2024. С. 236-237. (год публикации - 2024)

3. Гренадерова А.В., Шарафутдинов Р.А. , Митев А.Р. , Михайлова А.Б. Природные условия в низкогорье западной части Восточного Саяна в голоцене: по данным изучения болота Мина Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата - Environmental dynamics and global climate change. Югорский государственный университет г.Ханты-Мансийск (год публикации - 2025)

4. Михайлова А.Б. ПРОЦЕСС БОЛОТООБРАЗОВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ КАНСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ (КРАСНОЯРСКИЙ КРАЙ) Западно-Сибирские торфяники и цикл углерода: прошлое и настояее/ материалы Седьмого международного полевого симпозиума (Ханты-Мансийск, Белоярский 15-27 августа 2024 г. – Томск: Изд-во Томского государственного университета, 2024., Западно-Сибирские торфяники и цикл углерода: прошлое и настоящее/ материалы Седьмого международного полевого симпозиума (Ханты-Мансийск, Белоярский 15-27 августа 2024 г. – Томск: Изд-во Томского государственного университета, 2024. С. 250-251. (год публикации - 2024)

5. Гренадерова А.В., Михайлова А.Б., Скребатун А.А. Отражение климатических изменений в гидроморфных ландшафтах Южной Сибири «РОССИЙСКО-МОНГОЛЬСКО-КИТАЙСКОЕ ПРИГРАНИЧЬЕ: ПРИРОДНО-РЕСУРСНАЯ И ЭТНОКУЛЬТУРНАЯ ОСНОВА УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ» ГБНУ РТ «Центр биосферных исследований», г.Кызыл, «РОССИЙСКО-МОНГОЛЬСКО-КИТАЙСКОЕ ПРИГРАНИЧЬЕ: ПРИРОДНО-РЕСУРСНАЯ И ЭТНОКУЛЬТУРНАЯ ОСНОВА УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ»: материалы научно-практической конференции с международным участием, посвященной 95-летию со дня рождения Виктора Викторовича Бугровского, основателя Убсунурского международного центра биосферных исследований, научного руководителя российско-монгольской программы «Эксперимент Убсу-Нур», Почетного профессора Хунаньского университета Китайской Народной Республики, Заслуженного работника Республики Тыва, доктора технических наук, доктора биологических наук (20 октября 2023 г., г. Новосибирск) [ТЕКСТОВОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ ИЗДАНИЕ] / под редакцией Ч.Н. Самбыла. – Кызыл: Центр биосферных исследований, 2023. С.164-168 (год публикации - 2023)

6. Гренадерова А.В., Михайлова А.Б., Шарафутдинов Р.А., Стойко Т.Г. Holocene environmental conditions in the Eastern Sayan foothills according to a comprehensive paleoecological study of the Sosnovka mire Лимнологический институт СО РАН, г.Иркутск, Limnology and Freshwater Biology. 2024. - № 4. - P. 394-399. DOI: 10.31951/2658-3518-2024-A-4-394 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-394

7. Михайлова А.Б., Гренадерова А.В., Чентаева З.В., Скребатун А.А. Peat deposits for studying the Holocene fire regime in the example of Kansk foreststeppe mires Лимнологический институт СО РАН, Limnology and Freshwater Biology. 2024. - № 4. - P. 452-457. DOI: 10.31951/2658-3518-2024-A-4-452 (год публикации - 2024)
10.31951/2658-3518-2024-A-4-452

8. Гренадерова А.В., Михайлова А.Б., Шарафутдинов Р.А., Стойко Т.Г. ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ПРЕДГОРЬЕ ВОСТОЧНОГО САЯНА НАЧИНАЯ С РАННЕГО ГОЛОЦЕНА: ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ БОЛОТА СОСНОВКА Геоморфология и палеогеография, Институт географии РАН, г.Москва (год публикации - 2025)

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Настоящий проект "Региональный отклик предгорных ландшафтов Восточного Саяна на климатические экстремумы голоцена как основа прогноза развития природных сообществ в условиях глобального потепления" посвящен изучению сопряженной динамики пожаров, растительности и гидроклиматических условий в голоцене. За 2024 год с помощью комплекса палеоэкологических методов, изучены отложения болот Сосновка, Большой Инжул, Моховое, Кача. Получены две новые спорово-пыльцевые диаграммы (болото Большой Инжул, и болото Сосновка), и шесть диаграмм по распределению макрочастиц угля, что позволило восстановить периоды усиления пожарной активности в разные этапы голоцена. Для каждого разреза выполнено радиоуглеродное датирование, получено в среднем по 6-8 дат, что обеспечило выявленную динамику палеоэкологических условий высоким временным разрешением. Отложения болота Сосновка являются уникальным объектом для реконструкции палеоэкологических условий, т.к. охватывает временной период продолжительностью более 10.0 тыс. календарных лет, что делает ее на сегодняшний день самой древней голоценовой толщей для района исследования. Болото Сосновка наряду с палеоботаническими методами было изучено с помощью малакофаунистического анализа, что позволило комплексно подойти к оценке палеоэкологических условий. Установлено, что процесс заболачивания начался ≈9.7-8.5 тыс. кал. л. н. в оптимум тепло- и влагообеспеченности, когда суходолы были покрыты смешанным кедрово-елово-пихтовым лесом с максимальным участием ели и пихты. В строении разреза Сосновка отчетливо проявилась реакция на термический оптимум голоцена (7.5-6.0 тыс. л. н.): сокращение участия ели и пихты в составе древостоя, усиление пожарной активности, осветление лесов, на этот интервал выпадает и начало процесса заболачивания в долинах рек с водосборами в предгорье западной части Восточного Саяна (р.Кан, р.Мана, р.Большой Инжул, р.Кача). Периоды снижения теплообеспеченности и увеличения влажности пришлись на 5.5-5.2, 3.6-3.0, 2.3-2.0, 1.8-1.3 тыс. кал. л. н. что, в том числе, повлияло на расширение ареала темнохвойных лесов, с наиболее значительным откликом в интервале 1.4-1.3 тыс. кал. л. н. Изменения климатических условий в сторону аридизации и усиления континентальности 7.5-6.0, 3.8-3.6 и 2.0-1.8 тыс. кал. л. н. способствовали подъему нижней границы темнохвойных лесов, усилению пожарной активности. Последние 800 лет характеризуются усилением континентальности, расширением лесов с участием Pinus sylvestris, и максимально высокой пожарной активностью (в последние 100 лет скорость аккумуляции макроскопических частиц угля составила 80 частиц/см2 в год). Выполнена пробоподготовка, микроскопирование и интерпретация данных по анализу частиц макроугля для болота Большое, Сосновка, Моховое, Большой Инжул и Кача, проведено сравнение с полученными ранее данными по районам равнинной и низкогорной тайги, а также объектами в пределах Канской лесостепи. При обработке полученных данных в среде программирования R с помощью пакета Paleofire построена интегральная кривая, отражающая реконструкцию аномалий от средних значений пожарной активности. Положительные аномалии, соответствующие увеличению пожаров, пришлись на временные интервалы: 1) 7000-5700 кал. л. н. с пиковым значением 7000-6800 и 6400-6200 кал. л. н., что приходится на термический оптимум голоцена, характеризующийся усилением аридизации. прослеживается связь инициации процесса заболачивания с иссушением климата и усилением пирогенного фактора; 2) 4700-4200 кал. л. н. – этап отличающийся наибольшим количеством пожарных событий и наименьшим межпожарным интервалом, соответствует суббореальному ксеротермическому максимуму ( Н.А. Хотинский,1982) или “событие 4.2” (4.2–3.8 тыс. кал. л. н.) (Mayewski et al., 2004; Wang et al., 2016); 3) этап - 2800-2200 кал.л.н., 4 этап - 1200-800 кал. л. н. пришелся на время Средневекового климатического оптимума; 5 этап - последние 500 лет. Полученные результаты были представлены на трех конференциях различного уровня, в том числе, Гренадерова А.В. и Михайлова А.Б. приняли участие в работе VII Международного полевого симпозиума «Западно-Сибирские торфяники и цикл углерода: прошлое и настоящее» 15-24 августа 2024 г., который прошел в г. Ханты-Мансийске и в г. Белоярский, где выступили с устными докладами на секции «Палеоэкология и история развития болот». Гренадерова А.В. представила доклад на тему: История развития болот в пределах западной части Восточного Саяна, а Михайлова А.Б.: Процесс болотообразования на территории Канской лесостепи. https://ieig.sfu-kras.ru/node/244

Публикации