младший научный сотрудник
доктор биологических наук
In the article we present new results on the influence of paleo-fires on the dynamics of vegetation cover and the connections between them using the example of bottom sediments of Lake “S14” in the middle taiga subzone of Western Siberia (Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug). The change in vegetation cover is influenced by both climate and fire activity, which acted as a trigger for the evolution of vegetation cover. This is evidenced by the obtained paleoecological data based on the analysis of identified particles of charcoal and pollen in lake sediments. According to the radiocarbon dating, sedimentation of lake "S14" began at 11920 cal. yr. BP. Based on the macro-charcoal analysis and statistical processing of the obtained data in the CharAnalysis program in R, the Holocene history of paleo-fires in the study area was reconstructed. 16 local fire episodes, their time, frequency and intensity were identified (11400, 11100, 10700, 10400, 9800, 9400, 7400, 6100, 5150, 4500, 3800, 2800, 1400, 1100, 400, 250 cal. yr BP).
Using spore-pollen analysis, the dominant landscapes were reconstructed for the entire period of the existence of lake “S14”: 12000-11500 cal. yr BP – larch-spruce forests with an admixture of birch; 11500-9850 cal. yr BP – larch-spruce-birch forests; 9850-4700 cal. yr BP – spruce-pine-birch forests; 4700-3500 cal. yr BP – birch-pine forests; 3500-2250 cal. yr BP – birch-cedar-pine forests; 2250-1000 cal. yr BP – cedar-pine forests with an admixture of birch; 1000 cal. yr BP to present – cedar-birch-pine forests. The resulting reconstruction of the dynamics of vegetation cover is compared with the history of paleo-fires of the study lake and with the climatic periods of the Holocene. This made it possible to identify three periods with maximum pyrogenic activity (11500-10400, 7500-6800 and 400-250 cal. yr BP), as well as to consider the conditions contributing to the intensification of Holocene wildfires. To determine the degree of impact of fires on the change in vegetation cover and the connections between them, a correlation analysis was carried out using the Pearson method in the PAST program. The analysis was made based on a comparison of micro- and macro-particles of charcoals with the pollen content of the predominant plant taxa for lake “S14”.
The most powerful paleo-fires were noted at the end of the Preboreal – beginning of the Boreal periods of the Holocene (11500-10400 cal. yr BP) with 4 local fire episodes and a high rate of accumulation of charcoal particles (1.1 per cm2/year). At the same time, larch-spruce forests with an admixture of birch grew near the lake area. The next maximum of pyrogenic activity was recorded in the mid-Atlantic period of the Holocene (7500-6800 cal. yr BP) with one local fire. The rate of charcoal accumulation decreased slightly compared to the previous period – 0.9 particles per cm2/year. At this time, the territory of the middle taiga subzone was covered with spruce-pine-birch forests. The third peak of local fires occurred at the end of the Subatlantic Holocene period (400-250 cal. yr BP) with a macro-charcoal accumulation rate of 0.6 particles per cm2/year. The vegetation cover included Siberian cedar, birch and pine forests at this time. It was found that the most intense fires occurred during dry climatic periods. The longest fire-free periods (9400-7400, 2800-1400 cal. yr BP) were observed precisely during the period of increasing precipitation.
According to the results of correlation analysis, wildfires had an impact on vegetation dynamics throughout the Holocene. A positive correlation of micro- and macro-charcoal particles with each other was revealed, which confirms the presence of fires at the local and regional levels and connection of local fires with regional fire situation. It has been determined that micro- and macro-charcoals simultaneously have a negative correlation with birch (
В работе представлены новые результаты изучения влияния палеопожаров на динамику растительного покрова в средней тайге Западной Сибири (Ханты-Мансийский автономный округ), полученные при исследовании донных отложений озера «S14». На смену растительного покрова оказывает воздействие не только климат, но и пожарная активность, являющаяся определенным триггером эволюции растительного покрова ландшафтов. Об этом свидетельствуют полученные палеоэкологические данные, основанные на анализе выявленных частиц угольков и пыльцы в озерных отложениях. Согласно радиоуглеродному датированию, осадконакопление в озере «S14» началось 11920 кал. л. н. (календарных лет назад). На основе проведенного макроуголькового анализа и статистической обработки полученных данных в программе CharAnalysis в R реконструирована голоценовая история пожаров в исследуемом районе. Выявлено 16 локальных пожарных эпизодов, их время, периодичность и интенсивность. Полученная реконструкция истории пожаров сопоставлена с динамикой растительного покрова в районе озера «S14» (на основе данных пыльцевого анализа из отложений этого озера) и с климатическими периодами голоцена. Это позволило выделить три периода с максимальной пирогенной активностью – 11500-10400, 7500-6800 и 400-250 кал. л. н., а также рассмотреть условия, способствующие интенсификации пожаров голоцена. Для определения степени воздействия пожаров на смену растительного покрова и связей между ними проведен корреляционный анализ методом Пирсона в программе PAST. Анализ осуществлен на основе сравнения микро- и макрочастиц угля с содержанием пыльцы преобладающих растительных таксонов в донных отложениях озера «S14». Согласно результатам корреляционного анализа, пожары оказывали воздействие на динамику растительности в течение всего голоцена. Выявлена положительная корреляция частиц микро- и макроугольков друг с другом, что подтверждает наличие пожаров на локальном и региональном уровнях и их взаимосвязь. Определено, что микро- и макроугольки синхронно имеют отрицательную корреляционную связь с березой, кедром, сосной обыкновенной и пихтой сибирской и положительную – со злаками и елью сибирской. Положительная корреляция со злаками и отрицательная с древесной пыльцой отражает влияние пожаров на растительный покров, а именно на угнетение древесных видов и разрастание трав (злаков) в первые этапы постпирогенных сукцессий. Положительная корреляция с елью, скорее всего, связана с большей горимостью ландшафтов в начале голоцена, когда в ландшафте доминировали лиственнично-еловые леса, а климат был сухим. Это подтверждает прямое влияние пожаров на формирование растительных ландшафтов в исследуемом регионе.