Koshkarov A. D., Koshkarova V. L., Nazimova D. I. Centuries-Old Climatic Trends of Transformation of the Siberian Stone Pine Forests in Different Forest Vegetation Zones of the Western Sayan Mountains
Abstract
UDC 551.797+581.524.32
How to cite: Koshkarov A. D., Koshkarova V. L., Nazimova D. I. Centuries-old climatic trends of transformation of the Siberian stone pine forests in different forest vegetation zones of the Western Sayan Mountains // Sibirskij Lesnoj Zurnal (Sib. J. For. Sci.). 2021. N. 2. P. 3–16 (in Russian with English abstract and references).
DOI: 10.15372/SJFS20210201
© Koshkarov A. D., Koshkarova V. L., Nazimova D. I., 2021
The article highlights the results of a paleobotanical study of peat deposits in different forest zones and types of habitats in the Western Sayan, where the Siberian stone pine Pinus sibirica Du Tour is currently the dominant species. Based on paleocarpological and radiocarbon analyzes, changes in vegetation, climate and landscapes from 8000 years ago to the present have been reconstructed. The material for the study was the macroremains of fossil plants. Changes in the species composition of macroremains of dominant plant species in each section made it possible to combine them into macrocomplexes, each of which characterizes a certain time and landscape-climatic regime. Carpograms were constructed for four sections, with a detailed characteristic of fossil macrocomplexes by species composition. When analyzing the morphological and anatomical physiognomy of each fossil object according to the degree of preservation, they were differentiated into two groups of plants - the local reflecting peculiarities of the habitat (facies) and the adjacent one characteristic of a larger territorial complex (paleolandscape). Their combination gives an idea of the change in the landscape situation in centuries of climate change. In each group, the edificator and dominants of past phytocenoses, fixed by macrocomplexes of fossils, were determined using the method of ecological-cenotic analysis. The dynamics of the composition and phytocenotic structure of plant communities, replacing each other in a thousand-year history, has been established. A quantitative assessment of the climatic situation is given, which determines their change in different climatic epochs. The repeated displacement of the upper forest boundary was established with conjugate changes in heat and atmospheric moisture, which manifested themselves simultaneously in the study areas. On the example of the Siberian stone pine formation, represented in different forest areas by three different climatic facies of the formation, it is shown that in each of them, with the trends of climate change common for the mountains (warming or cooling, as well as changes in atmospheric moisture), centuries-old changes of communities had their own specific features.
Article
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Бляхарчук Т. А. Изменение растительности и климата Западного Саяна и их взаимосвязь с развитием археологических культур региона во второй половине голоцена по данным спорово-пыльцевого анализа болотных отложений // Вестн. Томск. гос. ун-та. 2011. № 351. С. 145–151 [Blyakharchuk T. A. Izmenenie rastitelnosti i klimata Zapadnogo Sayana i ikh vzaimosvyaz s razvitiem arkheologicheskikh kultur regiona vo vtoroy polovine golotsena po dannym sporovo-pyltsevogo analiza bolotnykh otlozheniy (Changes of vegetation and climate of Western Sayan mountains and its interconnection with development of archeological cultures of area during second half of the holocene according to spore-pollen data of peat deposits) // Vestn. Tomsk. gos. un-ta (Tomsk St. Univ. J.). 2011. N. 351. P. 145–151 (in Russian with English abstract)].
Кинд Н. В. Геохронология позднего антропогена по изотопным данным // Тр. геол. ин-та АН СССР. Вып. 257. М.: Наука, 1974. 254 с. [Kind N. V. Geokhronologiya pozdnego antropogena po izotopnym dannym (Geochronology of the Late Anthropogen according to isotope data) // Tr. geol. in-ta AN SSSR (Proc. Geol. Inst. USSR Acad. Sci.). Iss. 257. Moscow: Nauka, 1974. 254 p. (in Russian)].
Кошкаров А. Д. Палеоэкология, динамика лесных и болотных экосистем и климата бассейна р. Кас в позднем плейстоцене и голоцене: автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.16. Красноярск: Ин-т леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 1998. 25 с. [Koshkarov A. D. Paleoekologiya, dinamika lesnykh i bolotnykh ekosistem i klimata basseyna r. Kas v pozdnem pleystotsene i golotsene: avtoref. dis. ... kand. biol. nauk (Paleoecology, dynamics of forest and bog ecosystems and climate of the Kas river basin in the Late Pleistocene and Holocene: cand. biol. sci. (PhD) thesis). Krasnoyarsk: In-t lesa im. V. N. Sukacheva SO RAN (V. N. Sukachev Inst. For., Rus. Acad. Sci., Sib. Br.), 1998. 25 p. (in Russian)].
Кошкаров А. Д. Динамика позднеголоценовых типов растительности в недостаточно влажном антициклоническом секторе Саян (Северо-Запад Тувы) // Тѳв Азийн экосистем: судалгаа, хамгаалал, зохистой ашиглалт. «УВС НУУР» Олон улсын зэлжит XIV симпозиум, ООПТ «Убсунурский бассейн», 03–05 августа 2018 г. Улаанбаатар: «Монхийн усэг» ХХК, 2018. С. 258–263 [Koshkarov A. D. Dinamika pozdnegolotsenovykh tipov rastitelnosti v nedostatochno vlazhnom antitsiklonicheskom sektore Sayan (Severo-Zapad Tuvy) (Dynamics of Late Holocene types of vegetation in insufficiently wet ant-icyclonic sector Sayan (North-West Tuva)) // Tov Aziyn ekosistem sudalgaa, khamgaalal, zokhistoy ashiglalt. «UVS NUUR» Olon ulsyn zelzhit XIV Int. Symp., 03–05 Aug. 2018, Spec. Protect. Area Ubsu-Nur basin. Ulaanbaatar: «Monkhiyn useg» KHKHK, 2018. P. 258–263 (in Russian with English abstract)].
Кошкаров А. Д., Кошкарова В. Л. Реконструкция трансформации видовой структуры типов растительности Турано-Уюкской котловины (юго-восточная часть Западного Саяна) под воздействием глобальных климатических изменений // Экосистемы Центральной Азии: исследование, сохранение, рациональное использование. Мат-лы XIII Убсунурского Междунар. симп., Кызыл, 4–7 июля 2016 г. Кызыл: Тув. гос. ун-т, 2016. С. 198–202 [Koshkarov A. D., Koshkarova V. L. Rekonstruktsiya transformatsii vidovoy struktury tipov rastitelnosti Turano-Uyukskoy kotloviny (yugo-vostochnaya chast' Zapadnogo Sayana) pod vozdeystviem globalnykh klimaticheskikh izmeneniy (Reconstruction of transformation of species structure of types of vegetation of the Turan-Uyuk hollow (Southeast part of Western Sayan mountains) as a result of global climatic changes) // Ekosistemy Tsentralnoy Azii: issledovanie, sokhraneniye, ratsionalnoe ispolzovanie. Mat-ly XIII Ubsunurskogo Mezhdunar. Simpoz., Kyzyl, 4–7 iyulya 2016 g. (Ecosystems of the Central Asia: studies, preservation, rational use. Proc. XIII Ubsunursky Int. Symp., Kyzyl, 4–7 July 2016). Kyzyl: Tuv. gos. un-t (Tuva St. Univ.), 2016. P. 198–202 (in Russian with English abstract)].
Кошкарова В. Л., Буренина Т. А., Кошкаров А. Д., Мурзакматов Р. Т., Фарбер С. К. Оценка устойчивости биоразнообразия высотных поясов гор Западного Саяна (на примере северного макросклона) в условиях меняющегося климата // Экосистемы Центральной Азии: исследование, сохранение, рациональное использование. Мат-лы XIII Убсунурского Междунар. симп., Кызыл, 4–7 июля 2016 г. Кызыл: Тув. гос. ун-т, 2016. С. 202–208 [Koshkarova V. L., Burenina T. A., Koshkarov A. D., Murzakmatov R. T., Farber S. K. Otsenka ustoychivosti bioraznoobraziya vysotnykh poyasov gor Zapadnogo Sayana (na primere severnogo makrosklona) v usloviyakh menyayushchegosya klimata (Assessment of stability of the biodiversity of high-rise belts of mountains Western Sayan mountains (on the example of the northern macroslope) in the conditions of the changing climate) // Ekosistemy Tsentralnoy Azii: issledovanie, sokhraneniye, ratsional'noe ispolzovanie. Mat-ly XIII Ubsunurskogo Mezhdunar. Simpoz., Kyzyl, 4–7 iyulya 2016 g. (Ecosystems of the Central Asia: studies, preservation, rational use. Proc. XIII Ubsunursky Int. Symp., Kyzyl, 4–7 July 2016). Kyzyl: Tuv. gos. un-t (Tuva St. Univ.), 2016. P. 202–208 (in Russian with English abstract)].
Кошкарова В. Л., Кошкаров А. Д., Кольцова В. Г. Климатическая обусловленность динамики позднеголоценовых ценотипов древесных пород во внутреннем экотоне лесов Восточного Саяна // Экология. 2006. № 5. С. 350–359 [Koshkarova V. L., Koshkarov A. D., Kol'tsova V. G. Klimaticheskaya obuslovlennost dinamiki pozdnegolotsenovykh tsenotipov drevesnykh porod vo vnutrennem ekotone lesov Vostochnogo Sayana (Climatic dependence of the Late Holocene dynamics of tree species cenotypes in the intrazonal ecotone of Eastern Sayan forests) // Ekologiya (Ecol.). 2006. N. 5. P. 350–359 (in Russian with English abstract)].
Молокова Н. И., Назимова Д. И. Эколого-ценотический состав флоры высотно-поясных комплексов гумидных районов Саян // Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока. Тез. докл. конф. посвящ. памяти Л. М. Черепнина. Красноярск: Ин-т леса и древесины им. В. Н. Сукачева СО АН СССР, 1991. С 103–106 [Molokova N. I., Nazimova D. I. Ekologo-tsenoticheskiy sostav flory vysotno-poyasnykh kompleksov gumidnykh rayonov Sayan (Ecological and cenotic composition of the flora of high-altitude-belt complexes of the Sayan humid regions) // Flora i rastitel'nost' Sibiri i Dalnego Vostoka. Tez. dokl. konf. posvyashch. pamyati L. M. Cherepnina (Flora and vegetation of Siberia and Far East. Abstr. Conf. dedicated memory L. M. Cherepnin). Krasnoyarsk: In-t lesa i drevesiny im. V. N. Sukacheva SO AN SSSR (V. N. Sukachev Inst. For. & Timber, USSR Acad. Sci., Sib. Br.), 1991. P. 103–106 (in Russian)].
Никитин В. П. Палеокарпологический метод (руководство по методике изучения ископаемых семян и плодов). Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та, 1969. 81 c. [Nikitin V. P. Paleokarpologicheskiy metod (rukovodstvo po metodike izucheniya iskopaemykh semyan i plodov) (Paleocarpological method (guide to the method of studying fossil seeds and fruits)). Tomsk: Izd-vo Tomsk. gos. un-ta (Tomsk St. Univ. Publ.), 1969. 81 p. (in Russian)].
Никитин В. П. Петр Алексеевич Никитин (очерк жизни и деятельности) // Советская палеокарпология (итоги и перспективы). М.: Наука, 1979. С. 5–10 [Nikitin V. P. Petr Alekseevich Nikitin (ocherk zhizni i deyatelnosti) (Petr Alekseevich Nikitin (sketch of life and work)) // Sovetskaya paleokarpologiya (itogi i perspektivy) (Soviet paleocarpology (Results and prospects). Moscow: Nauka, 1979. P. 5–10 (in Russian)].
Поликарпов Н. П., Чебакова Н. М., Назимова Д. И. Климат и горные леса Южной Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1986. 224 с. [Polikarpov N. P., Tchebakova N. M., Nazimova D. I. Klimat i gornye lesa Yuzhnoy Sibiri (Climate and mountain forests of Southern Siberia). Novosibirsk: Nauka. Sib. Br., 1986. 224 p. (in Russian)].
Савина Л. Н. Новейшая история лесов Западного Саяна (по данным спорово-пыльцевого анализа почв) / Отв. ред. В. Н. Смагин. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1976. 157 с. [Savina L. N. Noveyshaya istoriya lesov Zapadnogo Sayana (po dannym sporovo-pyltsevogo analiza pochv) (Recent history of the forests of the Western Sayan (according to the data of spore-pollen analysis of soils)) / V. N. Smagin (Ed.). Novosibirsk: Nauka. Sib. Br., 1976. 157 p. (in Russian)].
Семечкин И. В., Поликарпов Н. П., Ирошников А. И., Бабинцева Р. М., Воробьев В. Н., Дашко Н. В., Иванов В. В., Кондаков Ю. П., Коротков И. А., Мурина Т. К., Назимова Д. И., Попов В. Е., Попова Ю. М., Соколов Г. А., Софронов М. А., Смагин В. Н., Спиридонов Б. С., Чебакова Н. М., Чередникова Ю. С. Кедровые леса Сибири / Отв. ред. А. С. Исаев. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1985. 257 с. [Semechkin I. V., Polikarpov N. P., Iroshnikov A. I., Babintseva R. M., Vorobev V. N., Dashko N. V., Ivanov V. V., Kondakov Yu. P., Korotkov I. A., Murina T. K., Nazimova D. I., Popov V. E., Popova Yu. M., Sokolov G. A., Sofronov M. A., Smagin V. N., Spiridonov B. S., Chebakova N. M., Cherednikova Yu. S. Kedrovye lesa Sibiri (The Siberian stone pine forests of Siberia) / A. S. Isaev (Resp. Ed.). Novosibirsk: Nauka. Sib. Br., 1985. 258 p. (in Russian)].
Смагин В. Н., Назимова Д. И., Чередникова Ю. С. Типы лесов гор Южной Сибири / Отв. ред. В. Н. Смагин. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980. 334 c. [Smagin V. N., Nazimova D. I., Cherednikova Yu. S. Tipy lesov gor Yuzhnoy Sibiri (Types of forests in the mountains of Southern Siberia) / V. N. Smagin (Ed.). Novosibirsk: Nauka. Sib. Br., 1980. 334 p. (in Russian)].
Справочник по климату СССР. Вып. 21. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. Ч. II. 360 с; 1969. Ч. IV. 402 с. [Spravochnik po klimatu SSSR (Reference book on the climate of the USSR). Iss. 21. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1966. Part II. 360 p.; 1969. Part IV. 402 p. (in Russian)].
Степанов Н. В., Васильев А. Н., Тупицына Н. Н. Флора Саян. Учеб. пособ. по специальности 013500 «Биоэкология». Красноярск: КрасГУ, 2003. 326 с. [Stepanov N. V., Vasil'ev A. N., Tupitsyna N. N. Flora Sayan. Ucheb. posob. po spetsialnosti 013500 «Bioekologiya» (Flora of the Sayan Mountains. Textbook in the specialty 013500 «Bioecology»). Krasnoyarsk: KrasGU (Krasnoyarsk St. Univ.), 2003. 326 p. (in Russian)].
Флора Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. 1965. Вып. III и IX. 175 с.; 1969. Вып. X. 143 с.; 1976. Вып. XI. 162 с. [Flora Sibiri (Flora of Siberia). Novosibirsk: Nauka. Sib. Br. 1965. Iss. III & IX. 175 p.; 1969. Iss. X. 143 p.; 1976. Iss. XI. 162 p. (in Russian)].
Хотинский Н. А. Голоцен Северной Евразии. Опыт трансконтинентальной корреляции этапов развития растительности и климата. М.: Наука, 1977. 200 с. [Khotinskiy N. A. Golotsen Severnoy Evrazii. Opyt transkontinentalnoy korrelyatsii etapov razvitiya rastitelnosti i klimata (Holocene of the Northern Eurasia. Experience of transcontinental correlation of vegetation and climate development stages). Moscow: Nauka, 1977. 200 p. (in Russian with English summary and contents)].
Ямских Г. Ю., Гренадёрова А. В., Борисова И. В. Реконструкция растительности в окрестностях озера Ойское (по данным спорово-пыльцевого анализа) в голоцене (территория природного парка «Ергаки») // «Ергаки» история и будущее. Мат-лы краевой науч.-практ. конф. Красноярск: СФУ, 2008. С. 26–30 [Yamskikh G. Yu., Grenaderova A. V., Borisova I. V. Rekonstruktsiya rastitelnosti v okrestnostyakh ozera Oyskoe (po dannym sporovopyltsevogo analiza) v golotsene (territoriya prirodnogo parka «Ergaki») (Reconstruction of vegetation in the vicinity of Lake Oyskoe (according to spore pollen analysis) in the Holocene (territory of the Ergaki natural park)) // «Ergaki» istoriya i budushchee. Mat-ly krayevoy nauch.-prakt. konf. («Ergaki» the history and the future. Proc. Krai Sci.-Pract. Conf. Krasnoyarsk: SFU (Sib. Fed. Univ.), 2008. P. 26–30 (in Russian with English abstract)].
Koshkarova V. L., Koshkarov A. D., Kol’tsova V. G. Climatic dependence of the Late Holocene dynamics of tree species cenotypes in the intrazonal ecotone of Eastern Sayan forests // Rus. J. Ecol. 2006. V. 37. Iss. 5. P. 316–324 (Original Rus. Text © V. L. Koshkarova, A. D. Koshkarov, V. G. Kol’tsova, 2006, publ. in Ekologiya. 2006. N. 5. P. 350–359).
Soja A. J., Tchebakova N. M., French N. H., Flannigan M. D., Shugart H. H., Stocks B. J., Sukhinin A. I., Parfenova E. I., Chapin III F. S., Stackhouse P. W. Climate-induced boreal forest change: Predictions versus current observations // Glob. Planet. Change. 2007. V. 56. Iss. 3–4. P. 274–296.
Tchebakova N. M., Monserud R. A., Nazimova D. I. A Siberian vegetation model based on climatic parameters // Can. J. For. Res. 1994. V. 24. N. 8. P. 1597–1607.
Tchebakova N. M., Monserud R. A., Leemans R., Nazimova D. I. Possible vegetation shifts in Siberia under climatic change // Impacts of climate change on ecosystems and species: terrestrial ecosystems / J. С. Pernetta, R. Leemans, D. Elder, S. Humphrey (Eds.). Switzerland: IUCN, Gland, 1995. P. 67–82.
Tchebakova N. M., Parfenova E. I., Soja A. J. Climate change and climate-induced hot spots in forest shifts in central Siberia from observed data // Reg. Environ. Change. 2011. V. 11. Iss. 4. P. 817–827.
