Озеро Увильды 2.
Атлантико-суббореальный рубеж выделяется на глубине 160 см. Начало суббореального периода связано с похолоданием, что и вы звало присутствие в спектрах пыльцы кустарниковых берез, редкую встречаемость пыльцы широколиственных пород. По составу и изменениям спорово-пыльцевых спектров суббореала можно представить трехфазное изменение растительного покрова, что позволило выделить три подзоны.
Для спектров SB1 показательно господство пыльцы березы и сосны с постоянным участием пыльцы берез кустарниковых форм. Единичны находки пыльцы ели и пихты. Для спектров SB2 характерно преобладание пыльцы тех же доминантов, что и в спек трах SB1, но с постоянным присутствием пыльцы широколиственных пород (до 6—7 %). Пыльца ели практически отсутствует, но единич ны находки пыльцы пихты и лиственницы. Спектры осадков SB3 отличаются доминированием пыльцы сосны, меньшим участием Пыльцы березы, постоянным присутствием в небольших количествах пыльцы ели. Оптимальные климатические условия, по-видимому, характерны для середины суббореала, когда на водораздельных пространствах произрастали сосново-березовые леса с постоянным участием широколиственных пород (дуб, вяз, липа, орешник). Заключительный этап связан с некоторым увлажнением климата, что вы звало появление в лесах ели.
Верхние слои илов (70—0 см) относятся к субатлантическому периоду. Климатические условия данного интервала также не были однородными, что вызвало по крайней мере трехфазное изменение растительного покрова. В спектрах ЅАІ показательны господство пыльцы березы, значительный процент участия пыльцы сосны; постоянно и в таком же количестве, как в SB3, присутствует пыльца широколиственных пород. Спектры SA2 отличаются следующими особенностями: при таком же составе доминантов в составе спектров (господство пыльцы березы и сосны) показательны уменьшение пыльцы широколиственных пород, увеличение пыльцы берез кустарниковых форм, присутствие пыльцы ольхи и ели. Спектры SАЗ близки по составу к современным спорово-пыльцевым спектрам поверхностных осадков. В их составе присутствует пыльца березы дре вовидной, а также постоянно — пыльца широколиственных пород и ивы.
Диатомовый анализ колонки донных отложений оз. Увильды был выполнен по количественной методике. В отложениях раннедриасо вого времени DRI (интервал 440—458 см) численность диатомей низкая, не превышает 600 тыс. в 1-гвоздушно-сухого осадка (рис. 4, а,б). Видовой состав их обеднен. Доминирующий комплекс представлен индифферентами алкалифилами Epithemia argus (Ehr.) Kutz., Navicula obonga Kutz. и алкалибионтами мезогалобами Campylodiscus clypeus Ehr., Anomoeoneis sphaerophora v. poygramma (Ehr.) СІ. Створки солоноводных диатомей мезогалобов составляют до 45 % их общего содержания в отложениях.
Состав диатомового комплекса показывает, что в эпоху раннего дриаса водоем в районе взятия колонки был мелководным, слегка солоноватоводным с довольно высокой щелочностью — рН в период вегетации порядка 8; условия обитания были достаточно суровыми.
В период последующего потепления AL (интервал 410—440 см) численность диатомей в отложениях резко возрастает и достигает 3,6 млн, встречено 35 видов и разновидностей. Как и ранее, в диато мовых комплексах преобладают бентосные диатомей и единичные планктонные. Господствуют пресноводные диатомеи, индифференты, содержание солоноводных мезогалобов остается высоким (до 35 % створок). В доминирующий комплекс, как и ранее, входят два вида мезогалобов и пресноводная Navicula oblоngа, но состав доминантов из числа пресноводных диатомей пополняется обрастателями Fragilaria brevistriata Grun., Е. lapponica Grun. и донной Amphora libуса Ehr. Численность E. argus снижается.
В целом в период аллередско-беллинского потепления водоем до стигает значительной продуктивности, о чем свидетельствует высо кая численность диатомей в отложениях; при этом в середине теплого времени обводненность котловины была ниже и сильнее сказывалось осолонение его прибрежных мелководий.
Наступление последнего плейстоценового похолодания времени позднего дриаса (интервал 400—410 см) сопровождалось снижением численности диатомей в осадках (до 0.8 млн створок) и обеднением состава доминантов, из которых на первое место по численности выходит солоноводный Campylodiscus clypeus. Общее видовое разно образие осталось прежним. Вторым массовым солоноводным видом, как и во время раннего дриаса, является Апотоеоnеіs sphaerophora y, polygramma. Высокую численность сохраняют донные Navicula oblоngа, характерная для позднеледниковья, и Amphora libуса. Общее содержание створок мезогалобов достигает 47 %. В это время сократилась численность обрастателей из рода Fragilaria. В осадках отме чено наивысшее для позднеледниковья содержание солоноводных ди атомей, что свидетельствует о повышении минерализации прибрежных вод, низком стоянии уровня озера, сокращении зарослей макрофитов в условиях сухого и холодного климата. Следовательно, снизилась продуктивность экосистемы озера.
Пребореальное время (РВ, интервал 380—400 см) не было благо приятным для развития водорослевых сообществ в мелководной зоне озера, хотя и характеризовалось общим повышением его продуктив ности, о чем свидетельствует рост содержания органического веще ства в отложениях (с 47 до 62 %). Численность диатомей, среди которых абсолютно преобладали донные (91—93 %), не превышала 1 млн. Как и в позднем дриасе, в большом количестве развивались мезогалобы (23—60 % створок), не произошло существенных изме нений в доминирующем комплексе. Следовательно, в пребореальную эпоху условия обитания диатомей в водоеме еще не претерпели боль
ших изменений по сравнению с позднеледниковьем.
Наступление бореала (BO, интервал 340—330 см) характеризуется ростом видового разнообразия и численности диатомей (до 15 млн). Характер донных отложений бореала, представляющих собой пересла ивание богатых грубой органикой горизонтов со слоями, обогащенными известью и фрагментами раковин моллюсков, свидетельствует о колебаниях уровня воды при общей тенденции к росту глубины водоема. Состав диатомовых комплексов также соответственно изменяется. В нижнем интервале (Bo1, 370—380 см), представленном темно-зеленым ИЛом, отмечено заметное содержание створок планктонных диатомей (до 14 %), а Cyclotella radiosa Grun. Lem. входит в число доминантов. Резко сокращается участие солоноводных видов (до 1.6 % створок). Формирование отложений происходило на значительной глубине при относительно слабом развитии прибрежных макрофитов, служащих субстратом для эпифитных диатомей, максимальную численность из которых имела Epithemia hyndmanii.
Следующая фаза бореала (BO2, 360—370 см) характеризуется Сокращением численности диатомей (до 0.8 млн), последней вспыш кой развития солоноводных форм (до 17 % створок), появлением в составе доминантов мезогалоба Апотеоnеіs sphaerophora V. polygrатта, эпифитной Fragilaria construens v. venter (Ehr.) Hust. В это время водоем опять испытывает осолонение прибрежных мелко Водий.
Рис. 4. Диатомовая диаграмма донных отложений 03. Увильды.
В конце бореала (BO3, 340—360 см) численность диатомей возра стает на порядок (до 15 млн створок). В диатомовых комплексах господствуют пресноводные индифференты (98—99 % створок). До минируют эпифитные Fragilaria и донная Navicula diluviana Krasske. Эпифитные диатомеи господствуют абсолютно (75—79 % створок).
Следовательно, во вторую половину бореала уровень увлажненности озерной котловины достиг такого предела, что явления засоле ния прекратились. На мелководьях развились мощные заросли макрофитов, что привело к увеличению на порядок общей численности диатомей в осадках в основном (до 79 %) за счет эпифитов.
Мощная толща отложений атлантики (интервал 220—340 см), пред ставленная илами с высоким содержанием органического вещества, по строению диатомовых комплексов подразделяется на три интервала; при этом общее видовое разнообразие диатомовых возрастает незначи тельно. В начале атлантики (AT1, 320—340 см) численность диатомей существенно снижается, преобладают донные диатомеи, количество эпифитов ниже, чем в толще бореала (27—52 %). Видовой состав до минантов не изменяется, но происходит изменение количественных соотношений массовых диатомей: донные Navicula здесь более много численны, чем эпифитные Fragilaria, что, вероятно, отражает большую обводненность, при которой сокращаются заросли макрофитов, затеняющие дно, и активно развиваются донные диатомеи.
Во вторую фазу атлантики (AT2, 240—320 см) численность диатомей существенно не меняется (10—42 млн), господствуют эпифиты (до 19 %). Вероятно, природная обстановка способствовала развитию зарослей макрофитов.
В третью фазу атлантики (AT3, 220-240 см) численность диатомей достигает 34 млн при господстве эпифитов (до 64 %). Доминирующий комплекс представлен видами Fragilaria, к господствовав шим ранее добавляется E. construens (Ehr.) Grun. Последняя обычно появляется в условиях некоторого повышения минерализации воды.
В суббореальное время (SB, 135—220 см) отмечены наивысшая численность диатомей в отложениях колонки — 1 млрд створок и рост их видового разнообразия. При этом по-прежнему господствуют эпифиты (до 92 % створок), доминируют две характерные для сред него голоценa Fragilaria: F. brevistriata и F construens v. venter. Условия суббореала не были монотонными. В отложениях выделяется горизонт 205—210 см, где более 63% створок принадлежит солоноводному Campylodiscus clypeus, что фиксирует кратковременное снижение уровня озера и охолонение прибрежий. Это последняя «вспышка» развития ме зогалобов, по-видимому, соответствует времени резкого иссушения кли мата. Далее ситуация восстанавливается, в интервале 160—180 см отме чается повышение уровня озера — доминируют планктонная Сclotella boxlanica Grun. и обрастатель Goтphoneтa intricatum Kutz., резко сни жается численность Fragilaria. Верхние горизонты суббореала (135— 160 см) показывают стабильность условий.
Таким образом, на протяжении суббореала наблюдается измене ние глубины озера, связанное, по-видимому, с колебаниями температуры и влажности климата.
Рис. 5. Гранулометрический состав донных отложений 03. Забойного.
— сапропель; 2 — карбонатный ил; 3 — песок; 4 — алеврит; 3 — пелит; о торфяная прослойка; 7 - остатки раковин; 8 --- растительные остатки; 9 - потерн при
прокаливании (п. п. п.).
3
Отложения субатлантической эпохи (0— 130 см), представлен ные сильно обводненным сапро пелем, по составу диатомей разделяются на три интервала.
В первую половину субатлантики (SA1, 75—135 см) численность диатомей высокая (50—156 млн), господствуют, как и в последующие
тапы субатлантики, эпифитные диатомеи (79—-88 % створок). До минируют три Fragilaria и ранее в массе накапливающаяся в отложениях донная Navicula cari Ehr. —
галофильный вид, алкалифил, ЕД: 2 {:::з C4
Донные диатомеи дают до 20 % 6 | 6 ||
з створок в осадках. Состав диатомо
вых комплексов показывает, что в первую половину субатлантики в условиях теплого и влажного кли мата экосистема озера достигала высокого уровня продуктивности, о чем свидетельствует как общее содержание створок в осадках, так и большой процент участия диатомей алкалифилов и алкалибионтов (до 95 % в сумме).
Во второй фазе субатлантики (SA2, 30—75 см) численность диатомей существенно ниже (52—12 млн), количество донных диатомей сокращается до 10—14 %, доминируют Fragilaria. Отложения этой фазы сформировались в период похолодания, называемый в Европе малым ледниковьем XIII—XVIII вв. и характеризующийся высокой увлажненностью.
Верхний интервал отложений (0-30 см) охватывает время по следних двух столетий, когда происходит постепенное изменение климата от холодного и влажного к более теплому и сухому. В это время растет общее содержание створок (112—131 млн), остается Высоким количество створок алкалифилов и алкалибионтов. Послед ние достигают своего максимума в поверхностном слое отложений (12%), где появляется характерный для эвтрофирующихся озер Планктонный Cyclostephanos dubius (Frieke) Round. Возможно, здесь сказывается усилившееся антропогенное воздействие.
Остракоды из донных отложений были изучены по колонке, ото бранной в северной части 03. Увильды (отшнуровавшийся залив, имеющий самостоятельное название — оз. Забойное). Был получен разрез мощностью 485 см (рис. 5) следующего состава:
35
0—220 см
-
220—294 см —
294 — 448 см —
сапропель оливкового цвета, желеобразный, хлопьевидный пелит алевритовый с единичными включениями раковин моллюсков. С) держание органического вещества составляет в среднем 63 %. сапропель оливкового цвета, пелит-алевритовый, содержащий боль шое количество растительных остатков и включений раковин моллюсков в виде прослоев. Имеет слоистость, выраженную по изменениям окраски (от более темных к более светлым тонам, п. п. п. — 28— 61 %). ил карбонатный пестроцветный, алеврит-пелитовый, имеет цветовую полосчатость, обусловленную слоями бурого, серого,розоватого, желтого, зеленого оттенков, с прослоями остатков раковин (п. п. п. — 20—55 %). песок серый разнозернистый, с включениями органических остатков и раковин. ил опесчаненный с раковинами моллюсков. песок желтый мелкозернисты" песок серый глинистый. торфовидный горизонт темно-бурой окраски, рыхлый с грубыми ор ганическими остатками. песок серый разнозернистый.
448—459 см —
459—466 см — 466—470 см - 470—476 см - 476— 480 см —
480— 485 см —
Разрез из оз. Забойного имеет сходное строение с разрезом из оз. Увильды: отложения, представленные сверху сапропелями с высоким содержанием органики (п. п. п. — 50—75 %) и подстилающими их снизу карбонатными илами с прослоями ракушняка и включениями растительных остатков (п. п. п. ниже (20—55%).
По данным спорово-пыльцевого анализа в донных отложениях выделены интервалы начиная саллереда и до современных: 4.85— 4.50 — AL; 4.50—4.25 — DR3; 4.25—3.70 — РВ; 3.70—2.75 — ВО; 2.75 -1.70 — АТ; 1.70—0.70 — SB; 0.70—0.0 — SA.
Остракоды встречаются в большом количестве и отличаются сравнительно высокой степенью разнообразия в интервале 476—178 см, представленном преимущественно карбонатными илами, в то время как в верхней части разреза (178—0 см), сложенной сапропелем, остатки острaкoд не обнаружены. Изменение состава острaкoд ико личественного соотношения представителей отдельных родов позво лило выделить пять комплексов (снизу вверх), отражающих измене ния режима озера.
1-й комплекс (интервал 476-469 см) представлен видами Candonu rostrata (Brady et Norman), Cyprinotus salinus (Brady), Eucypris sp., Cyclocypris aff. ovum (Jurine), Cypridopsis aculeata (Costa), C. vidua (Muller), Limnocythere inopinata (Baird), Cyprideis ex gr. littoralis (Brady), среди которых большую часть (58 %) состав ляет Limnocythеrе іnopinata - обитатель пресных и слабосолоноватых водоемов с щелочной реакцией среды. Затем по количеству сле дуют представители рода Cypridopsis (35 %), обитающие в самых разнообразных водоемах, преимущественно пресноводных, хотя с. aculеаtа, отмеченный здесь, характерен для солоноватых вод (до 14 %о). К солоноватоводным формам в этом комплексе относятся также виды Cyprinotus salinus и Cyprideiѕ еx gr. littoralis (Бронштейн,
36
кол
пен
o7. Carbonel е. а., 1988). Их присутствие, хотя и в незначительном
личестве (3—1 % соответственно), весьма показательно и дает нование считать, что бассейн, в котором они обитали, имел повышенную минерализацию и был относительно мелководным. Кандоны составляют лишь 6 %.
2-й комплекс (интервал 469-436 см) отличается отсутствием со поноватоводных форм, увеличением количества лимноцитер (до 85 ) и кандон (до 17 %). Единичными экземплярами представлены Cypridopsis и Eucypris, а в верхней части — редкие Darwinula, что свидетельствует об опреснении озера. Первый и второй комплексы близки по численности раковин остракод, которая колеблется от 200 до 500 экз. в 10 см породы. ГЭти изменения происходили в позднеледниковое время (АІ —DR3).
Для 3-го комплекса (интервал 436 — 369 см) также характерно доминирование вида Limnocythеrе іnоgіnаtа, но в отличие от предыду щего здесь совершенно отсутствуют Cypridopsis, существенно увели чивается количество представителей Darwinula stevensoni (Brаdу et Robertson) (до 20 %) – обитателей средних и значительных глубин (от 2 до 10 ми более) пресноводных, реже — солоноватоводных озер. Наблюдается некоторое уменьшение содержания кандон и кандони елл (до 10—12 %), что свидетельствует об увеличении глубины озера по сравнению с предыдущей фазой и возможном повышении темпе ратуры. По палинологическим данным эта часть донных отложений сопоставляется с пребореалом.
4-й комплекс (369-274 см) характеризуется уменьшением доли лимноцитер (до 50 %) за счет увеличения количества кандон и кандoниелл (до 40 %), что указывает на некоторое снижение глубины озера и понижение температуры, особенно заметно проявившееся в начале данного интервала (369—349 см), где отмечается резкое сокращение дарвинул (до 1—3 %). Однако выше по разрезу (до 274 см) отмечаются неоднократные незначительные изменения соотношения видов остракод, составляющих основной (4-й) комплекс; эти соотношения отражают некоторые колебания режима озера. Не останавливаясь детально на этих кратковременных флуктуациях, отметим лишь некоторые интервалы, где они выражены наиболее отчетливо. Так, в интервале 349—311 см наблюдается существенное увеличение дарвинул (до 10—15 %), что указывает на углубление озера, сменившееся позднее (интервал 311—274 см) новым понижением уров ня, о чем свидетельствует уменьшение количества раковин Darwinula stevensoni до 1—3 %. Содержание видов других родов — Cypridopsis и Cyclocypris — более или менее постоянно и составляет в среднем 3—4 %, редко более. В самых верхах интервала (287-274 см) в не значительном количестве (0.3 %) впервые появляются представите ли вида Metacypris cordata Bradу et Robertson. Количество раковин острaкoд также изменяется по разрезу, но эти изменения не всегда совпадают с качественными изменениями, а как бы немного отстают от них. Так, максимум в 4-м комплексе отмечается в интервале 338-328 см и составляет 2280 экз. в 10 см, фиксируя момент ста
Рис. 6. Распределение раковин острaкoд в донных отложениях 03. Забойного.
1 - Limnocytere, 2 – Metacypris, 3 – Candona, - Cyprinotus, 5 - Cyclocypris, 6 - Cypridopsis, 7 — Darwinula, 8 - Cyprides, 9 – представители родов, составляющие менее 3 % в
Комплексе остракод.
билизации довольно значительной глубины озера. Наименьшее ко личество раковин острaкoд (454 экз.) отмечено в интервале 304— 294 см, совпадая с низким уровнем озера. Судя по количеству остра код и средней степени их разнообразия (5-7 видов), озеро в этот период было мезотрофным. Эти изменения острaкoд характерны для бореального периода.
В интервале 274—178 см, датируемом атлантикой, выделяется 5-й комплекс остракод, для которого характерно постепенное увеличение представителей видa мetacypris cordata, который начиная с глуб.
38
оло см и до 186 см становится доминирующим, как бы вытесняя
елшествующий доминант — Limnocythеrе іnopinata (рис. 6). Коли ество раковин последнего в некоторых слоях сокращается до 6%. в рассматриваемом интервале, как и в предыдущем, отмечаются некоторые колебания количественного соотношения основных ком
онентов, а также резкое сокращение общего количества остракод (по 140 экз.) в верхней части (201—178 см), отражающее наступление неблагоприятных условий для обитания остракод. Выше по раз резу они уже не встречены. В целом особенности состава остракод 5-го комплекса позволяют сделать вывод о существенном изменении режима озера, по-видимому, связанного сувеличением степени трофности вследствие повышения температуры. Об этом свидетель ствуют появление, а затем и доминирующее положение вида Metacypris cordata — обитателя тепловодных озерных биотопов (Бронштейн, 1947; Зубович, 1978, 1983) с развитой водной расти тельностью,
В вышележащей части разреза SB-SA периоды (интервал 178—0 см), где донные осадки представлены обводненным сапропелем, остатки острaкoд почти не встречены (за исключением единичных не определимых створок сразрушенным кальцитовым слоем на глуб. 178—162 см). Этот факт тоже может быть интерпретирован как существенное изменение режима озера. Возможно, что дальнейшее нарастание трофии привело к неблагоприятным условиям для обита ния острaкoд в этой части оз. Увильды.
Проведенные комплексные исследования донных отложений оз. Увильды и заключенных в них палеонтологических остатков (диато мей, спор и пыльцы, остракод) позволили установить их возраст, Восстановить историю озера, изменения его режима на протяжении поздне-пocлeлeдниковья — от раннего дриаса до настоящего време ни. Не останаваливаясь детально на приведенных выше данных, от метим главные рубежи в развитии озера.
в позднеледниковье в условиях сухого холодного климата озеро было мелководным, имело повышенную минерализацию; температурный режим не был постоянным, отмечается некоторое потепление в аллереде. В среднем дриасе (DR2) озеро занимало, возможно, меньшую площадь, чем теперь, — вероятно, еще не существовало залива в северной части (Забойное), так как озерных осадков этого возраста колонкой не вскрыто. Наиболее древние осадки здесь датированы аллередом.
в начале голоцена, по данным диатомового анализа, экологические условия в озере были близки к условиям позднеледниковья. В Забойном в это время отмечается некоторое увеличение глубины. В бореальное время сохраняется тенденция увеличения глубины, хотя в середине периода отмечается некоторое снижение уровня. Вследствие потепления климата в атлантическое время увеличивается степень трофности, особенно в хорошо прогреваемых мелководных уча стках (Забойное).
Существенные изменения в гидрологическом режиме озера про изошли в суббореальное время, когда из биоценозов исчезают остракоды, в то время как диатомеи достигают максимальной численности (1 млрд) и разнообразия. Возможно, это обусловлено увеличением трофности, ставшей критической для обитания остракод. В суббореальное время на фоне повышения уровня озера отмечается кратко временное его снижение (интервал 205—210 см). Колебания темпе ратуры, уровня озера и его трофности отмечаются ив субатлантиче ское время, в течение которого выделяется временное похолодание (XIII—XVIII вв.), а также некоторое потепление и увеличение троф ности во время отложения верхних 30 см, особенно заметное в по следние два столетия, что объясняется усиливающимся антропогенным влиянием.
Таким образом, благодаря комплесному исследованию донных т ложений оз. Увильды с использованием литологического, палинологического и диатомового анализов, а также изучения остатков остра код были установлены последовательность изменения палеогеографических условий на протяжении послеледникового и голоценового периодов и история озера. В аналогичных условиях происходило возникновение и развитие целого ряда водоемов в обширном регионе Южного Урала и Зауралья.
Работа выполнена при поддержке Международного фонда Сороса. (The research described in this publication was made possible in part by Grant NR 1700 from the International Science Foundation).