Озеро пепельное (Магаданская область) как памятник природы: геологический, палеогеографический и Ботанический аспекты

Вестник ДВО РАН. 2014. № 5

УДК 504.455

А.В. ЛОЖКИН, А Н. БЕРКУТЕНКО

Озеро Пепельное (Магаданская область) как памятник природы: геологический, палеогеографический и ботанический аспекты

Приводятся ботанико-географическая характеристика района оз. Пепельное в Северном Приохотье и обзор палинологических исследований на этом озере. Даются обоснования для придания данному объекту статуса комплексного памятника природы регионального уровня.

Ключевые слова: озеро Пепельное, вулканический пепел, морена, палинологические спектры, Nymphaea tetragona Georgi, Nuphar pumila (Timm) DC.

Pepel'noye Lake (Magadan region) as the object of conservation: geological, paleogeographical, and botanical aspects. A.V. LOZHKIN (N.A. Shilo North-East Interdisciplinary Scientific Research Institute, FEB RAS, Magadan), A.N. BERKUTENKO (Institute of Biological Problems of North, FEB RAS, Magadan).

Botanic-geographic characteristics of the Pepel'noye Lake (Northern Priokhotye) and .survey of palynological investigations conducted on this lake are given. Status of the Pepel'noye Lake as complex natural monument of regional level is discussed.

Key words: Pepel'noye Lake, volcanic ash, moraine, palynological spectra, Nymphaea tetragona Georgi, Nuphar pumila (Timm) DC.

В последние десятилетия в связи с интенсивным освоением минеральных и топливных ресурсов все большее внимание уделяется охране природы, сохранению уникальных растительных комплексов, изучению экологических проблем. Важным вкладом в охрану окружающей среды севера Дальнего Востока явилось создание в 1982 г. в Северном Приохотье организованного по кластерному типу государственного заповедника «Магаданский» с уникальными реликтовыми лесными сообществами [1, 10]. Однако существующие в настоящее время в Магаданской области особо охраняемые природные районы охватывают лишь 4,7 % территории, что для региона площадью 462,4 тыс. км2 с преимущественно горнодобывающей промышленностью явно недостаточно. К районам, заслуживающим природоохранного статуса, следует отнести, например, такие территории, как междуречье рек Хасын и Уптар в 40 км к северу от берега Охотского моря (рис. 1), оз. Эльгення в хребте Анначаг, и ряд других.

Междуречье р. Хасын (левый приток р. Армань, впадающей в Охотское море) и р. Уптар (левый приток р. Хасын) находится в пределах тектонической впадины, протягивающейся

*ЛОЖКИН Анатолий Владимирович - кандидат географических наук, заведующий сектором (Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт ДВО РАН, Магадан), БЕРКУТЕНКО Александра Наумовна -доктор биологических наук, заведующая лабораторией (Институт биологических проблем Севера ДВО РАН, Магадан). *Е-таП: lozhkin@neisri.ru).

Исследования выполнены при финансовой поддержке ДВО РАН (проекты 12-Ш-А-09-198, 12-П-СО-08-024), РФФИ (проект 12-05-00286), Национального научного фонда США.

Рис. 1. Географическое положение объектов исследования (озер) на севере Дальнего Востока: 1 - оз. Пепельное, 2 - оз. Голубое, 3 - оз. Талое, 4 - оз. Эльгыгытгын

на север от устья р. Уптар на 15 км. Максимальной ширины (7 км) впадина достигает в южной части. Ровная поверхность впадины заболочена, с многочисленными озерами. Цепочка озер прослеживается вдоль восточной границы впадины. Эти озера образованы мореной длиной 4 км и высотой 40-50 м, оставленной ледником позднего криохрона неоплейстоцена. Наиболее крупное озеро в юго-восточном углу впадины - оз. Пепельное (рис. 1).

Тектоническая впадина выполнена валунно-галечными аллювиальными отложениями с включением прослоев разнозернистого песка, вскрытыми горными выработками на правобережье р. Уптар. О времени формирования отложений впадины можно судить по данным палинологического анализа, показавшего участие в спорово-пыльцевых спектрах осадков пыльцы таких нетипичных для севера Дальнего Востока растений, как Podocar-paceae, Abies sp., Tsuga sp., T. diversifolia, T. torulosa, T. crispa, T. canadensis, Picea sp., Picea sect. Eupicea, Picea sect. Omorica, Pinus subgen. Diploxylon, Taxodium sp., Carpinus sp., Corylus sp., Alnus sp., Juglans sp., J. cinerea, J. sieboldiana, Acer sp., Ulmus sp., Fagus sp., Quercus sp., Celtis sp., Dacrydium sp., Myrica sp.; спор Cyatheaceae, Osmundaceae, Osmunda sp., O. cinnamomea. Весьма специфический состав спектров свидетельствует, что формирование отложений впадины происходило в позднем миоцене, т.е. около 11,6-5,3 млн л. н. (тортонский и мессинский ярусы верхнего миоцена).

В районе оз. Пепельное (59° 51' с.ш., 150° 35' в.д.) горными выработками вскрыта линзообразная залежь вулканического пепла размерами 500 х 240 м и мощностью до 14 м. В работах [11, 12] показано, что линза вулканического пепла приурочена к верхнеплейстоценовым валунно-галечным и песчано-глинистым отложениям мощностью около 27 м, принимающим участие в строении террасы высотой 30 м. Линза пепла залегает на озерных

песках и перекрыта флювиогляциальными галечниками и валунными отложениями морены (3 м). Вулканический пепел имеет хорошо выраженную горизонтальную или волнистую слоистость, подчеркнутую чередованием прослоев ярко-белого и беловато-серого до темно-серого цвета за счет примеси алеврита. Пепел состоит из мелких остроугольных частиц прозрачного вулканического стекла. По химическому составу пепел отвечает риолиту. Источником пепла были вулканы Камчатки. Слоистое строение залежи пепла, связанной с абляционной мореной раннего криохрона неоплейстоцена, является свидетельством ее формирования в ледниковом озере [11, 12]. Чередование прослоев белого и серого пепла подчеркивает сезонный характер накопления. В теплый сезон пепел сносился в приледниковое озеро талыми водами с поверхности ледника и дождевыми потоками с окружающих возвышенностей.

Наблюдаемые в бассейне р. Уптар взаимоотношения различных генетических разновозрастных типов отложений (аллювиальные, флювиогляциальные, моренные осадки, вулканический пепел), особенности строения рельефа, определявшиеся в позднем плейстоцене в значительной степени развитием ледников, позволяют рассматривать междуречье рек Хасын и Уптар как геолого-палеогеографический репер для решения вопросов развития территории Северного Приохотья в неогене-голоцене. Такое сочетание разнообразных геологических факторов на сравнительно небольшой территории в бассейне р. Уптар пока неизвестно в других районах Приохотья.

Оз. Пепельное, достигающее в длину 130 м и в ширину 60 м, имеет ровное дно с глубинами до 5,7 м. В центре озера была пройдена скважина, вскрывшая осадки мощностью 101 см до подстилающих их моренных отложений. Осадки в озере представлены алевритами с хорошо выраженной горизонтальной слоистостью. Алеврит насыщен тонкой органикой, количество которой в интервале 70-85 см достигает 77-89 %, включает стебли водных растений и большое количество мелких (до 1 см) раковин моллюсков. По остаткам растений с помощью акселеративного масс-спектрометра получены радиоуглеродные датировки: на глубине 53-55 см - 2380 ± 50 л. н. (CAMS19034, калиброванный возраст 2355 лет), на глубине 91-95 см - 3730 ± 60 л. н. (CAMS19035, калиброванный возраст 4090 лет). Линейная экстраполяция датировок показывает, что накопление осадков в оз. Пепельное началось около 4400 л. н. (калиброванный возраст 5020 лет) и, таким образом, охватило период, сопоставляемый с суббореальным и субатлантическим периодами голоцена [13].

Для лучшего понимания климатических флуктуаций в период второй половины голоцена в Северном Приохотье (как зоне «встречи» континентального и муссонного климатов) был выполнен палинологический анализ осадков озера. Пробы отбирались из керна через 3-5 см, а в нижнем слое осадков (91-101 см) через 0,5-2,5 см. Количество подсчитанных пыльцевых зерен в каждом образце равнялось 1000. Данные палинологического анализа приведены на диаграммах (рис. 2 и 3). Содержание каждого пыльцевого таксона показано в процентах от суммы всех пыльцевых зерен. Роль споровых таксонов - величина относительная: процентное содержание каждого спорового таксона рассчитывается от общего количества пыльцевых зерен.

Спорово-пыльцевые спектры осадков оз. Пепельное сходны. Общие черты спектров следующие: 1) наличие пыльцы Larix (количество достигает 3 %) во всех образцах, что, учитывая ее плохую сохранность в погребенном состоянии, вполне определенно указывает на развитие лиственничного леса; 2) высокое содержание пыльцы Pinus subgen. Haploxylon (до 44 %). Эта пыльца должна быть отнесена к виду Pinuspumila (Pall.) Regel, единственному представителю сосен на севере Дальнего Востока. Несомненно, сосна стланиковая была не только важнейшей составляющей подлеска в лиственничном лесу, но и образовывала, как и в настоящее время, кустарниковый пояс выше границы леса; 3) высокое содержание пыльцы Betula (до 37 %), принадлежащей кустарниковым видам берез (Betula middendorffii Trautv. et Mey., B. exilis Sucacz.). Это свидетельствует о значительной роли березы в кустарниковом ярусе лиственничного леса и о развитии кустарниковых

Рис. 2. Процентные соотношения групп растительности, основных пыльцевых и споровых таксонов в спектрах осадков оз. Пепельное

зарослей березы - ерников - на склонах. По всей вероятности, часть пыльцевых зерен могла быть продуцирована такими высокоствольными березами, как Betula lanata V Vass.; 4) высокое содержание пыльцы Alnus (до 33 %). Как и в современных лиственничных лесах, ольховник (Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar, syn. Alnus fruticosa) являлся одним из важнейших компонентов лесных сообществ и образовывал густые заросли по берегам рек и озер. Можно допустить, что в районы междуречья Хасына и Уптара проникала Alnus hirsuta Turcz., образующая в настоящее время вместе с Populus suaveolens Fisch., Chosenia arbutifolia (Pall.) A. Skvorts. галерейные леса в долине р. Майманджа на северном побережье Охотского моря в 100-120 км к юго-востоку от оз. Пепельное; 5) заметное участие в

Рис. 3. Количество пыльцы, выпадавшей на 1 см2 поверхности в течение 1 года в спектрах осадков оз. Пепельное

спектрах пыльцы Ericales, свидетельствующее о широком распространении верескоцвет-ных сообществ в лиственничном лесу, и спор Sphagnum.

Наряду со сходством можно отметить некоторые особенности спорово-пыльцевых спектров. Установленные в основании колонки осадков (90-101 см) спектры отличаются от спектров остальной части разреза повышенным содержанием пыльцы Pinus pumila, максимумом пыльцы Betula (до 37 %) и наиболее низким для осадков озера участием пыльцы Alnus (15-17 %). Но основным аргументом для выделения пыльцевой зоны РЕ1 явилась оценка скорости накопления пыльцы (PAR - pollen accumulation rate), подчеркивающей пыльцевую продуктивность [14, 15]. Она определялась количеством пыльцы, выпадавшей на единицу поверхности (1 см2) в течение года (рис. 3).

Для пыльцевой зоны РЕ1 характерны максимальные значения PAR. Общая PAR -1914 зерен на 1 см2 в год: Pinus pumila - 637, Betula - 599, Alnus - 379, Salix - 22, Ericales -26, Cyperaceae - 7, Poaceae - 44 зерна.

В пыльцевой зоне РЕ2 пыльцевая продуктивность резко снижается: общая PAR варьирует от 125 до 375 пыльцевых зерен, а PAR пыльцевых таксонов Pinus pumila - от 20 до 125, Betula - от 10 до 75, Alnus - от 20 до 75, Salix, Ericales и Cyperaceae - 2-8, Poaceae -от 2 до 23 зерен.

Подобное значительное сокращение скорости накопления пыльцы около 4000 л. н. отражено в непрерывных пыльцевых летописях осадков озер Голубое и Талое Верхнеколымского района (рис. 1) [7]. Можно полагать, что такая реакция растительности связана с похолоданием климата, проявившимся в первой половине периода, сопоставляемого с суббореальным периодом голоцена. Похолодание около 4000 л. н. отмечается также в других дальневосточных районах, например в юго-восточном Приморье [6], на западе о-ва Сахалин [5]. Спорово-пыльцевые спектры и PAR зоны РЕ1, по сравнению с пыльцевой зоной РЕ2, показывают более благоприятные климатические условия в начале суббореального периода. По всей вероятности, растительность «наследует» черты растительного покрова, господствовавшего в Северном Приохотье в течение климатического оптимума голоцена (атлантический период). В приполярных районах севера Дальнего Востока в начале суб-бореального периода, по данным пыльцевых летописей осадков оз. Эльгыгытгын (рис. 1), развиваются мозаичные травянистые и кустарниковые тундры со стланиковой сосной, кустарниковыми березами и ольховником [8]. В южных районах Дальнего Востока потепление в начале суббореального периода отражено в пыльцевых записях голоценовых осадков Приморья, Сахалина, о-ва Кунашир Курильского архипелага [6, 9].

Анализ палинологической характеристики осадков оз. Пепельное, сопоставление ее с голоценовыми пыльцевыми летописями других районов Дальнего Востока, радиоуглеродные датировки свидетельствуют о том, что в период, отвечающий второй половине суббо-реального периода и субатлантическому периоду, растительность в Северном Приохотье была уже близка современной.

В настоящее время склоны морены, окружающей живописное оз. Пепельное на юге и востоке, покрыты характерными для Северного Приохотья лиственничными лесами. Вблизи озера в долинах рек обычны галерейные леса из Chosenia arbutifolia (Pall.) A. Skvorts., Populus suaveolens Fisch., на заболоченных участках в изобилии произрастают виды мхов из рода Sphagnum.

К массовым видам относятся такие древесные растения, как лиственница Каяндера Larix cajanderi Mayr., береза Миддендорфа Betula middendorffii Trautv. et Mey., сосна стла-никовая Pinus pumila (Pall.) Regel, ольховник кустарниковый Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar, ивы Крылова Salix krylovii E. Wolf., Шверина S. schwerinii E. Wolf, удская S. udensis Trautv. et Mey., копьевидная S. hastata L., черничная S. myrtilloides L., красивая S. pulchra Cham., скальная S. saxatilis Turcz. ex Ledeb., багульник стелющийся Ledum decumbens (Ait.) Lodd. ex Steud., голубика Vaccinium uliginosum L., брусника V. vitis-idaea L., подбел мно-голистный Andromeda polifolia L., мирт болотный Chamaedaphne calyculata (L.) Moench, клюква мелкоплодная Oxycoccus microcarpus Turcz. ex Rupr., рододендрон золотистый

Rhododendron aureum Georgi, шикша черная Empetrum nigrum L., линнея северная Linnaea borealis L. и др. Из травянистых растений обычны хвощи полевой Equisetum arvense L., луговой E. pratense Ehrh., речной E. fluviatile L., лесной E. sylvaticum L., пестрый E. var-iegatum Schleich. ex Web. et Mohr., плаун годичный Lycopodium annotinum L., лисохвост равный Alopecurus aequalis Sobol., вейник Лангсдорфа Calamagrostis purpurea Trin. ssp. langsdorffii (Link) Tzvel., пушицы узколистная Eriophorum angustifolium Honck., Шейхцера E. scheuchzeri Hoppe, влагалищная E. vaginatum L., осоки струннокорневая Carex chordor-rhiza Ehrb., бледная C. pallida C.A. Mey., лапландская С. lapponica O. Lang, кругловатая C. rotundata Wahlenb., пузыреватая C. vesicata Meinsh., топяная C. limosa L., редкоцвет-ковая C. rariflora (Wahlenb.) Smith, шаровидная C. globularis L., придатконосная C. ap-pendiculata (Trautv. et Mey.) Kuk., блестящая C. lugens H.T. Holm, смилацина трехлистная Smilacina trifolia (L.) Desf., таран трехкрылоплодный Aconogonon tripterocarpum (A. Gray) Hara, мерингия бокоцветковая Moehringia lateriflora (L.) Fenzl, лютики ползучий Ranunculus repens L., лапландский R. lapponicus L., Гмелина R. gmelinii DC., жерушник болотный Rorippapalustris (L.) Bess., тилингия аянская Tilingia ajanensis Regel et Til., седмичник европейский Trientalis europaea L., мытники лапландский Pedicularis lapponica L., лабрадорский P. labradorica Wirsing, валериана головчатая Valeriana capitata Pall. ex Link, полынь белолистная Artemisia leucophylla (Turcz. ex Bess.) Clarke и др.

Северный и западный берега озера низкие, пологие, зарастающие осокой и хвощом. Здесь водные растения образуют сплошной ковер на поверхности озера. Озеро дало приют не только обычным водным растениям, таким как вахта трехлистная Menyanthes trifoliata L., хвостник обыкновенный Hippuris vulgaris L., калужница арктическая Caltha arctica R. Br., но и реликтовым растениям из семейства кувшинковых (Nymphaeaceae), занесенным в Красную книгу Магаданской области [3], - кувшинке четырехгранной Nymphaea tetragona Georgi и кубышке малой Nuphar pumila (Timm) DC. Если кувшинка в Магаданской области известна в 19 пунктах, то кубышка только в 6, включая для обоих видов оз. Пепельное. В Чукотском автономном округе кувшинка четырехгранная известна только в бассейне р. Майн (около с. Ваеги), а кубышка малая - на междуречье рек Ныгчеквеем и Конрарывеем в северной части Корякского нагорья. Оба вида включены в Красную книгу Чукотского автономного округа [4].

Оз. Пепельное - излюбленное место отдыха жителей Магадана и ближайших поселков Уптар, Сокол, Хасын с вытекающими отсюда экологическими последствиями. Высокая декоративность цветущих кувшинки и кубышки привлекает отдыхающих. В результате под влиянием рекреационного пресса популяции этих видов неумолимо сокращаются. Между тем озеро является удобным местом для наблюдения и изучения сезонных и суточных феноритмотипов кувшинки и кубышки, ведь биология водных растений, в том числе и ее ярких представителей из семейства Nymphaeaceae, на северо-востоке Азии изучена очень слабо или не изучена совсем. Предстоит изучить биологию кувшинковых: влияние температуры воды, облачности и даже белых ночей на сроки появления и ухода под воду цветков этих растений, опыление и оплодотворение, вызревание семян и их долговечность. Нам представляется, что вопрос о придании оз. Пепельное статуса памятника природы для сохранения реликтовых водных растений давно назрел [2].

Приведенные здесь материалы вполне определенно показывают - природный памятник оз. Пепельное должен быть комплексным - геологическим, палеогеографическим, ботаническим. Междуречье рек Уптар и Хасын является природной моделью для изучения современных рельефообразующих и литогенетических процессов. Сочетание данных об этих процессах с данными о строении и стратиграфии отложений бассейна р. Уптар позволяет рассматривать изменение природной среды на протяжении значительной части четвертичного периода. Расположенные вблизи озера разрезы осадков различных генетических типов и уникальное обнажение вулканических пеплов могут представлять значительный интерес также для проведения полевых практик студентов университета.

Выражаем искреннюю благодарность Ю.А. Корзун за помощь в подготовке материалов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Андреев А.В. Эталоны природы Охотско-Колымского края. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2013. 322 с.

2. Беркутенко А.Н. К вопросу о расширении сети ООПТ в Магаданской области // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей: тез. докл. XIII Междунар. науч. конф. Петропавловск-Камчатский: Кам-чатпресс, 2012. С. 21-28.

3. Беркутенко А.Н. Сосудистые растения // Красная книга Магаданской области. Магадан: Старый город, 2008. С. 250-369.

4. Беркутенко А.Н., Полежаев А.Н. Сосудистые растения // Красная книга Чукотского автономного округа. Магадан: Дикий Север, 2008. Т. 2. Растения. С. 14-123.

5. Короткий А.М., Пушкарь В.С., Гребенникова Т.А., Разжигаева Н.Г., Караулова Л.П., Мохова Л.М., Ганзей Л.А., Черепанова М.В., Базарова В.Б., Волков В.Г., Ковалюх Н.Н. Морские террасы и четвертичная история шельфа Сахалина. Владивосток: Дальнаука, 1997. 195 с.

6. Короткий А.М., Андерсон П.М., Ложкин А.В., Матросова Т.В., Соломаткина Т.Б., Браун Т.А., Брубей-кер Л.Б., Гребенникова Т. А., Мохова Л.М., Ху Ф.С. О развитии ландшафтов юго-восточного Приморья в среднем и позднем голоцене // Пространственная и временная изменчивость природной среды Северо-Восточной Азии в четвертичный период. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2004. С. 12-50.

7. Ложкин А.В., Андерсон П.М., Белая Б.В., Глушкова О.Ю., Стеценко Т.В. Изменение растительного покрова Северо-Востока Сибири на границе плейстоцена и голоцена и в голоцене // Берингия в четвертичный период. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2000. С. 53-75.

8. Ложкин А.В., Андерсон П.М., Матросова Т.В., Соломаткина Т.Б. Опыт изучения озерных пыльцевых летописей для реконструкции природной среды Берингии в четвертичный период // Вестн. ДВО РАН. 2008. № 1. С. 24-32.

9. Позднечетвертичные растительность и климаты Сибири и российского Дальнего Востока (палинологическая и радиоуглеродная база данных) / под ред. П.М. Андерсон и А.В. Ложкина. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2002. 370 с.

10. Растительный и животный мир заповедника «Магаданский» / под ред. Н.Е. Докучаева. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2011. 286 с.

11. Смирнов В.Н., Глушкова О.Ю. Верхнеплейстоценовые ленточные залежи вулканического пепла в Северном Приохотье // Докл. АН. 2013. Т. 451, № 2. С. 216-220.

12. Смирнов В.Н., Глушкова О.Ю., Савва Н.Е. Пеплы камчатских вулканов в районе Магадана // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2010. № 1. С. 81-88.

13. Хотинский Н.А. Голоцен Северной Евразии. М.: Наука, 1977. 204 с.

14. Birks H.J.B., Birks H.H. Quaternary Palaeoecology. L.: Arnold, 1980. P. 206-230.

15. Davis M.B. Determination of absolute pollen frequency // Ecology. 1966. Vol. 47, N 2. P. 310-312.