Dynamics of vegetation of Central Yamal in the holocene

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents new paleobotanical data in combination with the results of radiocarbon dating obtained from organomineral deposits of the northern shore of Lake. Pechevalavato (70°13’22.3” N, 71°50’57.6” E) in the Seyakha river basin and characterizing the dynamics of vegetation in the northern part of Central Yamal in the Holocene. It has been established that in the Early Holocene (10.2–8.7 thousand years ago) in Yamal, tree-shaped birch (Betula sect. Betula) grew no less than 400 km north of the modern northern limit of distribution of Betula pubescens ssp. tortuosa. Favorable conditions for the existence of birch woodlands at this time were due to the higher temperature of the growing season, exceeding by approximately 3–4 °C the modern parameters of the warmest month of the summer season. At the end of the Early Holocene (after 8.5 thousand cal BP), forest vegetation began to degrade, and open landscapes with diverse plant communities of the subarctic tundra and single trees in the river valley spread. About 6.5 thousand cal BP the northern subarctic tundra began to form the zonal appearance of the study area in climatic conditions close to modern ones.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. G. Lapteva

Institute of Plant and Animal Ecology, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: lapteva@ipae.uran.ru
Russian Federation, 620144, Ekaterinburg

O. M. Korona

Institute of Plant and Animal Ecology, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: lapteva@ipae.uran.ru
Russian Federation, 620144, Ekaterinburg

P. A. Kosintsev

Institute of Plant and Animal Ecology, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: lapteva@ipae.uran.ru
Russian Federation, 620144, Ekaterinburg

References

  1. Кац Н. Я., Кац С. В. История растительности болот севера Сибири как показатель изменений послеледникового ландшафта // Труды Ин-та геогр. АН СССР. 1946. Т. 37. С. 331–348.
  2. Кац Н. Я., Кац С. В. Стратиграфия торфяников Приобского Севера // Труды Комиссии по изучению четвертичного периода. 1948. Т. 7. Вып.1. С. 15–54.
  3. Васильчук Ю. К., Петрова Е. А., Серова А. К. Некоторые черты палеогеографии голоцена Ямала // Бюлл. Комиссии по изучению четвертичного периода. 1983. № 52. С. 73–89.
  4. Хантемиров Р. М., Шиятов С. Г. Основные этапы развития древесной растительности на Ямале в голоцене // Экология. 1999. № 3. С. 163–169. [Hantemirov R. M., Shiyatov S. G. Main stages of woody vegetation development in the Yamal Peninsula in the Holocene // Russ. J. Ecol. 1999. V. 30. № 3. P. 141–147.]
  5. Панова Н. К., Трофимова С. С., Антипина Т. Г. и др. Динамика растительности и экологических условий в голоцене на Южном Ямале (по данным комплексного анализа отложений реликтового торфяника) // Экология. 2010. № 1. С. 22–30. [Panova N. K., Trofimova S. S., Antipina T. G. et al. Holocene dynamics of vegetation and ecological conditions in The Southern Yamal Peninsula according to the results of comprehensive analysis of a relict peat bog deposits // Russ. J. Ecol. 2010. V. 41. № 1. P. 20–27. https://doi.org/10.1134/S1067413610010042]
  6. Лаптева Е. Г., Трофимова С. С., Корона О. М. Флора и растительность р. Юрибей полуострова Ямал в позднеледниковье и голоцене // Динамика современных экосистем в голоцене. Казань: Изд-во «Отечество», 2013. С. 226–227.
  7. Корона О. М., Трофимова С. С., Лаптева Е. Г. Первые реконструкции позднеледниковых растительных сообществ полуострова Ямал на основе растительных макроостатков // Докл. РАН. 2014. Т. 455. № 1. С. 110–113.
  8. Хантемиров Р. М., Шиятов С. Г., Горланова Л. А. и др. 8768-летняя Ямальская древесно-кольцевая хронология как инструмент для палеоэкологических реконструкций // Экология. 2021. № 5. С. 388–397. [Hantemirov R. M., Shiyatov S. G., Gorlanova L. A. et al. An 8768-year Yamal tree-ring chronology as a tool for paleoecological reconstructions // Russ. J. Ecol. 2021. V. 52. № 5. P. 419–427. https://doi.org/10.1134/S1067413621050088]
  9. Kremenetski C. V., Sulerzhitsky L. D., Hantemirov R. Holocene history of the northern range limits of some trees and shrubs in Russia // Arct. Alp. Res. 1998. V. 30. № 4. P. 317–333.
  10. Васильчук А. К. Палинология и хронология полигонально-жильных комплексов в криолитозоне России. М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 2007. 488 с.
  11. Васильчук Ю. К., Васильчук А. К. Мощные полигональные торфяники в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород Западной Сибири // Криосфера Земли. 2016. Т. 20. № 4. С. 3–15.
  12. Васильчук А. К., Васильчук Ю. К. Палинологические диаграммы голоценовых отложений и повторно-жильных льдов в устье реки Сеяха (Зеленая), полуостров Ямал // Арктика и Антарктика. 2021. № 2. С. 93–105. https://doi.org/10.7256/2453–8922.2021.2.36003
  13. Атлас Арктики. М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1985. 204 с.
  14. Магомедова М. А., Морозова Л. М., Эктова С. Н. и др. Полуостров Ямал: растительный покров. Тюмень: Сити-пресс, 2006. 360 с.
  15. Ребристая О. В. Флора полуострова Ямал. Современное состояние и история формирования. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013. 312 с.
  16. Гричук В. П., Заклинская Е. Д. Анализ ископаемой пыльцы и спор и его применение в палеогеографии. М.: Географгиз, 1948. 224 с.
  17. Никитин В. П. Палеокарпологический метод. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1969. 89 с.
  18. https://tilia-manual.readthedocs.io/en/latest/tools.html [дата посещения – май 2022 г.]
  19. https://www.ipni.org/ [дата посещения – апрель 2023 г.]
  20. Prentice I. C., Guiot J., Huntley B. et al. Reconstructing biomes from palaeoecological data: a general method and its application to European pollen data at 0 and 6 ka // Clim. Dyn. 1996. V. 12. P. 185–194.
  21. Reimer P. J., Austin W. E.N., Bard E. et al. The IntCal20 Northern Hemisphere radiocarbon age calibration curve (0–55 cal kBP) // Radiocarbon. 2020. V. 62. P. 725–757. https://doi.org/10.1017/RDC.2020.41
  22. Parnell A. C., Haslett J., Allen J. R.M. et al. A flexible approach to assessing synchroneity of past events using Bayesian reconstructions of sedimentation history // Quat. Sci. Rev. 2008. V. 27. № 19–20. P. 1872–1885. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2008.07.009
  23. Walker M., Head M. J., Berkelhammer M. et al. Formal ratification of the subdivision of the Holocene Series/ Epoch (Quaternary System/Period): two new Global Boundary Stratotype Sections and Points (GSSPs) and three new stages/subseries // Episodes. 2018. V. 41. № 4. P. 213–223. https://doi.org/10.18814/epiiugs/2018/018016
  24. Инишева Л. И., Березина Н. А. Возникновение и развитие процесса заболачивания на Западно-Сибирской равнине // Вестн. Том. гос. ун-та. 2013. № 366. С. 172–179.
  25. Rasmussen S. O., Andersen K. K., Svensson A. M. et al. A new Greenland ice core chronology for the last glacial termination // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. D06102. https://doi.org/10.1029/2005JD006079
  26. Егорова Т. В. Осоки (Carex L.) России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). Санкт-Петербург: Санкт-Петербургская гос. химико-фармацевтическая академия; Сент-Луис: Миссурийский ботанич. сад, 1999. 772 с.
  27. Болиховская Н. С., Болиховский В. Ф. Радиоуглеродная хронология и палиностратиграфия едомных отложений Западной Сибири // Геохронология четвертичного периода. М.: Наука, 1992. С. 102–111.
  28. https://ru.climate-data.org/ [дата посещения – июнь 2022 г.]
  29. Васильчук А. К. Региональная и дальнезаносная пыльца в тундровых палиноспектрах // Изв. РАН. Сер. биологич. 2005. № 1. С. 85–99.
  30. Эктова С. Н., Лаптева Е. Г., Трофимова С. С. Отражение флористического состава тундровой растительности долины р. Юрибей (Средний Ямал) в рецентных комплексах растительных остатков // Проблемы региональной экологии. 2013. № 4. С. 39–44.
  31. Hantemirov R. M., Corona C., Guillet S. et al. Current Siberian heating is unprecedented during the past seven millennia // Nat. Commun. 2022. V. 13. 4968. https://doi.org/10.1038/s41467–022–32629-x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Study area: 1 – lake. Pechevalavato (this work); 2 – peat bog at the mouth of the river. Seyahi [11]; 3 – Marre-Sale section [25]; 4 – Yamb-Yarato section [6]; 5 – Syurtyavkoto peat bog [6]; 6 – Payutakoyakha section [6]; 7 – Ngoyun section [7]; 8 – lake Nyulsaveito [5]. Black dotted line – Arctic Circle; white dotted line – the northern border of the forest-tundra according to [14]; black diamond – the northernmost find of Menyanthes trifoliata L. according to [14]; white diamond is the northernmost record of Alnus alnobetula ssp. fruticosa (Rupr.) Raus according to [14].

Download (295KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Spore-pollen diagram of the section of the coastal sediments of the lake. Furnaces are: 1 – allochthonous peat (?); 2 – light gray sand; 3 - slightly decomposed peat with shrub branches and low–power layers of sandy loam and siltstone; 4 – sand; 5 – sandy loam; 6 – yellow-gray sandy loam; 7 – turf. The interval of calibrated radiocarbon dates (cal. l. n.) is indicated in italics; the duplicate curve of the abundance of taxa is an increase of 10 times.

Download (434KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The carpological diagram of the section of the coastal sediments of the lake. Pechevalavato: 1, 2 – seeds /fruits: 1 – abundant (more than 5), 2 – single (less than 5); 3, 4 – leaves/twigs: 3 – abundant (more than 5), 4 – single (less than 5); 5, 6 – indefinite quantitative content: 5 – few, 6 is a lot. The interval of calibrated values of radiocarbon dates (cal. l. n.) is indicated in italics; for the symbols for lithology, see Fig. 2.

Download (468KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Stages of vegetation change in the vicinity of the lake. Pechevalavato in the Holocene based on the correlation of the results of paleobotanical methods and radiocarbon dating: 1 – place of selection and lab. radiocarbon date index/number; 2-4 – age-depth model: 2 – the best model, 3 – 68% (1 σ) confidence interval, 4 – 95% (2 σ) confidence interval; 5 – pollen finds; 6, 7 – dominant biomes: 6 – tundra biome, 7 – taiga biome; LPZ – local pollen zones, LCM – local complexes of macrostates; * – phases of vegetation change: I, III – subarctic tundra of the southern type with the participation of tree species, II – birch woodlands, IV – subarctic tundra of the northern type; ** – division of the Holocene according to IUGS [20]. Linear diagram – change in the percentage of pollen of indicator taxa; horizontal bar chart – change in the absolute number of macrostates of indicator taxa; symbols for lithology see Fig. 2.

Download (392KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences