Введение к работе
Актуальность работы. Глобальное потепление климата, таяние высокогорных ледников и сокращение ресурсов пресной воды, непрекращающийся подъем уровня мирового океана и неравномерное распределение последствий климатических изменений привлекают все возрастающий интерес к фундаментальной проблеме выявления климатических трендов прошлых эпох и к поиску методов их исследования. Понимание закономерностей атмосферных флуктуаций, от которых напрямую зависит жизнеспособность человечества, осложняется тем, что климатические процессы инерционны, а потому трудно предсказуемы на основе прямых измерений, масштабы проблемы глобальны и требуют общерегиональных и общепланетарных подходов к исследованию.
Однако любой климатический сценарий, даже кратковременный, проявляется и регистрируется, прежде всего, в наивысших частях биосферы – в горных ландшафтах, которые до сегодняшнего дня являются центрами современных оледенений и 95 % которых расположено в средних широтах (300-700) северного полушария. Тем не менее, экологические функции горных ландшафтов в комплексном планетарном контексте не изучены вовсе. Настоящим архивом палеоклиматической информации в горах являются почвы. Однако сводных сравнительно-аналитических работ о палеопочвах горных экосистем не существует, как не существует и методологии их использования для целей палеоклиматических реконструкций или прогнозного моделирования.
Цель исследования – разработка теоретических основ и методологии распознавания и считывания палеоклиматической информации из разновозрастных почвенных объектов (педоклиматостратиграфии) на примере создания обобщенной палеоклиматической реконструкции для горной Евразии в позднеледниковье и голоцене.
Задачи исследования:
изучить закономерности распространения и хронологии горных палеопочв;
разработать систему почвенных индикаторных признаков (климатических индикаторов) для целей ее использования в педоклиматостратиграфии;
выполнить палеоклиматические реконструкции для горных регионов Евразии с различными типами вертикальной зональности;
составить обобщенную картину изменения климата горной Евразии в позднеледниковье и голоцене;
сопоставить полученные результаты с глобальной климатической шкалой.
Научная новизна
-
-
Впервые на большом фактическом материале о дневных и погребенных почвах выполнено обобщающее сравнение палеоклиматического прошлого горных систем Евразии.
-
Методологической базой работы стали методы молекулярного и квантового почвоведения.
-
Впервые для горных регионов Средней Азии и Кавказа получена изотопная кривая и проведена ее корреляция с изотопной кривой для регионов Северной Атлантики и Гренландии.
-
Впервые для горных территорий Евразии установлены хронологические рубежи смены типов растительности, фотосинтеза и почвообразования в последние 30 тысяч лет.
-
При выборе объектов исследования использован нетрадиционный для почвоведения «моренный подход», который позволил выделить серии разновозрастных дневных и погребенных почв и установить полихронность почвенного покрова в горах.
-
Впервые для целей диагностики молекулярных следов наземной растительности прошлых эпох разработана методология использования фракционного состава лигниновых фенолов.
-
Разработана теоретическая и методологическая база педоклиматостратиграфии.
-
Расширены географические границы применения палеопочвоведения, методы которого успешно использованы в горных ландшафтах.
-
Предложена оригинальная система почвенных индикаторных признаков для целей палеоклиматических реконструкций и прогнозного моделирования.
Защищаемые положения
-
Установлена полихронность и полигенетичность почв в горах. Доказано, что облик почвенного покрова определяется эволюцией ландшафтов и динамикой оледенения.
-
Существующие современные структуры вертикальной зональности почв, а также типы гумуса и типы почвообразования разновозрастны. Тип гумуса определяется биохимическим составом растительности.
-
Граница позднеледниковья и голоцена – хронологический рубеж эволюции атмосферы, растительного мира и педосферы.
-
Система почвенных климатоиндикаторов может успешно применяться для палеоклиматических реконструкций. Обосновано направление педоклиматостратиграфии в системе климатической стратиграфии.
-
Выявленные длинноперидные климатические тренды носят глобальный характер, короткопериодные – не были синхронны в разных регионах Евразии.
Практическая значимость диссертации. Результаты исследований могут быть использованы при развитии стратегии регистрации сигналов изменений окружающей среды в горных регионах, для определения последствий глобальных изменений климата. Полученные данные необходимы при решении вопросов прогнозирования климатических изменений в локальном и региональном масштабе. Представленная в работе информация о структуре почвенного покрова изученных горных регионов может послужить целям землепользования и ресурсологии, а установленные палеоклиматические рекорды могут быть использованы для решения задач климатологии, археологии, социоестественной истории, экологического проектирования, стратиграфии, экономического и политического прогнозирования. Предложенные методики могут применяться в палеопочвенных, палеоклиматических и палеоландшафтных работах. Полученные результаты используются при чтении курса лекций «Инженерное почвоведение» на факультете почвоведения МГУ, «Почвоведение» - в МАРХИ.
Проведение исследований было поддержано грантами Немецкого Фонда Академических Обменов (1999, 2000 гг) и Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проекты 03-04-48916, 04-04-59727, 05-04-63105, 08-04-00809, 08-04-08292, 09-04-00747).
Апробация работы. Основные результаты работы апробированы на теоретическом семинаре по фундаментальным проблемам почвоведения, на Всемирном конгрессе почвоведов (1998), на общеевропейских конгрессах почвоведов (2004, 2008), на конференциях по эволюции почв в г. Пущино (2001, 2003), на семинаре по горному почвоведению в ФРГ (1999), на кафедре общего почвоведения факультета почвоведения МГУ (1995), на кафедре почвоведения Байройтского университета (1991, 1999), в Институте экологического почвоведения МГУ (1998, 2009), на отечественных и зарубежных тематических конференциях. Результаты работы удостоены Премии молодых ученых МГУ (1998) и Медали РАН за лучшую научную работу года (2002).
Публикации. Результаты работы опубликованы в 92 печатных и электронных изданиях, из них 13 – в рецензируемых журналах.
Личный вклад автора. Диссертационная работа является результатом многолетних (1986-2009 гг.) исследований автора. Автором сформулирована цель работы, поставлены задачи исследования, проанализированы результаты и сделаны итоговые заключения. Автор спланировала и организовала проведение полевых стационарных и экспедиционных, в том числе международных, исследований и лично принимала участие в них. Лабораторные исследования выполнены автором (70%) или под руководством автора в России и в Германии. Автор лично подготовила все представленные научные публикации, многократно выступала с научными докладами на отечественных и зарубежных форумах. В работе использованы материалы, полученные в соавторстве с аспирантами и студентами, выполнявшими свои исследования под руководством автора. Доля личного участия в совместных публикациях пропорциональна числу соавторов.
Структура работы. Диссертационная работа изложена на ___ страницах, включает ___ таблицы, ___ рисунков, состоит из введения, ____ глав, выводов и заключения. Список литературы включает ___ наименования, в том числе ___ на иностранных языках.
Похожие диссертации на Горные почвы Евразии как палеоклиматический архив позднеледниковья и голоцена
-
