Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation Preprint
Article first published online: 11 FEB 2019 | DOI: 10.17581/bp.2019.08107
Changes of the Pinus koraiensis distribution in the south of the Russian Far East in the postglacial time
Pavel S. Belyanin & Nina I. Belyanina
Pacific Institute of Geography FEB RAS, Vladivostok, Russia
The newly obtained palynological and chronostratigraphic data allowed a definite conclusion on the time of the first appearance of the Korean pine (Pinus koraiensis Siebold et Zucc.) in the southern Far East of Russia. Its further evolution has been traced through the postglacial interval. As follows from our studies, after the last stage of the Pleistocene cryochron had come to its end, the Korean pine expanded its range and gained in importance in the continental ecosystems of the Russian Far East. The species boundary shifts to the north were synchronous with episodes of climate changes. Soon enough the Korean pine occupied a prominent place in the vegetation: it became one of the leading components in spruce-fir forests with oak and elm in the Early Holocene. Intervals noted for an increase in its proportion in the vegetation coincided mostly with periods of greater heat supply. According to the obtained palynological data supported by radiocarbon dating results, it fell on the middle intervals of the Early and Middle Holocene, and also on the 2nd part of the Late Holocene. At that, the most diversified plant formations with the Korean pine were most typical of the Holocene optimum. The species importance was somewhat reduced at the time of a lower heat supply at the end of the Early Holocene, as well as at initial stages of the Middle and Late Holocene – the intervals marked by a reduced participation of the broadleaf species, while dark coniferous and small-leaved trees became more important.
Белянин П.С., Белянина Н.И. Изменения распространения Pinus koraiensis на юге российского Дальнего Востока в послеледниковое время. В статье приводятся новые палинологические и хроностратиграфические данные, позволившие датировать появление и описать пространственно-временную динамику сосны корейской (Pinus koraiensis Siebold et Zucc.) на юге Дальнего Востока России в послеледниковое время. Нами показано, что после завершения последней стадии плейстоценового криохрона, в континентальных экосистемах юга Дальнего Востока России началась экспансия сосны корейской. Ее ареал смещался к северу синхронно с улучшением климатических условий. Сосна корейская достаточно быстро заняла ведущую роль в растительности, став уже в раннем голоцене одним из основных компонентов елово-пихтовых лесов с дубом и ильмом. Расширение ее участия в растительности соответствует периодам с лучшей теплообеспеченностью, что согласно полученным нами палинологическим данным, подкрепленных результатами радиоуглеродного датирования, приходится на середину раннего и среднего, а также на вторую половину позднего голоцена. При этом, наиболее флористически разнообразные растительные формации с сосной корейской получали развитие в оптимум голоцена. Сокращение ее роли в растительности фиксируется при снижении теплообеспеченности в конце раннего, а также на начальных стадиях среднего и позднего голоцена, когда снижалось участие широколиственных растений, но возрастала роль темнохвойных и мелколиственных пород.
Keywords: southern Far East of Russia, Korean pine, vegetation evolution, plant migrations in time and space, Holocene, environmental components, юг Дальнего Востока, сосна корейская, эволюция растительности, пространственно-временные миграции растений, голоцен, ландшафтные компоненты
References
Alekseyev, M.N. & L.V. Golubeva 1980. On the stratigraphy and paleogeography of the Upper Pleistocene. Bulleten’ Komissii po izucheniyu chetvertichnogo perioda 50:96–107 (in Russian). [Алексеев М.Н., Голубева Л.В. 1980. К стратиграфии и палеогеографии верхнего плейстоцена южного Приморья // Бюллетень Комиссии по изучению четвертичного периода. № 50. С. 96–107].
Anderson, P.M., P.S. Belyanin, N.I. Belyanina & A.V. Lozhkin 2017. The vegetation evolution on the western coast of the Peter the Great Gulf in the Late Pleistocene – Holocene. Tikhookeanskaya Geologiya 36(4):206–215 (in Russian). [Андерсон П.М., Белянин П.С., Белянина Н.И., Ложкин А.В. 2017. Эволюция растительного покрова западного побережья залива Петра Великого в позднем плейстоцене-голоцене // Тихоокеанская геология. Т. 36, № 4. С. 206–215].
Bazarova, V.B., M.A. Klimin, L.M. Mokhova & L.A. Orlova 2008. New pollen records of Late Pleistocene and Holocene changes of environment and climate in the Lower Amur River basin, NE Eurasia. Quaternary International 179(1):9–19. CrossRef
Bezrukova, E.V., S.K. Krivonogov, A.A. Abzayeva, K.E. Vershinin, P.P. Letunova, L.A. Orlova, H. Takahara, N. Mieshi, T. Nakamura, S.M. Krapivina & K. Kavamuro 2005. Environments and climate of the Prebaikalian region in the Late Glacial and Holocene based on interdisciplinary studies of peatlands. Geologiya i geofizika 46(1): 21–33 (in Russian). [Безрукова Е.В., Кривоногов С.К., Абзаева А.А., Вершинин К.Е., Летунова П.П., Орлова Л.А., Такахара Х., Миеши Н., Накамура Т., Крапивина С.М., Кавамуро К. 2005. Ландшафты и климат Прибайкалья в позднеледниковье и голоцене по результатам комплексных исследований торфяников // Геология и геофизика. Т. 46, № 1. С. 21–33].
Belyanin, P.S. 2013. Evolution of geosystems in the Bikin River drainage basin (Far East of Russia) in the Middle and Late Holocene. Geographiya i Prirodnye Resursy 1:105–111. (in Russian). [Белянин П.С. 2013. Развитие геосистем бассейна р. Бикин (Дальний Восток) в среднем и позднем голоцене // География и природные ресурсы. № 1. С. 105–111].
Belyanin, P.S. 2017. Korean pine – the main component of natural complexes in the south of Far East in the Holocene. In: Geosystems of North-Eastern Asia: territorial organization and dynamics (P.Ya. Baklanov, ed.), pp. 84–89. Pacific Institute of Geography FEB RAS, Vladivostok. (in Russian). [Белянин П.С. 2017. Сосна корейская – основной компонент природных комплексов юга Дальнего Востока в голоцене // Геосистемы в Северо-Восточной Азии: территориальная организация и динамика / под ред. П.Я.Бакланова, Владивосток: Тихоокеанский институт географии ДВО РАН. С. 84–89].
Belyanin, P.S. & N.I. Belyanina 2012. On the Khanka depression vegetation evolution and its mountain framing in the Late Holocene-Neopleistocene (from palynological data). Tikhookeanskaya Geologiya (31)2: 96–100 (in Russian). [Белянин П.С., Белянина Н.И. 2012. К эволюции растительного покрова Приханкайской впадины и ее горного обрамления в позднем неоплейстоцене–голоцене (по палинологическим данным) // Тихоокеанская геология. Т. 31, № 2. С. 96–100].
Belyanin, P.S., V.V. Ivanov, S.V. Lesnov, N.I. Belyanina, Kh.A. Arslanov & F.E. Maksimov 2018. Biostratigraphy of the Upper Pleistocene–Holocene valley deposits of the middle Sikhote Alin (with reference to the Bolotisty placer field in the upper reaches of the Khor River). Vestnik Severo-Vostochnogo Nauchnogo Tsentra, FEB RAS 1:20–31 (in Russian). [Белянин П.С., Иванов В.В., Леснов С.В., Белянина Н.И., Арсланов Х.А., Максимов Ф.Е. 2018. Биостратиграфия верхнеплейстоцен-голоценовых долинных отложений среднего Сихотэ-Алиня (на примере Болотистого россыпного поля в верховьях р. Хор) // Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. №1. С. 20–31].
Belyanina, N.I. 2005. Stratigraphy of the Late Pleistocene – Holocene sediments in the Ussuri drainage basin. Proceedings of XI All-Russian Palynological Conference “Palynology: theory and applications”: 27.09-01.10. 2005. ARES printing office, Moscow (in Russian). [Белянина Н.И. 2005. Стратиграфия отложений позднего плейстоцена-голоцена бассейна р. Уссури. // XI Всероссийская палинологическая конференция «Палинология: теория и практика». М.: Типография АРЕС. С. 31].
Chun, L.J. 1994. The broadleaved Korean pine forest in China. In: Proceedings of the International Workshop on Subalpine Stone Pines and their Environment: The Status of our Knowledge, pp. 81−84. US Department of Agriculture, Ogden, UT.
Danko, L.V., E.V. Bezrukova & L.A. Orlova 2009. Reconstruction of the evolution of the Primorsky Ridge geosystems the the 2nd half of the Holocene. Geographiya i Prirodnye Resursy 3:48–55 (in Russian). [Данько Л.В., Безрукова Е.В., Орлова Л.А. 2009. Реконструкция развития геосистем Приморского хребта во второй половине голоцена // География и природные ресурсы. № 3. С. 48–55].
Farjon, A. 2010. A handbook of the world's conifers. Koninklijke Brill, Leiden, Boston, 1111 pp. CrossRef
Golubeva, L.V. & L.P. Karaulova 1983. Vegetation and climatic stratigraphy of the Pleistocene and Holocene of the southern Far East. Trudy Geologicheskogo Instituta AN USSR 366: 1–143 (in Russian). [Голубева Л.В., Караулова Л.П. 1983. Растительность и климатостратиграфия плейстоцена и голоцена юга Дальнего Востока // Труды ГИН. Вып. 366. 143 с.].
Hershberg, L.B., E.V. Mikhailik, V.S. Pushkar & B.I. Vachaev 2013. Structure and composition of the clayey series on the shelf of the southern Primorye region and the prospects for its development. Tikhookeanskaya Geologiya 23(2):90–99 (in Russian). [Хершберг Л.Б., Михайлик Е.В., Пушкарь В.С., Вачаев Б.И. 2013. Строение, вещественный состав илистой толщи шельфа Юга Приморья и перспективы ее освоения // Тихоокеанская геология. Т. 23, № 2. С. 90–99].
Igarashi, Y. 1993. History of environmental change in Hokkaido from the viewpoint of palynological research. In: Biodiversity and Ecology in the Northernmost Japan (S. Higashi, A. Osawa & K. Kanagawa, eds), pp. 1–19. Hokkaido University Press, Sapporo.
Igarashi, Y. 1996. Lateral climatic reversion in Hokkaido, Northeast Asia, inferred from Larix pollen record. Quaternary Science Review 15:989–995. CrossRef
Kabanov, N.E. 1977. Coniferous trees and shrubs in the Far East. Nauka, Moscow, 175 pp. (in Russian). [Кабанов Н.Е. 1977. Хвойные деревья и кустарники Дальнего Востока. М.: Наука. 175 с.].
Khotinsky, N.A. 1977. The Holocene of Northern Eurasia. Nauka, Moscow. 200 pp. (in Russian). [Хотинский Н.А. 1977. Голоцен Северной Евразии. М.: Наука. 200 с.].
Kolesnikov, B.P. 1954. Korean pine in the Soviet Far East. Komarovskiye chteniya 4: 23–67 (in Russian). [Колесников Б.П. 1954. Корейский кедр на советском Дальнем Востоке // Комаровские чтения. Вып. 4. С. 23–67].
Kolesnikov B.P. 1956. Korean pine forsts in the south of the Far East. USSR Academy of Sciences Publishing House, Moscow, Leningrad, 261 pp. (in Russian). [Колесников Б.П. 1956. Кедровые леса Дальнего Востока. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 261 с.].
Komarov, V.L. 1949. Selected Works. Flora of Manchuria. Part 1. USSR Academy of Sciences Publishing House, Moscow, Leningrad, 528 pp. (in Russian). [Комаров В.Л. Избранные сочинения. Флора Маньчжурии, Ч. 1. М.; Л. 528 с.].
Korotky, A.M. 2002. Palynological characteristics and radiocarbon dates of the Upper Quaternary deposits in the Russian Far East (the lower reaches of the Amur River, Primorye, Sakhalin Island, the Kuriles). In: Late Quaternary vegetation and climate of Siberia and the Russian Far East (palynological and radiocarbon database) (P.M. Anderson & A.V. Lozhkin, eds), pp. 257–369, Magadan. (in Russian). [Короткий А.М. 2002. Палинологические характеристики и радиоуглеродные датировки верхнечетвертичных отложений российского Дальнего Востока (низовья р. Амур, Приморье, о. Сахалин, Курильские острова) // Позднечетвертичные растительность и климаты Сибири и Российского Дальнего Востока (палинологическая и радиоуглеродная база данных). Магадан: СВНЦ ДВО РАН. С. 257–369].
Korotky, A.M., P.M. Anderson, A.V. Lozhkin, T.V. Matrosova, T.B. Solomatkina, T.A. Braun, L.B. Brubaker, T.A. Grebennikova, L.M. Mokhova & F.S. Hu 2005. Specific features of the environmental evolution of the Sikhote Alin Range (Primorye Territory) in the Holocene inferred from lacustrine sediments. In: Moments from the Quaternary history of Northeast Asia. North East Interdisciplinary Research Institute, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences, Magadan, 87 pp. (in Russian). [Короткий А.М., Андерсон П.М., Ложкин А.В., Матросова Т.В., Соломаткина Т.Б., Браун Т.А., Брубейкер Л.Б., Гребенникова Т.А, Мохова Л.М., Ху Ф.С. 2005. Особенности эволюции природной среды хр. Сихотэ-Алинь (Приморский край) в голоцене по данным озерных отложений // Страницы четвертичной истории Северо-Восточной Азии. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН. 87 с.].
Korotky, A.M., L.P. Karaulova & T.S. Troitskaya 1980. Quaternary deposits of the Primorye. Stratigraphy and Paleogeography. Nauka, Novosibirsk, 234 pp. (in Russian). [Короткий А.М., Караулова Л.П., Троицкая Т.С. 1980. Четвертичные отложения Приморья: Стратиграфия и палеогеография. Новосибирск: Наука. 234 с.].
Korotky, A.M., V.G. Volkov, T.A. Grebennikova, N.G. Razjigaeva, V.S. Pushkar, L.A. Ganzey & L.M. Mokhova 1999. The Far East. In: Climate and environment changes during the last 65 million years (Cenozoic: from Paleocene to Holocene) (A.A. Velichko, ed.), pp. 146–164, GEOS Publishing House, Moscow (in Russian). [Короткий А.М., Волков В.Г., Гребенникова Т.А., Разжигаева Н.Г., Пушкарь В.С., Ганзей Л.А., Мохова Л.М. 1999. Дальний Восток // Изменение климата и ландшафтов за последние 65 миллионов лет (кайнозой: от палеоцена до голоцена). М.: ГЕОС. С. 146–164.
Krestov, P.V. 2003. Forest vegetation of Easternmost Russia (Russian Far East). In: Forest Vegetation of Northeast Asia (J. Kolbek, M. Srutek & E.O. Box, eds), pp. 91−179. Kluwer, Dordrecht. CrossRef
Krestov, P.V., J.S. Song, Y. Nakamura & V.P. Verkholat 2006. A phytosociological survey of the deciduous temperate forests of mainland Northeast Asia. Phytocoenologia 36(1): 77–150. CrossRef
Li, C., Y. Wu & X. Hou 2011. Holocene vegetation and climate in Northeast China revealed from Jingbo Lake sediment. Quaternary International 229: 67–73. CrossRef
Lyashchevskaya, M.S. 2016. Landscape and climate changes on islands in the Peter the Great Gulf (Sea of Japan) over the last 20 000 years. Uspekhi sovremennogo estesvoznaniya 11:372–379 (in Russian). [Лящевская М.С. 2016. Ландшафтно-климатические изменения на островах залива Петра Великого (Японское море) за последние 20 000 лет // Успехи современного естествознания. № 11. С. 372–379].
Mikishin, Y.A., T.I. Petrenko, I.G. Gvozdeva & A.N. Popov 2008. Evolution of landscapes in Khasansky District. In: Proceedings of International Symposium “Human Ecosystem Changes in the Northern Circum Japan Sea Area (NCJSA) in Late Pleistocene, pp. 82–94, Tokyo.
Nakamura, Y. & P.V. Krestov 2005. Coniferous forests of the temperate zone of Asia. In: Coniferous forests. (Ecosystems of the World 6) (F. Andersson, ed.), pp. 163–220, Elsevier, New York, London, Paris.
Neushtadt, M.I. 1952. On the Korean pine in the Soviet Far East as a relict from the Tertiary. Doklady Academii Nauk SSSR 86(2):425–428 (in Russian). [Нейштадт М.И. 1952. О корейском кедре на советском Дальнем Востоке как “реликте” третичного времени // Доклады АН СССР. Т. 86, № 2. С. 425–428].
Ohwi, J. 1965. Flora of Japan. Switsonian Inst., Washington, 1067 pp. Pavlyutkin, B.I. & N.I. Belyanina 2002. Quaternary deposits of the Prymorye Region: some results of systematization and prospects for future studies. Tikhookeanskaya Geologiya 21(3):80–93 (in Russian). [Павлюткин Б.И., Белянина Н.И. 2002. Четвертичные отложения Приморья: некоторые итоги систематизации и дальнейшие перспективы изучения // Тихоокеанская геология. Т. 21, № 3. С. 80–93].
Pavlyutkin, B.I., V.S. Pushkar, N.I. Belyanina, N.A. Okovitaya & L.A. Lobanova 1984. The Holocene deposts in the Razdolnaya River drainage basin (south-western Primorye). In: Paleogeographic boundaries and approaches to their studies (A.M. Korotky & V.S. Pushkar, eds), pp. 43–53, North-East Reasearch Center, the USSR Academy of Sciences, Vladivostok (in Russian). [Павлюткин Б.И., Пушкарь В.С., Белянина Н.И. Оковитая Н.А., Лобанова Л.А. 1984. Голоценовые отложения бассейна р. Раздольной (юго-западное Приморье) // Палеогеографические рубежи и методы их изучения. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. С. 43–53].
Pokrovskaya, I.M. 1950. Pollen analysis. Gosgeolitizdat, Moscow, 571 pp. (in Russian). [Покровская И.М. 1950. Пыльцевой анализ. Москва: Госгеолиздат. 571 с.].
Razjigaeva, N.G., L.A. Ganzey, T.A. Grebennikova, L.M. Mokhova, E.P. Kudryavtseva, Kh.A. Arslanov, F.E. Maksimov & A.A. Starikova 2018. Landscape and environmental changes along the Eastern Primorye coast during the Middle to Late Holocene and human effects. Journal of Asian Earth Sciences 158: 160–172. CrossRef
Razjigaeva, N.G., L.A. Ganzey, L.M. Mokhova, T.A. Grebennikova, A.M. Panichev, T.A. Kopoteva, E.P. Kudryavtseva, Kh.A. Arslanov, F.E. Maksimov, A.A. Starikova & A.Yu. Petrov 2017. Stages of the landscape development on the Sikhote Alin western macro-slope at the Pleistocene-Holocene boundary (the Bikin River drainage basin). Geographiya i Prirodnye Resursy 3: 127–138 (in Russian). [Разжигаева Н.Г., Ганзей Л.А., Мохова Л.М., Гребенникова Т.А., Паничев А.М., Копотева Т.А., Кудрявцева Е.П., Арсланов Х.А., Максимов Ф.Е., Старикова А.А., Петров А.Ю. 2017. Этапы развития ландшафтов западного макросклона Сихотэ-Алиня на рубеже плейстоцена–голоцена (бассейн реки Бикин) // География и природные ресурсы. № 3. С. 127–138].
Razjigaeva, N.G., L.A. Ganzey, L.M. Mokhova, T.P. Makarova, A.M. Panichev, E.P. Kudryavtseva, Kh.A. Arslanov, F.E. Maksimov & A.A. Starikova 2016. Evolution of the environments on Skotovo Plateau, Sikhote Alin, in the Late Holocene. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk, Seriya Geograficheskaya 3: 65–80 (in Russian). [Разжигаева Н.Г., Ганзей Л.А., Мохова Л.М., Макарова Т.Р., Паничев А.М., Кудрявцева Е.П., Арсланов Х.А., Максимов Ф.Е., Старикова А.А. 2016. Развитие ландшафтов Шкотовского плато Сихотэ-Алиня в позднем голоцене // Известия РАН. Серия географическая. № 3. С. 65–80].
Shumova, G.M. & V.A. Klimanov 1989. The Late Glacial and Holocene vegetation and climate in the coastal zone of the middle Primorye. In: Paleoclimates of the Late Glacial and Holocene (N.A. Khotinsky, ed.), pp. 154–160, Nauka, Moscow (in Russian). [Шумова Г.М., Климанов В.А. 1989. Растительность и климат позднеледниковья и голоцена прибрежной зоны среднего Приморья // Палеоклиматы познеледниковья и голоцена. М.: Наука. С. 154–160].
Sohn, P.K. 1984. The paleoenvironment of middle and upper Pleistocene Korea. In: The Evolution of the East Asian Environment (R.P. Whyte, ed.), pp. 877–893, Univ. Hong Kong, Hong Kong.
Solovyev, K.P. 1958. Far Eastern Korean pine–broadleaved forests and their management. Khabarovsk publishing house, Khabarovsk, 367 pp. (in Russian). [Соловьев К.П. 1958. Кедрово-широколиственные леса Дальнего Востока и хозяйство в них. Хабаровск: Хабаровское книжное издательство. 367 с.].
Stebich, M., K. Rehfeld, F. Schlütz, P.E. Tarasov, J. Liu & J. Mingram 2015. Holocene vegetation and climate dynamic of NE China based on the pollen record from Sihailongwan Maar Lake // Quaternary Science Reviews 124:275–289. CrossRef
Troitskiy, S.L. 1979. Marine Pleistocene of the Siberian plains. Stratigraphy. Nauka, Novosibirsk, 298 pp. (in Russian). [Троицкий С.Л. 1979. Морской плейстоцен Сибирских равнин. Стратиграфия. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение. 298 с.].
Thomas, P. & A. Farjon 2013. Pinus koraiensis. The IUCN Red List of Threatened Species 2013: e.T42373A2975987. Available from: http://www/calpalonline.de/cgi-bin/quickcal.pl. Last accessed 24.07.2018.
Tsukada, M. 1984. A vegetation map of the Japanese Archipelago approximately 20000 years BP. Japanese Journal of Ecology 34: 203–208.
Urusov, V.M. 1999. Pines and pine forests of the Russian Far East. Pacific Institute of Geography FEB RAS, Vladivostok, 385 pp. (in Russian). [Урусов В.М. 1999. Сосны и сосняки Дальнего Востока. Владивосток: Тихоокеанский институт географии ДВО РАН. 385 с.].
Velichko, A.A. 2012. Evolutionary Geography: problems and solutions. GEOS, Moscow, 564 pp. (in Russian). [Величко А.А. 2012. Эволюционная география: проблемы и решения. М.: ГЕОС. 563 с.].
Walker, M.J.C., M. Berkelhammer, S. Björck, L.C. Cwynar, D.A. Fisher, A.J. Long, J.J. Lowe, R.M. Newnham, S.O. Rasmussen & H. Weiss 2012. Formal subdivision of the Holocene Series/Epoch: a discussion paper by a Working Group of INTIMATE (Integration of ice-core marine and terrestrial records) and the Subcommission on Quaternary Stratigraphy (International Commission on Stratigraphy). Journal of Quaternary Science 27:649–659. CrossRef
Wanner, H., J. Beer, J. Butikofer, T.J. Crowley, U. Cubasch, J. Fluckiger, H. Goosse, M. Grosjean, F. Joos, J.O. Kaplan, M. Kuttel, S.A. Muller, I.C. Prentice, O. Solomina, T.F. Stocker, P. Tarasov, M. Wagner & M. Widmann 2008. Mid- to Late Holocene climate change: an overview. Quaternary Science Reviews 27: 1791–1828. CrossRef
Weninger, B., O. Juris & U. Danzeglocke 2002. Cologne radiocarbon calibration and paleoclimate research package. CALPAL_A (advanced) in the Ghost of Edinburgh Edition, Universität zu Köln, Institut für Ur- und Frühgeschichte, Radiocarbon Laboratory. Weyertal 125, D-50923. Köln, 2005. Available from: http://www/calpalonline.de/cgibin/quickcal.pl. Last accessed 20.08.2018.
Zhang, J., Y. Zhou, G. Zhou & C. Xiao 2014. Composition and structure of Pinus koraiensis mixed forest respond to spatial climatic changes. PLoS ONE 9(5): e97192. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0097192. CrossRef
|
|