0

На правах рукописи

ЕРШОВА

Екатерина Георгиевна

ИСТОРИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЮЖНОГО СКЛОНА КЛИНСКОДМИТРОВСКОЙ ГРЯДЫ (ИСТОРИЧЕСКАЯ ТЕРРИТОРИЯ

ДРЕВНЕГО РАДОНЕЖСКОГО КНЯЖЕСТВА)

(Московская область)

Специальность 03.02.01 – ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА

Работа выполнена на кафедре геоботаники биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель – кандидат биологических наук Н.А. Березина

Официальные оппоненты: доктор географических наук А.А. Гольева кандидат биологических наук Е.Э. Северова

Ведущая организация: Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН

Защита диссертации состоится 16 апреля 2010 г. в (аудитория Мна заседании Диссертационного совета Д 501.001.46 в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова по адресу: 119992, г.

Москва, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ.

Автореферат разослан 15 марта 2010 года.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим отправлять по адресу: Россия, 119992, Москва, Ленинские горы, МГУ им.

М.В. Ломоносова, биологический факультет, кафедра физиологии растений, диссертационный совет Д 501.001.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук М.А. Гусаковская Введение Актуальность темы исследований. Изучение истории растительности с помощью спорово-пыльцевого анализа (СПА) ископаемых отложений – одно из основных направлений в палинологии.

Влияние антропогенных факторов на формирование растительности в голоцене изучается как на палеогеографическом уровне (т.е. в масштабах целых регионов и продолжительных периодов времени), так и на палеофитоценологическом уровне — в пределах конкретных исторических территорий и на протяжении сравнительно небольших промежутков времени. В последние десятилетия исследования такого рода получили широкое развитие в Европе (Dimbleby, 1985; Faegry, Iversen, 2000;

Andersen, 2004; Hicks, 2004 и др.) и в нашей стране (Спиридонова, 1993;

Александровский и др., 1996; 2001; Александровская и др., 2002;

Афанасьева, Березина, 2000; Алешинская, Спиридонова, 2001; Носова, 2002; Гоняный и др., 2007; Спиридонова и др., 2008 и др.).

Многолетние комплексные археологические и историколандшафтные исследования территории древнего Радонежского княжества (Московская область) позволили восстановить историю славянского освоения края, установить точное расположение и размеры конкретных владений, картировать их и определить степень их хозяйственной освоенности (Чернов, 1996; 2000; 2004 и др.). Благодаря полученным данным появилась возможность реконструировать историю растительности региона за последние несколько тысяч лет, проследить локальные антропогенные изменения и восстановительные сукцессии и их зависимость от типа природопользования.

Детальная реконструкция природной среды средневековья важна для решения ряда исторических проблем, связанных с изучением истории хозяйственного освоения возвышенностей Волго-Окского междуречья и становления Московской Руси. С другой стороны, разработка комплексных методик, повышающих пространственное и временное разрешение СПА, создает новые возможности для ботанических исследований: изучения динамики современных фитоценозов и влияния на нее антропогенных факторов. Результаты изучения изменений растительности исторических территорий за несколько последних столетий должны стать основой для выделения особо ценных природно-исторических памятников и выработке рекомендаций по их сохранению.

Цель работы: детальная реконструкция истории растительности на территории древнего Радонежского княжества и прилегающих к нему территорий со времн начала заселения края до наших дней с помощью комплексной методики, сочетающей СПА с результатами гуманитарных наук.

Задачи, которые требуется решить для достижения поставленной цели:

Изучить общее состояния современного растительного покрова района исследований с использованием полевых геоботанических методов и литературных данных, составить карту современных лесов.

На основе данных спорово-пыльцевого анализа отложений мелких водоемов, прудов, почвенных разрезов, культурных слоев поселений в сочетании с данными почвенных, исторических и археологических исследований выявить локальные особенности антропогенных изменений растительности в пределах выбранных ключевых участков.

На основе обобщения данных по отдельным участкам, а также данных СПА и радиоуглеродного анализа опорных торфяных разрезов выявить общие региональные особенности изменения растительности региона в течение последних 6000 лет.

Научная новизна работы. Получены новые подробные данные об истории растительности региона за последние 6000 лет, опирающиеся на радиоуглеродные и археологические датировки. Разработана методика комплексных палеофитоценологических исследований русских средневековых поселений (метод ключевых участков, метод трансект).

Впервые использованы для СПА отложения искусственных водоемов – прудов-«копаней». Исследованы формы, интенсивность и длительность антропогенного воздействия на природу с начала русской колонизации края. Показана целесообразность и продуктивность совместных археологических и палинологических исследований, дополняющих и корректирующих друг друга, расширение возможностей СПА.

Практическая значимость работы. Разработанная в ходе работы методика комплексных палеофитоценологических исследований может быть использована в археологических и исторических исследованиях аграрной истории русского средневековья. Она также может быть применена ботаниками при изучении истории и динамики отдельных лесных фитоценозов и влияния на них антропогенного фактора.

Полученные данные могут быть использованы для более масштабных палеоботанических реконструкций и картографирования растительности прошлого, а также для выработки стратегии сохранения исторических и природных ландшафтов на охраняемых территориях. Материалы диссертации использовались при создании проекта «Зоны охраны древнего города Радонеж» и являются частью Радонежского палеоландшафтного проекта по научной реконструкции растительности XIV-XV вв. Результаты исследования используются в учебном курсе СПА на кафедре геоботаники Биологического факультета МГУ.

Апробация работы. Диссертация обсуждена на заседании кафедры геоботаники Биологического факультета МГУ 9 октября 2009 г. и рекомендована к защите. Отдельные положения были доложены на Пятой Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы сохранения исторического и культурного наследия» (15-16 ноября 2000 г., Бородино), Международной научной конференции «Сельская Русь в IX – XIV вв.: от новых методов изучения к новому пониманию» (сентябрь г., Кириллов), на XII Всероссийской Палинологической конференции «Палинология: стратиграфия и геоэкология» (29 сентября - 4 октября г., Санкт-Петербург), научно-практической конференции «Экология, природные ресурсы и развитие Московского региона» (октябрь 2009 г., Истра). Материалы исследования использованы в проекте «Зоны охраны древнего города Радонеж».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ и находится в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы (320 наименований, в том числе 86 на иностранных языках). Работа изложена на 190 страницах машинописного текста, включая список литературы, 1 таблицы и 35 рисунков. Объем приложения составляет 10 страниц).

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность за поддержку и помощь на всех этапах работы научному руководителю Н.А.

Березиной, а также В.Н. Павлову и всем преподавателям и сотрудникам кафедры геоботаники Биологического факультета МГУ за помощь и ценные советы, С.З. Чернову за руководство и предоставленные археологические и исторические материалы, Е.А. Спиридоновой и всему коллективу Лаборатории естественнонаучных методов в археологии Института археологии РАН за предоставленные данные и ценные консультации, а также Е.А. Карпухиной, Д.Б. Борухиной и Н.А. Ершовой за помощь в сборе материала и оформлении работы.

1. Использование спорово-пыльцевого анализа (СПА) для исследований антропогенного фактора формирования растительности В главе рассматриваются история, методы и проблемы использования СПА в исследованиях истории взаимоотношений человека и природы.

Кратко описывается история становления метода в России и за рубежом, характеризуются его основные направления и школы, различия между палеогеографическим и палеофитоценологическим направлениями.

Рассматриваются проблемы использования метода в изучении средневекового времени и современные достижения гуманитарных наук (прежде всего археологии), предоставляющие возможность для подробного исследования антропогенных изменений окружающей среды благодаря точному датированию и локализации на карте тех или иных объектов хозяйственной деятельности. На основе анализа литературных источников рассматриваются особенности формирования спорово-пыльцевых спектров (СПС), учитывающиеся при интерпретации результатов СПА: пыльцевая продуктивность и особенности переноса пыльцы, происхождение пыльцы и спор в СПС, дифференцированное разрушение пыльцы, особенности накопления и сохранения пыльцы в водных отложениях и в почвах. Особое внимание уделяется рассмотрению антропогенного фактора формирования СПС; обсуждается понятие культурного ландшафта, описываются основные типы средневековой хозяйственной деятельности, оказывающей специфическое воздействие на формирование СПС (пашня, выпас, промыслы, дороги). Приводятся примеры объектов, использующихся в комплексных исследованиях исторических территорий: отложения крупных и мелких водоемов, искусственных ям, колодцев, рвов, канав;

поверхности, погребенные под естественными и искусственными отложениями, культурные слои поселений; рассматриваются специфические особенности сбора образцов в работах связанных с археологическими раскопками. В главе также рассматриваются методы лабораторной обработки, подсчета и оформления результатов и интерпретации региональных и локальных диаграмм, использование метода индикаторов, проблемы интерпретации данных СПА культурных и нарушенных почв.

Характеристика объектов исследования. В качестве объектов для комплексных палеоландшафтных исследований были выбраны 8 ключевых участков, изученных в ходе многопрофильных палеоландшафтных исследований, проведенных в 1980-е - 2000-е годы в Радонеже (СергиевоПосадский район Московской области) Московской археологической Министерства Культуры РФ и Биологическим факультетом МГУ в рамках представляют все основные ландшафтные элементы изучаемой территории радиоуглеродные датировки. Для отбора образцов использовались как естественные отложения, так и искусственные и антропогенно нарушенные одновременным описанием современной растительности.

Полевые и лабораторные методы отбора и обработки образцов.

Материалы для палинологического анализа поверхностных спектров отбирались из слоя лесной подстилки или верхней части (0-1 см) гумусового горизонта. Почвенные образцы отбирались из разрезов и прикопок с интервалом 2-3 см или из визуально различимых слоев.

Образцы торфа и прудовых отложений брались с помощью торфяного бура с интервалом 1,5 – 2 см. Лабораторная обработка образцов из торфа, прудовых отложений и лесной подстилки проведена стандартным щелочным методом; образцов из минеральных частей почвы сепарационным методом В.П. Гричука с использованием тяжелой жидкости (Пыльцевой анализ, 1950) в Лаборатории естественнонаучных методов в археологии Института археологии РАН, в Лаборатории Геологического факультета МГУ и лаборатории кафедры геоботаники Биологического факультета МГУ. Просмотр препаратов проводился с помощью светового микроскопа при увеличении 160х, 320х и 640х раз.

При определении пыльцы и спор использовались литературные источники, растений. Большую помощь в определении оказали консультации Н. А.

(Лаборатория естественнонаучных методов в археологии Института археологии РАН). Для большинства образцов проводился подсчет до 200пыльцевых зерен древесных, для опорных разрезов торфяных болот – до 400-500 пыльцевых зерен древесных на образец. Всего автором самостоятельно было проанализировано 320 образцов. Кроме того, в работе использованы данные Е. А. Спиридоновой (111 образцов), полученные ранее в совместных работах по изучаемой территории.

большинства разрезов пыльца древесных представлена в процентах от суммы древесных и кустарников, а пыльца трав и споры – в процентах от общей суммы. Также показана кумулятивная диаграмма соотношения древесных и недревесных (АР/NAP), отдельно показана кривая сорных и рудеральных видов, рассчитанная в процентах от суммы древесных. Для графического представления результатов СПА по трансектам была использована методика, предложенная в работе K. Krzywinski and K. Faegri (по: Faegri and Iversen, 2000), использующая в качестве основного индикатора хозяйственной деятельности в лесной зоне отношение суммы пыльцы недревесных (NAP) к древесным (АР). Всего в работе представлено 41 диаграмма и 3 профиля.

Радиоуглеродное датирование образцов выполнено: в Киевской радиоуглеродной лаборатории Института геохимии окружающей среды и в Лаборатории Геохимии изотопов и Геохронологии ГИН РАН.

Геоботанические описания делались по стандартной методике на площадках 20х20 м для древесного полога и 10х10 м для травяного яруса и 5х5 м для луга. При составлении «Карты природных условий охранной зоны древнего города Радонеж» и геоботанических профилей кроме описаний использовались материалы лесной таксации и планы лесонасаждений Воздвиженского и Загорского лесничеств 1982 и 1984 гг., аэрофотосъемка 1970 и 2006 гг. и топографические карты масштаба 1:25000.

Исторические и археологические материалы, использованные в работе, а также карты-реконструкции были предоставлены С.З. Черновым.

Все карты и иллюстрации выполнены в электронном виде автором с помощью пакета программ Adobe Illustrator и Adobe Photoshop.

3. Характеристика района исследований Физико-географическая характеристика. В главе описывается географическое положение, геология, рельеф, климат и почвенный покров района исследований, который включает в себя территорию древнего Радонежского княжества, в XIII-XV вв. занимавшего междуречье рр.

Торгоши и Пажи (южная часть Сергиево-Посадского района Московской области), а также среднее течение р. Воря, входившее в состав древней волости Воря (Пушкинский и Щелковский районы Московской области).

По геологическому и геоморфологическому строению район исследований включает в себя три типа ландшафтов: южный склон КлинскоДмитровской гряды (абс. выс. 195-245 м); слабоволнистую вторичную моренную равнину, примыкающую к гряде с юга и юго-запада (абс. выс.

160-195 м) и плосковолнистую флювиогляциальную равнину, сложенную мощными водно-ледниковыми и речными песками, примыкающую к гряде с юго-востока, и представляющую собой западную часть Мещерской низменности (абс. выс. 150-170 м). Для почвенного покрова моренной гряды и моренной равнины характерно распространение дерновоподзолистых почв на покровных суглинках различных степеней оподзаливания; среднее течение р. Воря входит в состав Мещерского округа дерново-подзолисто-глеевых, дерново-подзолистые песчаных и супесчаных, а также болотных почвы на древнеаллювиальных отложениях (Батурин, 1959; Смирнова, 1963; Короновский, 2002 и др.).

Общая характеристика растительности. Территория СергиевоПосадского района лежит в южной полосе подзоны широколиственноеловых лесов Валдайско-Онежской подпровинции Североевропейской тажной провинции (Растительность европейской части СССР, 1980).

Разнообразие рельефа и почвенно-эдафических условий обуславливает и разнообразие растительного покрова: для южных склонов КлинскоДмитровской гряды характерна следующая закономерность: дубовые леса приурочены к наиболее высоким частям водоразделов, смешанные широколиственно-еловые – к верхним частям склонов, в то время как нижние части склонов, приречные и приовражные полосы обычно заняты еловыми лесами (Иванова, 1927; Алхин, 1947; Батурин, 1959; Курнаев, 1968 и др.). Флора лесов богата и включает в себя бореальные, бореальнонеморальные и неморальные элементы. В отличие от флювиогляциальной равнины, где сосна повсеместно доминирует в составе современных водораздельных лесов, для Клинско-Дмитровской гряды ее участие не характерно из-за преобладания глинистых почв; отмечается также почти полное отсутствие липы в составе лесов (Курнаев,1968). Леса в значительной степени вырублены еще в средневековье под поля и городскую застройку. Все леса являются в той или иной степени вторичными (на месте бывших вырубок и пашен) или антропогенно нарушенными (выпасом, рубками ухода). Исключение составляют небольшие участки заболоченных лесов, и крутые склоны оврагов, а также частично сохранившиеся заповедные монастырские леса, подвергшиеся хозяйственным рубкам только в середине XX в. («Исаковская роща»).

Большую часть территории занимают поля, часть которых с начала 1990-х годов вышла из оборота, и в настоящее время зарастает берзой. В работе приводится подробная характеристика основных типов леса, характерных для региона, основанная на литературных данных и авторских геоботанических исследованиях, обобщенных в «Карте природных условий охранной зоны древнего города Радонеж», приведенной в приложении к диссертации (Приложение I).

История освоения. По историческим данным (Чернов, 1989; 2000;

Ткаченко, 1997) до XI в. изучаемую территорию населяли балтские и финно-угорские племена, занимавшимися охотой и промыслами; c XI-XII вв. началось сельскохозяйственное освоение края славянами. Сначала поселения возникали в долинах рек, с XIII в. – XIV в. началось активное освоение водоразделов Клинско-Дмитровской гряды – «внутренняя колонизация», сопровождавшаяся вырубкой лесов и широкой распашкой возвышенных междуречий и склонов (Чернов, 2004). К XV-XVI вв.

сведение лесов под распашку достигло максимума. В Смутное время Радонеж и часть крупных сел пришли в упадок; в XVII-XVIII вв. часть территории, обжитая в средние века, оказалась в стороне и опустела, пашни заросли лесом. В 1980-1990-х годах был принят ряд решений, направленных на сохранение памятников Радонежа и его исторического ландшафта. В настоящее время Радонеж – эталонная территория многолетних историко-археологических исследований Московской областной средневековой археологической экспедиции Института археологии РАН и РНИИ культурного и природного наследия (Чернов, 1998, 2004 и др.).

4. Результаты исследований истории растительности ключевых участков (по данным СПА и гуманитарных наук) палинологических исследований трех ключевых участков, которые можно отнести к ландшафтам моренной равнины: это Морозовское и расположенные у подножия Клинско-Дмитровской гряды (абс. выс. до м), и заповедная Исаковская роща, занимающая плоскую доледниковую котловину к востоку от Сергиева Посада (абс. выс. 195-205 м). Все участки в настоящее время представляют собой лесные массивы, в основном сложенные старовозрастными ельниками (неморальными, зеленомошными и сфагновыми), не вырубавшимися, согласно архивным источникам, в течение последних трех столетий и частично подвергавшиеся рубкам и распашке только в средневековый период (XV-XVI вв.). В пределах расположенных в разных частях болотных массивов для выявления региональных и локальных компонентов спектров, а также серия почвенных разрезов, расположенных на разном расстоянии от болота для выявления локальных следов антропогенной деятельности в почвенных СПС и сравнения их с болотными СПС.

Анализ и сравнение семи диаграмм Морозовского болота дали возможность реконструировать историю как самого болота, так и окружающих его лесов за 6000 лет (рис.1, табл.1). Благодаря результатам СПА почвенных разрезов, полученных с помощью метода трансект, удалось локализовать место возможного поселения, а также сделать вывод об ограниченности хозяйственной деятельности в данном районе, что было подтверждено последующими археологическими раскопками.

Аналогичные данные получены для Воздвиженского болота. В диаграммах четырех торфяных разрезов также выделяются зоны максимального участия широколиственных в начале суббореального периода (SB-1, 4050+40), резкого сокращения их участия и сохранения в качестве примеси в конце суббореального–начале субатлантического озера широколиственно- широколиственно-еловый лес 5500+ SB- SB- SB- XIII - XIV вв. славянского заболачивания Заболоченный березняк с юга 770+40 ВР заселения Осоковое болото XV-XVI вв. Заселение Осоковое болото 410+50 ВР центральной Конец XVI Зарастание Полное зарастание Березняки на месте бывших XVII вв. сенокосов Переходное Заболоченный березняк с юга Табл. 1. История Морозовского болота и окружающего его леса по данным спорово-пыльцевого и радиоуглеродного анализов, ботанического анализа торфа и археологическим данным.

периодов (SB-2 - SA-1) и последующего их выпадения в XVII-XVIII в.

Также, как и для района Морозовского болота, показана возможность локализации мест поселений средневекового времени (XV-XVI вв.) с помощью серии почвенных разрезов и количественной оценки участия пыльцы растений - индикаторов антропогенного воздействия в почвенных спектрах (рис.2).