Изменения климата и биоразнообразия Алтайской горной страны в голоцене (по результатам комплексного изучения высокоразрешающих палеозаписей из донных отложений озер)

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-17-00110

НазваниеИзменения климата и биоразнообразия Алтайской горной страны в голоцене (по результатам комплексного изучения высокоразрешающих палеозаписей из донных отложений озер)

Руководитель Рудая Наталия Алексеевна, Доктор географических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-701 - Палеогеография

Ключевые слова Нестабильность палеоклимата, оценка прошлого биоразнообразия количественные реконструкции, голоцен, палинология, диатомовые, кладоцеры, хирономиды, седиментационная ДНК, Алтай

Код ГРНТИ39.19.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В связи с нестабильностью климата последних десятилетий одной из приоритетных задач для мирового научного сообщества является изучение изменений климата Земли в прошлом, выявление их причин, закономерностей, последствий и составление прогнозов (Climate Change 2014, IPCC). Необходимо понять насколько нестабильность климата последних 150 лет связана с деятельностью человека, были ли подобные периоды в прошлом, какова была динамика и цикличность процессов изменения климата в разных частях Земного шара; насколько часты были экстремальные климатические события (пожары, засухи, наводнения), чем они были вызваны, каковы были их последствия для человека и природы. В настоящее время появились исследования, свидетельствующие о шестом массовом вымирании видов, начавшемся в последнее тысячелетие и заметно активировавшемся в последние десятилетия (Barnosky et al., 2011; Ceballos et al., 2017). Исследователи подчеркивают, что реальная скорость современного исчезновения видов значительно превосходит рассчитанную по палеонтологическим данным. Современные экосистемы являются наследием изменений климата в результате смен ледниковых и межледниковых циклов, начавшихся 2.6 млн лет назад и проходивших большей частью без участия человека. Сегодня резкое изменение атмосферных условий, потепление и нестабильность климата, рост концентрации углекислого газа в атмосфере, исчезновение естественных местообитаний, загрязнение природной среды, чрезмерные рыболовство и охота, инвазия в экосистемы патогенных видов и увеличение человеческой биомассы оказались наибольшими экстремальными факторами для живущих организмов (Barnosky et al., 2011). Алтайская горная страна, располагающаяся на границе нескольких государств и климатических зон, является интереснейшим и важнейшим объектом для изучения биоразнообразия и природных обстановок голоцена. Получение высокоразрешающих голоценовых записей позволит детально изучить динамику климата и связанные с этим изменения природных условий и уровня биоразнообразия региона, а также оценить влияние хозяйственной деятельности человека на изменение биоразнообразия в настоящее время и в голоцене. Так, опустынивание и деградация земель, обусловленная рядом фактором, в том числе изменением климата и деятельностью человека, становится серьезной социально-экономической проблемой в аридных и полуаридных регионах Центральной Азии. Особенно драматические изменения регистрируются в горных областях с наиболее высоким биоразнообразием и концентрацией экономически важных ресурсов (древесина, продуктивные пастбища, запасы пресной воды; Convention of Biological diversity: Agenda 21, Chapter 13). Таким образом, одной из важнейших задач для специалистов, работающих с природными голоценовыми палеоархивами Центральной Азии в целом и Алтайских гор в частности является необходимость оценить является ли причиной опустынивания и потери биоразнообразия (1) только возросшая антропогенная нагрузка на ландшафты (перевыпас, интенсивная вырубка лесов, строительство); (2) только влияние естественных природных трендов или (3) оба этих фактора, находящихся в суперпозиции в разные периоды голоцена. Решение этой проблемы требует детальных локальных и региональных палеоэкологических реконструкций c использованием различных палеоархивов. Еще один важный вопрос кроме ретроспективного анализа взаимодействия человека и природы, который также решается при количественном изучении характеристик палеоклимата, это развитие представлений о современных изменениях природных условий для прогнозирования и моделирования будущего. Целью проекта является количественная оценка биологического разнообразия и связь уровня биоразнообразия с колебаниями климата в течение голоцена для Алтайской горной страны. Основной задачей, которая будет решаться в ходе выполнения проекта, является проверка гипотезы о том, что в разные периоды голоцена на ландшафты и биоразнообразие Алтая оказывали наибольшее влияние либо только изменения климата (например, в оптимум голоцена), либо изменения климата и возросшая хозяйственная деятельность человека одновременно (например, в позднем голоцене). Решение этой задачи требует детальных локальных и региональных палеоэкологических реконструкций c использованием различных палеоархивов. Впервые для Алтайской горной страны и сопредельных территорий будут количественно реконструировано прошлое биоразнообразие (с фокусом на разнообразие растений, представителей озерной фауны и флоры) с привлечением палеонтологических и палеогенетических методов. В ходе выполнения проекта будут построены модели климатических изменений и создана финальная общая схема развития ландшафтов Алтайской горной страны и сопредельных территорий в голоцене. С использованием количественных методов, применяемых к данным палинологического, диатомового, хирономидного и кладоцерного анализов, метагеномных исследований и метода секвенирования растительной ДНК в осадке будет оценено изменение растительного биоразнообразия и биоразнообразия озерных организмов, показана динамика изменения биоразнообразия в течение голоцена, определены причины колебания уровня биоразнообразия. Анализ построенных климатических моделей в совокупности с другими данными по региону позволит оценить степень влияния человека на ландшафты и на биоразнообразие. Полученные данные могут применяться для прогнозирования изменения биоразнообразия региона при различных сценариях изменения климата и антропогенной нагрузки на ландшафты. Результатами выполнения проекта станут (1) публикации в журналах первого квартиля, цитируемых WoS; (2) создание базы палеобиологических и палеогеографических данных PaleoAltai.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Рудая Н.А., Кривоногов С.К., Словински М., Цао К., Жилич С. Postglacial history of the Steppe Altai: Climate, fire and plant diversity. Quaternary Science Reviews, 249 (год публикации - 2020)
10.1016/j.quascirev.2020.106616

2. Рудая Н.А., Дарьин А.В. Correlation of the annual temperature reconstructed with μ_XRF-SR method and pollen data from varved sediments of Lake Kucherla, the Altai Mountains, for the last 500 years Limnology and Freshwater Biology, 4 (год публикации - 2020)
10.31951/2658-3518-2020-A-4-541

3. Дарьин А.В., Рудая Н.А., Новиков В.С. Comparison of the geochemical profiles of lake Khinditykol (Tuva) bottom sediment cores according to the scanning μ_XRF-SR Synchrotronand Free electron laser radiation:generation and application(SFR-2020) (год публикации - 2020)

4. Рудая Н.А., Назарова Л.Б., Фролова Л.А., Палагушкина О.В., Соенов В.И., Цао С., Сырых Л.А., Отгонбайяр Д., Баярхуу Б. The link between climate change and biodiversity of lacustrine inhabitants and terrestrial plant communities of the Uvs Nuur Basin (Mongolia) during the last three millennia The Holocene, 31(9):1443-1458 (год публикации - 2021)
10.1177/09596836211019093

5. Сырых Л., Субетто Д., Назарова Л. Paleolimnological studies on the East European Plain and nearby regions: the PaleoLake Database Journal of Paleolimnology, 65, pages369–375 (год публикации - 2021)
10.1007/s10933-020-00172-8

6. Ф. Тиан, В. Ванг, Н. Рудая, К. Лью, К. Цао Wet mid–late Holocene in central Asia supported prehistoric intercontinental cultural communication: Clues from pollen data CATENA, Vol. 209, Part 2, pp. 105852 (год публикации - 2022)
10.1016/j.catena.2021.105852

7. М. В. Антонова, А. В. Дарьин, Н. А. Рудая ЭЛЕМЕНТЫ – ИНДИКАТОРЫ КЛИМАТА В ПОЗДНЕГОЛОЦЕНОВЫХ ОСАДКАХ ОЗЕРА ТЕЛЕЦКОЕ ПО ДАННЫМ ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА МЕТОДОМ ICP-OES ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В АЛТАЙСКОМ БИОСФЕРНОМ ЗАПОВЕДНИКЕ., №3, С. 6-15 (год публикации - 2021)
10.52245/26867109_2021_12_3_6

8. Словински М., Обремска М., Авирмед Д., Восзцзык М., Адия С., Луцов Д., Мроцзковска А., Халас А., Сзцзуцински В., Крук А., Ламентовицз М., Станцзак Й., Рудая Н. Fires, vegetation, and human—The history of critical transitions during the last 1000 years in Northeastern Mongolia Science of the Total Environment, Science of the Total Environment, Vol 838, 155660 (год публикации - 2022)
10.1016/j.scitotenv.2022.

9. Внуковская Ю.Д., Карачурина С.Е., Кузьмина О.Б., Рудая Н.А. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ДАННЫХ ПО РАСТИТЕЛЬНОЙ СЕДИМЕНТАЦИОННОЙ ДНК ИЗ ГОЛОЦЕНОВОЙ КОЛОНКИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОЗ. БАЛЫКТУКЁЛЬ (РЕСПУБЛИКА АЛТАЙ) Издательство: Общество с ограниченной ответственностью "Издательство ГЕОС" (Москва), Москва, 2022 с.106-110 (год публикации - 2022)
10.54896/9785891188532_2022_20

10. ДАРЬИН А., БАБИЧ В., МАРКОВИЧ Т., ДАРЬИН Ф., СОРОКОЛЕТОВ Д., РАКШУН ИА., РУДАЯ Н. ANALYTICAL MICROSTRATIGRAPHY OF THE BOTTOM SEDIMENTS OF LAKE NIZHNEE MULTINSKOE USING SCANNING MICRO-XRF ON SR BEAMS SYNCHROTRON AND FREE ELECTRON LASER RADIATION: GENERATION AND APPLICATION (SFR-2022) Book of Abstracts. 2022 Издательство: Institute of Nuclear Physics G.I Budker SB RAS, Book of Abstracts, Novosibirsk, 27–30 июня 2022 года. – Novosibirsk: Institute of Nuclear Physics G.I Budker SB RAS, 2022. – P. 78-79. – EDN ORMQZQ (год публикации - 2022)

11. Rudaya N., Frolova L., Kuzmina O., Cao X., Karachurina S., Nigmatullin N., Vnukovskaya Y. Terrestrial vegetation and lake aquatic communities diversity under climate change during the mid-late Holocene in the Altai Mountains (Ulagan plateau) based on the pollen and cladocera data Limnology and Freshwater Biology, No 4. – P. 1550-1552 (год публикации - 2022)
10.31951/2658-3518-2022-A-4-1550

12. S.K. Krivonogov, A.N. Zhdanova, P.A. Solotchin, A.Y. Kazansky, V.V. Chegis, Z. Liu, M. Song, S.V. Zhilich, R.N.A. udaya, X. Cao, O.V. Palagushkina, L.B. Nazarova, L.S. Syrykh The Holocene environmental changes revealed from the sediments of the Yarkov sub-basin of Lake Chany, south-western Siberia Geoscience Frontiers, 101518 (год публикации - 2022)
10.1016/j.gsf.2022.101518

13. Новиков В.С., Дарьин А.В., Бабич В.В., Маркович Т.И., Ракшун Я.В., Дарьин Ф.А., Карачурина С.Е., Рудая Н.А. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ КЛИМАТА В ДОННЫХ ОСАДКАХ ОЗЕРА НИЖНЕЕ МУЛЬТИНСКОЕ (ПО ДАННЫМ СКАНИРУЮЩЕГО МИКРО-РФА НА ПУЧКАХ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ) Материалы Всероссийской конференции (с участием зарубежных ученых), посвящённой 65-летию Института геохимии им. А.П. Виноградова и 105- летию со дня рождения академика Л.В. Таусона, с. 72-73 (год публикации - 2022)

14. С. Карачурина, Н. Рудая, Л. Фролова, О. Кузьмина, X. Цао, В. Чепинога, К. Стуф-Лейхсенринг, Б. Бискаборн, У. Херцшух, Н. Нигматуллин, Ю. Внуковская, И. Греков, Л. Пестрякова Terrestrial vegetation and lake aquatic community diversity under climate change during the mid–late Holocene in the Altai Mountains Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (год публикации - 2023)
10.1016/j.palaeo.2023.111623

15. Ли В., Тиан Ф., Рудая Н., Херзсчух У., Цао X. Pollen-Based Holocene Thawing-History of Permafrost in Northern Asia and Its Potential Impacts on Climate Change Frontiers in Ecology and Evolution, Paleoecology., Frontiers in Ecology and Evolution, Paleoecology. 10:894471 (год публикации - 2022)
10.3389/fevo.2022.894471

Публикации