Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation 2026. Preprint
Article first published online: 06 OCT 2026 | DOI: 10.17581/bp.2026.15216
Modern pollen–vegetation relationships on Onekotan Island (Northern Kuril Islands, NW Pacific): implications for paleoenvironmental reconstructions
Alexandra V. Romanova 1
,
Tatyana I. Petrenko 1,
Tatyana A. Evstigneeva 2,
Sergei P. Dobriden 3,
Ivan A. Savinov 4 &
Irina G. Gvozdeva 1 1 Far East Geological Institute FEB RAS, Vladivostok, Russia
2 Federal Scientific Center of the East Asian Terrestrial Biodiversity FEB RAS, Vladivostok, Russia
3 Russian Geographical Society, Vladivostok, Russia
4 Russian University of Medicine, Moscow, Russia
We analyze surface spore-pollen spectra (SPS) from Onekotan Island (Northern Kurils) in order to develop a modern analogue for paleogeographic reconstructions under conditions of high island isolation. Eighteen soil samples from shrub thickets, dwarf shrub–tundra-like communities, and meadows were processed using standard palynological techniques and analyzed by multivariate statistics. Duschekia pollen absolutely dominates (14.5–83.0 %), with Pinus subg. Haploxylon reaching 56.1 % in some samples. Fern spores reach up to 48.5 %. Despite a strong regional background from highly productive taxa, multivariate analyses (PCA and DCA) reveal broad compositional differences among the local vegetation communities. Long-distance transported pollen of Betula, Picea, Abies, and broadleaved taxa (maximum 8 % in open coastal meadows) indicates wind transport from Kamchatka, Sakhalin, Hokkaido, and continental areas. These first quantitative data on marker taxa and allochthonous pollen provide a reference framework for interpreting fossil pollen spectra and palaeogeographic changes in the Northern Kurils.
Романова А.В., Петренко Т.И., Евстигнеева Т.А., Добридень С.П., Савинов И.А., Гвоздева И.Г. Взаимосвязи современного растительного покрова и пыльцевых данных на острове Онекотан (Северные Курильские острова, северо-западная Пацифика): значение для палеоэкологических реконструкций. Статья посвящена анализу поверхностных спорово-пыльцевых спектров (СПС) острова Онекотан (Северные Курилы). Актуальность исследования обусловлена необходимостью создания репрезентативной базы для палеогеографических реконструкций в регионе с высокой степенью островной изоляции и своеобразием растительного покрова. Проанализировано 18 почвенных образцов в стланиковых, кустарничковых и луговых сообществах с применением многомерного статистического анализа (кластерный анализ, PCA, DCA). Установлено абсолютное доминирование пыльцы Duschekia (от 14,5 до 83,0 %) при значительном участии Pinus subg. Haploxylon (15–25 %). Споры папоротников достигают 48,5 %. Несмотря на сильный региональный фон, формируемый таксонами с высокой пыльцевой продуктивностью, многомерный анализ (PCA и DCA) выявляет общие различия в составе СПС, связанных с локальными растительными сообществами. Выявлено присутствие заносной пыльцы березы, ели, пихты и широколиственных пород (максимум 8 % в открытых прибрежных лугах), что свидетельствует о дальнем ветровом переносе с Камчатки, Сахалина, Хоккайдо и континентальных территорий. Полученные результаты служат основой для корректной интерпретации ископаемых палинологических данных и палеогеографических реконструкций на Северных Курилах.
Keywords: pollen analysis, Kurils, paleogeographic reconstructions, long-distance pollen transport, local plant associations, wind-pollinated shrubs, спорово-пыльцевой анализ, Курилы, палеогеографические реконструкции, дальний перенос пыльцы, локальные растительные ассоциации, ветроопыляемые кустарники
References
Anderson, P.M. & A.V. Lozhkin 2017. Modern pollen rain from lake sediments of the Kurile Islands. Vestnik Severo-Vostochnogo nauchnogo centra DVO RAN 1:3-13.
Barkalov, V.Yu. 2002. Essay on vegetation. In: Vegetation and animal world of the Kuril Islands (Materials of the International Kuril Project) (S.Yu. Storozhenko, ed.), pp. 35-66, Dal'nauka, Vladivostok (in Russian). [Баркалов В.Ю. 2002. Очерк растительности // Растительный и животный мир Курильских островов (Материалы Международного Курильского проекта) / под ред. С.Ю. Стороженко. Владивосток: Дальнаука. С. 35-66].
Barkalov, V.Yu. 2009. Flora of the Kuril Islands. Dal'nauka, Vladivostok, 468 pp. (in Russian). [Баркалов В.Ю. 2009. Флора Курильских островов. Владивосток: Дальнаука, 468 с.].
Bezverkhy, V.L., S.P. Pletnev & A.A. Nabiyllin 2002. Essay on the geological structure and development of the Kuril Islands]. In: Vegetation and animal world of the Kuril Islands (Materials of the International Project) (S.Yu. Storozhenko, ed.), pp. 9-22, Dal'nauka, Vladivostok (in Russian). [Безверхий В.Л., Плетнев С.П., Набиуллин А.А. 2002. Очерк геологического строения и развития Курильских островов (материалы Международного проекта) // Растительный и животный мир Курильских островов (Материалы Международного Курильского проекта) / под ред. С.Ю. Стороженко. Владивосток: Дальнаука, С. 9-22].
Borisova, O.K. 2014. Landscape and climate change in Holocene. Izvestiya RAN. Seriya Geograficheskaya 2:3-20 (in Russian with English summary). [Борисова О.К. 2014. Ландшафтно-климатические изменения в голоцене // Известия РАН. Серия географическая. № 2. С. 3-20].
Box, E.O. & K. Fujiwara 2012. A comparative look at bioclimatic zonation, vegetation types, tree taxa and species richness in Northeast Asia. Botanica Pacifica 1:5-20. CrossRef
Broström, A., A.B. Nielsen, M.-J. Gaillard, K. Hjelle, F. Mazier, H. Binney, J. Bunting, R. Fyfe, V. Meltsov, A. Poska, S. Räsänen, W. Soepboer, H. von Stedingk, H. Suutari & S. Sugita 2008. Pollen productivity estimates of key European plant taxa for quantitative reconstruction of past vegetation: a review. Vegetation History and Archaeobotany 17(5):461-478. CrossRef
Chase, M.W., M.J.M. Christenhusz, M.F. Fay, J.W. Byng, W.S. Judd, D.E. Soltis, D.J. Mabberley, A.N. Sennikov, P.S. Soltis, et al. 2016. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG IV. Botanical Journal of the Linnean Society 181(1):1-20. CrossRef
Christenhusz, M.J.M., J.L. Reveal, A. Farjon, M.F. Gardner, R.R. Mill & M.W. Chase 2011. A new classification and linear sequence of extant gymnosperms. Phytotaxa 19:55-70. CrossRef
Edwards, M.E., P.M. Anderson, L.B. Brubaker, T.A. Ager, A.A. Andreev, N.H. Bigelow, L.C. Cwynar, W.R. Eisner, S.P. Harrison, F.-S. Hu, D. Jolly, A.V. Lozhkin, G.M. MacDonald, C.J. Mock, J.C. Ritchie, A.V. Sher, R.W. Spear, J.W. Williams & G. Yu 2000. Pollen-based biomes for Beringia 18,000, 6000 and 0 14C yr bp. Journal of Biogeography 27:521-554. CrossRef
Faegri, K. & J. Iversen 1989. Textbook of pollen analysis. 4th ed. John Wiley & Sons, Chichester.
Ganzey, K.S. 2010. Landscapes and physical-geographical zoning of the Kuril Islands. Dal'nauka, Vladivostok, 214 pp. (in Russian). [Ганзей К.С. 2010. Ландшафты и физико-географическое районирование Курильских островов. Владивосток: Дальнаука. 214 с.].
Grimm, E.C. 1991. Tilia and Tiliagraph. Illinois State Museum, Springfield.
Grishin, S.Yu. & V.Yu. Barkalov 2009. Vegetation of the northern Kurils. Vestnik DVO RAN 3:61-69 (in Russian with English summary). [Гришин С.Ю., Баркалов В.Ю. 2009. Растительный покров северных Курил // Вестник ДВО РАН. № 3. С. 61-69].
Grishin, S.Yu., V.Yu. Barkalov & E.A. Kuznetsova 2005. Vegetation cover of Onekotan Island. Komarovskie chteniya 51:80-100 (in Russian). [Гришин С.Ю., Баркалов В.Ю., Кузнецова Е.А. Растительный покров острова Онекотан // Комаровские чтения. 2005. Вып. 51. С. 80-100].
Hammer, O., D.A.T. Harper & P.D. Ryan 2001. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica 4(1):9.
Havinga, A.J. 1984. A 20-year experimental investigation into the differential corrosion susceptibility of pollen and spores in various soil types. Pollen et Spores 26(3-4):541-558.
Komedchikov, N.N. (ed.) 2009. Atlas of the Kuril Islands. IPTs "DIK", Moscow, Vladivostok, 516 pp. (in Russian). [Атлас Курильских островов / гл. ред. Н.Н. Комедчиков. Москва, Владивосток: ИПЦ "ДИК". 2009. 516 с.].
Korotky, A.M. 2002. Geographical aspects of subfossil spore-pollen complex formation (southern Russian Far East). Dal'nauka, Vladivostok, 271 pp. (in Russian). [Короткий А.М. 2002. Географические аспекты формирования субфоссильных спорово-пыльцевых комплексов (юг Дальнего Востока). Владивосток: Дальнаука, 271 с.].
Krestov, P.V. 2003. Forest vegetation of easternmost Russia (Russian Far East). In: Forest Vegetation of Northeast Asia (J. Kolbek, M. Šrůtek & E.O. Box, eds), pp. 93-180, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. CrossRef
Lebreton, V., E. Messager, L. Marquer & J. Renault-Miskovsky 2010. A neotaphonomic experiment in pollen oxidation and its implications for archaeopalynology. Review of Palaeobotany and Palynology 162(1):29-38. CrossRef
Lozhkin, A.V., P.M. Anderson, N.A. Goryachev, P.S. Minyuk, A.Yu. Pakhomov, T.B. Solomatkina & M.V. Cherepanova 2010. First lake record of Holocene climate and vegetation change from the northern Kuril Islands. Doklady Earth Sciences 430(4):541-543. CrossRef
Lozhkin, A.V., P.S. Minyuk, M.V. Cherepanova, P.M. Anderson & B.P. Finney 2017. Holocene environments of central Iturup Island, southern Kuril Archipelago, Russian Far East. Quaternary Research 88(1):23-38. CrossRef
Lozhkin, A.V., M.V. Cherepanova, P.M. Anderson, P.S. Minyuk, B.P. Finney, A.Yu. Pakhomov, T.A. Brown, J.A. Korzun & V.I. Tsigankova 2020. Late Holocene history of Tokotan Lake (Kuril Archipelago, Russian Far East): The use of lacustrine records for paleoclimatic reconstructions from geologically dynamic settings. Quaternary International 553:104-117. CrossRef
Lozhkin, A.V., M.V. Cherepanova, P.M. Anderson, P.S. Minyuk & B.P. Finney 2022. Glukhoye Lake: Middle to late Holocene environments of Kunashir Island (Kuril Archipelago, Russian Far East). Boreas 51(2):364-384. CrossRef
Lyashchevskaya, M.S., T.A. Grebennikova, N.G. Razjigaeva, Kh.A. Arslanov, F.E. Maksimov & A.A. Starikova 2018. Degradation of forest vegetation under changes of island land area during the Holocene (southern Lesser Kuril Chain)]. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya 1:52-62 (in Russian with English summary). [Лящевская М.С., Гребенникова Т.А., Разжигаева Н.Г., Арсланов Х.А., Максимов Ф.Е., Старикова А.А. 2018. Деградация лесной растительности при изменении площади островной суши в голоцене (юг Малой Курильской гряды) // Известия РАН. Серия географическая. № 1. С. 52-62]. CrossRef
Melekestsev, I.V., O.A. Braitseva, E.N. Erlikh, A.E. Shantser, A.I. Chelebaeva, E.G. Lupikina, I.A. Egorova & N.N. Kozhemyaka 1974. Kamchatka, Kuril and Commander Islands (History of relief development of Siberia and the Far East). Nauka, Moscowб 439 pp. (in Russian). [Мелекесцев И.В., Брайцева О.А., Эрлих Э.Н., Шанцер А.Е., Челебаева А.И., Лупикина Е.Г., Егорова И.А., Кожемяка Н.Н. 1974. Камчатка, Курильские и Командорские острова (История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока). М.: Наука. 439 с.].
Mikishin, Yu.A. & I.G. Gvozdeva 2009. Subfossil spore-pollen complexes of Sakhalin and adjacent territories. Izdatel'stvo Dal'nevostochnogo universiteta, Vladivostok, 162 pp. (in Russian). [Микишин Ю.А., Гвоздева И.Г. 2009. Субфоссильные спорово-пыльцевые комплексы Сахалина и прилегающих территорий. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та. 162 с.].
Mikishin, Yu.A., I.G. Gvozdeva, T.I. Petrenko & A.V. Romanova 2025. Subfossil spore-pollen spectra of the southwestern margin of Primorye. Regional'naya geologiya i metallogeniya 32(4):8-22 (in Russian). [Микишин Ю.А., Гвоздева И.Г., Петренко Т.И., Романова А.В. 2025. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры юго-западной окраины Приморья // Региональная геология и металлогения. Т. 32, № 4. С. 8-22]. CrossRef
Miyake, N., K. Nehira, N. Nakagoshi & T. Hirayama 2000. An investigation of vegetation changes by pollen analysis of forest soils. The Quaternary Research (Daiyonki-Kenkyu) 39(2):139-150. CrossRef
Mokhova, L.M. 2021. Subfossil spore-pollen spectra as a reflection of landscape diversity of the Lesser Kuril Islands. Biota i sreda prirodnykh territorii 1:3-30 (in Russian with English summary). [Мохова Л.М. 2021. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры как отражение ландшафтного разнообразия островов Малой Курильской гряды // Биота и среда природных территорий. № 1. С. 3-30]. CrossRef
Mokhova, L.M. 2024. Specifics of subfossil spore-pollen spectra formation on Ketoi Island (Central Kurils). Geosistemy perekhodnykh zon 8(2):142-152 (in Russian with English summary). [Мохова Л.М. 2024. Особенности формирования субфоссильных спорово-пыльцевых спектров острова Кетой (Центральные Курилы) // Геосистемы переходных зон. Т. 8, № 2. С. 142-152]. CrossRef
Mokhova, L.M. & N.A. Eremenko 2020. Composition of spore-pollen rain on Kunashir Island (Kuril Islands). Biota i sreda zapovednykh territorii 2:3-37 (in Russian with English summary). [Мохова Л.М., Еременко Н.А. 2020. Состав спорово-пыльцевого дождя на острове Кунашир (Курильские острова) // Биота и среда заповедных территорий. № 2. С. 3-37].
Mokhova, L.M. & E.P. Kudryavtseva 2022. Subfossil pollen spectra as evidence of the altitudinal zonation of the Southern Sikhote-Alin. Geosistemy perekhodnykh zon 6(1):43-53 (in Russian with English summary). [Мохова Л.М., Кудрявцева Е.П. 2022. Субфоссильные спорово-пыльцевые спектры как отражение высотной поясности Южного Сихотэ-Алиня // Геосистемы переходных зон. Т. 6, № 1. С. 43-53]. CrossRef
Mokhova, L.M., P.E. Tarasov, V.B. Bazarova & M.A. Klimin 2009. Quantitative biome reconstruction using modern and late Quaternary pollen data from the southern part of the Russian Far East. Quaternary Science Reviews 28:2913-2926. CrossRef
Petrenko, T.I., Yu.A. Mikishin & N.I. Belyanina 2009. Subfossil spore-pollen complexes of the Khanka Plain, Primorye. Estestvennye i tekhnicheskie nauki 4:162-171 (in Russian). [Петренко Т.И., Микишин Ю.А., Белянина Н.И. 2009. Субфоссильные спорово-пыльцевые комплексы Приханкайской равнины Приморья // Естественные и технические науки. № 4. С. 162-171].
Pokrovskaya, I.M. 1966. Methods of laboratory work. In: Paleopalynology, vol. 1 (I.M. Pokrovskaya, ed.), pp. 32-61, Nedra, Leningrad (in Russian). [Покровская И.М. 1966. Методика камеральных работ // Палеопалинология / под ред. И.М. Покровской. Л.: Недра. Т. 1. С. 32-61].
POWO 2026. Plants of the World Online. Facilitated by the Royal Botanic Gardens, Kew. Available from: https:// powo.science.kew.org/. Last accessed 09.06.2026.
Razjigaeva, N.G., T.A. Grebennikova, L.A. Ganzey, N.I. Belyanina, V.Yu. Kuznetsov & F.E. Maksimov 2009. Climate changes and landscape evolution of the Lesser Kuril сhain during the last interglacial. Izvestiya RAN. Seriya Geograficheskaya 5:90-100 (in Russian with English summary). [Разжигаева Н.Г., Гребенникова Т.А., Ганзей Л.А., Белянина Н.И., Кузнецов В.Ю., Максимов Ф.Е. 2009. Климатические изменения и эволюция ландшафтов Малой Курильской гряды в последнее межледниковье // Известия РАН. Серия географическая. № 5. С. 90-100].
Razjigaeva, N.G., L.A. Ganzey, K.A. Arslanov, T.A. Grebennikova, N.I. Belyanina & L.M. Mokhova 2011. Paleoenvironments of Kuril Islands in Late Pleistocene-Holocene: Climatic changes and volcanic eruption effects. Quaternary International 237(1-2):4-14. CrossRef
Razjigaeva, N.G., L.A. Ganzey, T.A. Grebennikova, N.I. Belyanina, L.M. Mokhova, K.A. Arslanov & S.B. Chernov 2013. Holocene climatic changes and vegetation development in the Kuril Islands. Quaternary International 290-291:126-138. CrossRef
Razjigaeva, N.G., L.A. Ganzey, T.A. Grebennikova, N.I. Belyanina, L.M. Mokhova, Kh.A. Arslanov & S.B. Chernov 2014. Evolution of landscapes of the Kuril Islands in the Holocene. Izvestiya RAN. Seriya Geograficheskaya 3:43-50 (in Russian with English summary). [Разжигаева Н.Г., Ганзей Л.А., Гребенникова Т.А., Белянина Н.И., Мохова Л.М., Арсланов Х.А., Чернов С.Б. 2014. Эволюция ландшафтов Курильских островов в голоцене // Известия РАН. Серия географическая. № 3. С. 43-50]. CrossRef
Razjigaeva, N.G., L.A. Ganzey, Kh.A. Arslanov, L.M. Mokhova, A.V. Degterev, K.S. Ganzey, N.F. Pshenichnikova, F.E. Maksimov, A.A. Starikova & A.Yu. Petrov 2018. Record of late Glacial-Holocene paleogeographical events in ogranogenic deposits of Matua Island (Central Kurils). Russian Journal of Pacific Geology 12:384-399. CrossRef
Razjigaeva, N.G., L.A. Ganzey, V.B. Bazarova, K.A. Arslanov, T.A. Grebennikova, L.M. Mokhova, N.I. Belyanina & M.S. Lyaschevskaya 2019. Landscape response to the Medieval Warm Period in the South Russian Far East. Quaternary International 519:215-231. CrossRef
Savinov, I.A. 2025. Green necklace of the Kurils. Russian botanist on Onekotan Island. Priroda 6:3-13. [Савинов И.А. 2025. Зеленое ожерелье Курил. Российский ботаник на острове Онекотан // Природа. № 6. С. 3-13]. CrossRef
Schuettpelz, E., H. Schneider, A.R. Smith, P. Hovencamp, J. Prado, G. Rouhan, A. Salino, M. Sundue, T.E. Almeida, B. Parris, et al. 2016. A community-derived classification for extant lycophytes and ferns. Journal of Systematics and Evolution 54(6):563-603. CrossRef
Sjögren, P., W.O. van der Knaap & J.F.N. van Leeuwen 2015. Pollen productivity estimates for quantitative reconstruction of past vegetation: a review. Vegetation History and Archaeobotany 24:1-15.
Tarasov, P.E., V.S. Volkova, T. Webb III, J. Guiot, A.A. Andreev, L.G. Bezusko, T.V. Bezusko, G.V. Bykova, N.I. Dorofeyuk, E.V. Kvavadze, I.M. Osipova, N.K. Panova & D.V. Sevastyanov 2000. Last glacial maximum biomes reconstructed from pollen and plant macrofossil data from northern Eurasia. Journal of Biogeography 27(3):609-620. CrossRef
Volkova, P.A., N.P. Tikhomirov, M.O. Ivanova, I.A. Dadykin, Y.O. Kopylov-Guskov & A.A. Bobrov 2019. Floristic findings on the Onekotan island clarify biogeographic subdivision of the Northern Kurils, Russian Far East. Journal of Asia-Pacific Biodiversity 12:698-709. CrossRef
WFO 2026. World Flora Online. Version 2026.06. Published on the Internet; http://www.worldfloraonline.org. Last accessed 09.06.2026.
|
|