научная статья по теме ДИНАМИКА СВОЙСТВ СТЕПНЫХ ПАЛЕОПОЧВ САРМАТСКОГО ВРЕМЕНИ (II В. ДО Н.Э.–IV В. Н.Э.) В СВЯЗИ С ВЕКОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТЬЮ УВЛАЖНЕННОСТИ КЛИМАТА Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ДИНАМИКА СВОЙСТВ СТЕПНЫХ ПАЛЕОПОЧВ САРМАТСКОГО ВРЕМЕНИ (II В. ДО Н.Э.–IV В. Н.Э.) В СВЯЗИ С ВЕКОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТЬЮ УВЛАЖНЕННОСТИ КЛИМАТА»

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2012, № 2, с. 142-155

ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ^^^^^^^^^^^^ ПОЧВ

УДК 631.48:930.26

ДИНАМИКА СВОЙСТВ СТЕПНЫХ ПАЛЕОПОЧВ САРМАТСКОГО ВРЕМЕНИ (II в. до н.э.—IV в. н.э.) В СВЯЗИ С ВЕКОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТЬЮ УВЛАЖНЕННОСТИ КЛИМАТА*

© 2012 г. В. А. Демкин, Б. Н. Золотарева, Т. С. Демкина, Т. Э. Хомутова, Н. Н. Каширская, М. В. Ельцов, С. Н. Удальцов

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, 142290, Пущино Московской обл.,

ул.Институтская, 2 e-mail: demkin@issp.serpukhov.su Поступила в редакцию 24.03.2010 г.

Проведены исследования палеопочв, погребенных под курганными насыпями ранне- (II—I вв. до н.э.), средне- (I—II вв. н.э.) и позднесарматского (II—IV вв. н.э.) времени в сухих и пустынных степях Нижнего Поволжья (Приволжская и Ергенинская возвышенности, Прикаспийская низменность). Установлено, что временная изменчивость морфологических, химических, микробиологических, магнитных свойств палеопочв в хроноинтервале 2200—1600 лет назад характеризовалась ритмичностью, которая была обусловлена вековой динамикой увлажненности климата с колебаниями среднегодовой нормы атмосферных осадков в пределах ±30—50 мм. Выявленные климатические изменения не обусловливали эволюционные преобразования каштановых палеопочв и палеосолонцов на типовом (подтиповом) таксономическом уровне. Однако они приводили к определенным преобразованиям ряда параметров гумусового, карбонатного, солевого профилей, солонцового гор. В1, а также находили отражение в состоянии микробных сообществ. В природном отношении время существования сарматской культурно-исторической общности можно рассматривать как эпоху чередования микроплювиальных и микроаридных периодов продолжительностью 100—200 лет. В частности, относительно влажные климатические условия имели место в I в. до н.э.—I в. н.э. и в IV в. н.э., а наиболее засушливые — во 2-й половине II— 1-й половине III вв. н.э.

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы особенно большое значение приобрела проблема совершенствования и более детальной разработки методических и теоретических основ изучения палеопочв как индикаторов состояния и развития природной среды в различные геологические и исторические эпохи. В ее решении одно из ведущих мест занимают исследования голоценовых палеопочв поселенческих, погребальных (курганы), фортификационных и др. грунтовых историко-археологических памятников каменного века, эпох бронзы, раннего железа, средневековья и нового времени. Как известно [1, 3, 6—9, 19—21], в палеопочвах, погребенных под культурными слоями, курганными насыпями, оборонительными валами и пр., до настоящего времени сохранились многие признаки и свойства, отражающие климатические, литологические, геоморфологические, геохимические, биологические, гидрологические и многие другие условия их формирования и развития.

На основе изучения подкурганных педохроно-рядов в степной зоне юга России нами выявлены

* Исследования проводились при поддержке РФФИ (проекты № 09-04-00233, 09-04-00699) и Программы фундаментальных исследований Президиума РАН.

основные диагностические палеопочвенные признаки, отражающие состояние и вековую динамику степени увлажненности климата за историческое время [7, 9]. К ним относятся глубина залегания в почвенном профиле аккумуляций карбонатов, гипса и легкорастворимых солей, их запасы в слоях 0—50, 0—100 и 0—200 см соответственно; формы новообразований карбонатов; степень выраженности признаков солонцевато-сти, цвет и структура солонцового гор. В1 и наличие/отсутствие в нем новообразований оксидов марганца; окраска и мощность гумусового гор. А1 + В1; содержание и состав гумуса; величина магнитной восприимчивости в гор. А1. Установлено, что в аридные климатические эпохи в почвенном профиле увеличивались запасы легкорастворимых солей, гипса, карбонатов, зоны их аккумуляции перемещались ближе к поверхности; трансформировались формы новообразований карбонатов; уменьшались мощность гумусового слоя и содержание гумуса; интенсифицировались процессы ветровой эрозии и импульверизации солей с солончаков и акватории Каспийского моря. Напротив, при гумидизации климата происходило рассоление почвенно-грунтовой толщи, увеличивались содержание гумуса и величина магнитной восприимчивости в гор. А1, происходило

рассолонцевание почв, в гор. В1 формировались обильные новообразования оксидов марганца. Кроме того, нами установлены микробиологические параметры, дающие контрастную характеристику микробного сообщества в степных па-леопочвах в аридные и гумидные климатические периоды [18]. К их числу относятся активная биомасса микроорганизмов и ее доля от суммарной микробной биомассы (С-МБ) и С орг почвы; эко-лого-трофическая структура микробного сообщества; соотношение численности микроорганизмов, использующих легкодоступное органическое вещество — растительные остатки и труднодоступное — гумус; индекс олиготрофно-сти. Например, если для палеопочв были характерны значительная биомасса активных микроорганизмов и их высокая доля от С-МБ и С орг, преобладание в эколого-трофической структуре микроорганизмов, использующих легкодоступные органические вещества, высокие значения отношения численности микробов, использующих растительные остатки и гумус, низкие величины индекса олиготрофности, то это свидетельствует о гумидизации климата, обусловившей в засушливой степной зоне увеличение продуктивности фитоценозов, а следовательно, большую биомассу поступающего в почву травяного растительного опада.

Сравнительный анализ количественных и качественных показателей морфолого-химических, магнитных, микробиологических свойств палео-почв подкурганных хронорядов дает возможность реконструировать направленность и масштабы вековой изменчивости атмосферной увлажненности, определить хронологическую позицию гу-мидных и аридных периодов в развитии климата за историческое время. Следует отметить, что достоверность и детальность климатических реконструкций при изучении подкурганных палеопочв прежде всего определяется пространственно-временной репрезентативностью фактического материала. Решение этой задачи возможно при изучении подкурганных педохронорядов длительностью несколько сотен лет с непрерывным временным шагом не более 100—150 лет. Данным условиям в должной мере отвечают палеопочвы близ расположенных курганных могильников с однотипными литолого-геоморфологическими условиями и включающие памятники различных этапов развития одной культурно-исторической общности, период существования которой достигает 800—1000 лет. В частности, речь идет о сарматской культуре раннежелезного века и о палео-почвах, погребенных под курганами ее носителей в хроноинтервале IV в. до н.э.—1У в. н.э. Следует отметить, что хронология и периодизация развития сарматской культурно-исторической общности разработаны достаточно детально [2, 27]. Поэтому время сооружения курганов рассматривае-

40° 45° 50°

тт £ •• i f% j е г ..

• • • Волгоград -.. 1 -3 fr ° •• . Ч с/ листа Л-Р л?

Рис. 1. Район исследований и местоположение изученных объектов (курганных могильников).

мой исторической эпохи надежно определяется по материалам археологических раскопок со следующей культурно-хронологической дифференциацией: ранний этап — 2-я половина IV—III и II—I вв. до н.э.; средний этап — I-1-я половина II вв. н.э.; поздний этап — 2-я половина II—1-я половина III и 2-я половина III—IV вв. н.э.

Цель работы заключалась в реконструкции вековой изменчивости увлажненности климата нижневолжских степей в хроноинтервале 2200— 1600 лет назад на основе изучения разновозрастных подкурганных палеопочв сарматского времени.

РАЙОН И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Почвенно-археологические исследования проводились на территории сухих и пустынных степей Нижнего Поволжья в подзонах каштановых и светло-каштановых почв. Регион включает Приволжскую, Ергенинскую возвышенности и Прикаспийскую низменность (рис. 1). Климат умеренно континентальный. Его характерными чертами являются большая инсоляция, резкие годовые и суточные амплитуды отдельных показателей (осадки, температура, влажность и др.), короткие переходные сезоны, резкая атмосферная сухость, устойчивость ветров, частые зимние оттепели. Норма атмосферных осадков в среднем составляет 350—370 мм/год, а среднегодовая температура около 6°С.

Объектами изучения послужили подкурган-ные палеопочвы ранне-, средне- и позднесармат-ского времени (II—I вв. до н.э., I—II, II—III и III—

IV вв. н.э.), а также их современные фоновые аналоги. Раскопки курганов проводились археологическими экспедициями Волгоградского государственного университета. Всего исследовано около 100 археологических памятников сарматской эпохи в составе более чем 20 курганных могильников. Они приурочены к различным природным районам и элементам рельефа юга Приволжской возвышенности (9 могильников), Северных Ер-геней (6), Волгоградского Заволжья (7). Это позволило получить репрезентативную хроногеогра-фическую информацию о состоянии почвенного покрова, морфолого-химических и микробиологических свойствах палеопочв, о закономерностях их пространственно-временной изменчивости в связи с динамикой климата в хроноинтерва-ле 2200—1600 лет назад.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ, МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ПОДКУРГАННЫХ ПАЛЕОПОЧВ

Остановимся на характеристике морфолого-химических и магнитных свойств палеопочв лишь нескольких ключевых объектов (курганных могильников), расположенных в различных природных районах сухих и пустынных степей упомянутых выше геоморфологических областей Нижнего Поволжья. Они приурочены к надпойменным речным террасам, водоразделам и древ-неморской равнине. В культурно-хронологическом аспекте исследованные памятники того или иного могильника чаще относились к различным сочетаниям двух этапов развития сарматской культуры, реже — к одному или всем трем. В целом же доминировало сочетание курганов средне- (I—1-я половина II вв.) и позднесарматского (2-я половина II-1-я половина III вв.) времени. В итоге это позволило получить представления об особенностях временной изменчивости свойств сарматских палеопочв, которые в различных природных районах нижневолжских степей оказались

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком