ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2012, № 12, с. 1244-1258
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.48:930.26
ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ И ДИНАМИКА КЛИМАТА СУХИХ СТЕПЕЙ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 3500 ЛЕТ* © 2012 г. В. А. Демкин, Т. С. Демкина, Т. Э. Хомутова, М. В. Ельцов
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, 142290, Пущино Московской обл., ул. Институтская, 2 e-mail: demkin@issp.serpukhov.su Поступила в редакцию 01.11.2011 г.
Исследования подкурганных палеопочв разновозрастных археологических памятников эпох бронзы (XVI—XV вв. до н.э.), раннего железа (II—III вв. н.э.) и средневековья (XIV в. н.э.) показали, что на протяжении последних 3500 лет эволюция каштановых почв и солонцов сухих степей юга Приволжской возвышенности происходила на уровне родовых признаков (степень солонцеватости, гу-мусированности, засоленности). Выявленные закономерности изменчивости морфологических, химических, микробиологических свойств почв во времени позволили реконструировать вековую динамику увлажненности климата в регионе. Установлено, что на середину II тыс. до н.э. приходилась смена аридных условий почвообразования гумидными с ослаблением континентальности климата. В позднесарматское время (II—III вв. н.э.) климатические условия были засушливыми. Золо-тоордынская эпоха (XIII—XIV вв. н.э.) в целом характеризовалась повышенной атмосферной увлажненностью. Однако уже во второй половине XIV в. началась постепенная аридизация климата, продолжавшаяся и в XV в.
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время в решении проблем голоце-новой истории развития ландшафтов и природной среды степей Евразии ведущее место заняли палеопочвенные исследования грунтовых погребальных археологических памятников (курганов) эпох энеолита, бронзы, раннего железа и средневековья. Большой интерес специалистов в области естественных наук к такого рода памятникам прежде всего обусловлен тем, что под разновозрастными курганными насыпями сохранились палеопочвы прошлых исторических эпох, которые, как известно, являются весьма информативными и достаточно надежными индикаторами вековой динамики природных условий, в частности, увлажненности климата. Исследования под-курганных педохронорядов позволили получить принципиально новые представления о голоце-новом степном почвообразовании, выявить региональные особенности эволюции черноземов, каштановых и бурых полупустынных почв за последние 5000—6000 лет, установить скорость и направленность элементарных почвенных процессов, реконструировать вековую динамику увлажненности климата во второй половине голоцена, оценить этноархеологическую роль почвенного покрова и природной среды. Вместе с тем, информационные ресурсы почвенно-археологиче-ских исследований еще далеко не исчерпаны. Их
* Исследования проводились при поддержке РФФИ (проекты 09-04-00233, 09-04-00699) и Программы фундаментальных исследований Президиума РАН (направления 4 и 25).
дальнейшая реализация должна базироваться на использовании новых методов в изучении подкурганных палеопочв, в расширении спектра исследуемых почвенных свойств и признаков. Кроме того, следует уделить большее внимание хронологической и ландшафтно-географической детализации почвенно-археологических исследований. Попытка комплексного решения перечисленных вопросов предпринята нами на примере изучения компактного курганного могильника "Саломатино", включающего памятники срубно-го (XVI—XV вв. до н.э.), позднесарматского (II-III вв. н.э.) и золотоордынского (XIV в. н.э.) времени. При исследовании подкурганных палеопочв и их современных фоновых аналогов использовались морфолого-генетический, химико-аналитические, микробиологические, биохимические методы. В число изученных почвенных характеристик входили: стратиграфия и морфология профиля, содержание легкорастворимых солей, гипса, карбонатов, гранулометрический состав, состав обменных катионов, эколого-тро-фическая структура микробных сообществ, биомасса, численность и активность микроорганизмов, содержание фосфолипидов. Это позволило получить новую информацию о средне- и поздне-голоценовой эволюции почв сухих степей Приволжской возвышенности, о закономерностях изменчивости морфологических, химических, микробиологических свойств почв в связи с вековой динамикой увлажненности климата за последние 3500 лет.
Островская
Купцово
;аниловка А О ° Березовская Котово
V \ Ар . Чл
ь^Т / } г
СаломатиноКАМЫШИ^
<чр г Ь
* Ольховка 0 Л^гИЛовка Кислово
Зензеватка ^
о Липовка
^Солодча Ширяевский
Рис. 1. Схема района исследований и план курганного могильника "Саломатино".
РАЙОН И ОБЪЕКТЫ
Район исследований расположен в зоне сухих степей в южной части Приволжской возвышенности (рис. 1). Климат умеренно континентальный. Среднегодовая норма атмосферных осадков составляет около 400 мм. Испаряемость превышает количество осадков. Коэффициент увлажнения колеблется в пределах 0.5—0.8. Среднегодовая температура воздуха 7°С. Средняя температура января составляет — 10°С, июля 24°С. Максимальное количество осадков приходится на лето, минимальное — на конец холодного периода года, главным образом на февраль и март.
Комплексной экспедицией Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН и Волгоградского государственного университета были проведены почвенно-архео-логические исследования курганного могильника "Саломатино", расположенного в 5 км к северу
от с. Саломатино Камышинского района Волгоградской области. Археологические раскопки проводились под руководством к.и.н. И.В. Сер-гацкова.
Курганный могильник расположен в краевой плоской части водораздела междуречья рек Илов-ля и Б. Казанка на высоком правом коренном берегу р. Иловля. Территория имеет слабый уклон к речной долине с падением высот примерно 5 м на 1 км. Абсолютные отметки поверхности 170—175 м. До глубины 2 м территория сложена двучленными отложениями: с поверхности до 50—60 см залегают покровные лёссовидные опесчаненные суглинки, подстилаемые делювиальными ожелез-ненными оглеенными супесчано-суглинистыми отложениями с включениями гальки, щебня. Грунтовые воды залегают глубже 20 м. Участок целинный. В растительном покрове доминируют разнотравно-типчаково-ковыльная и полынно-типчаковая ассоциации с проективным покрыти-
Таблица 1. Профильные характеристики подкурганных и современных почв
Показатель XVI-XV вв. до н.э., курган 2, разр. Д-652 II—III вв. н.э., курган 3, разр. Д-655 XIV в. н.э., курган 1, разр. Д-654 Современность, разр. Д-648 II—III вв. н.э., курган 4, разр. Д-653 Современность, разр. Д-651
Мощность гумусового 24 33 40 53 26 30
слоя Ад + А1 + В1, см
Глубина, см
вскипания 12 33 75 65 26 30
залегания легкорас- 35 47 >180 >170 30 55
творимых солей
залегания гипса 35 50 >180 >170 60 55
Новообразования окси- Нет Редкие примазки, Обильные Нет Редкие Нет
дов марганца в гор. В1 точки примазки, точки примазки
Отношение содержания
в гор. В1/А1
ила 1.29 2.50 2.10 2.38 3.30 5.86
глины 1.17 1.62 1.56 1.43 2.17 2.00
Почва К2ск К2сн,ск К2 К213 Снск Снск
ем 90 и 50% соответственно. Почвенный покров комплексный, включает каштановые почвы различной степени засоленности и солонцеватости и солонцы.
Всего исследовано четыре памятника, время сооружения которых относится к эпохам бронзы (XVI—XV вв. до н.э., один курган), раннего железа (II—III вв. н.э., два кургана) и средневековья (XIV в. н.э., один курган). Они приурочены к ареалам современных каштановых почв (курганы 1—3) и солонцов (курган 4). Это позволило изучить два педохроноряда, представленных разновозрастными каштановыми почвами и солонцами.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОДКУРГАННЫХ И СОВРЕМЕННЫХ ПОЧВ
Остановимся на характеристике морфолого-стратиграфических особенностей и химических свойствах палеопочв, погребенных под разновозрастными курганными насыпями, и их фоновых аналогов (табл. 1—3).
Хроноряд подкурганных каштановых палеопочв представлен тремя временными срезами, относящимися к эпохам поздней бронзы, раннего железа и развитого средневековья.
Эпоха поздней бронзы (XVI—XV вв. до н.э., сруб-ная культура). Курган 2, разр. Д-652. Высота курганной насыпи 50 см, диаметр около 20 м. Она сооружена преимущественно из древнего гумусового горизонта. Каштановая почва курганной насыпи характеризуется незначительным содержанием легкорастворимых солей, гипса и карбонатов, слабощелочной реакцией среды. Содержа-
ние гумуса в гор. А1к и Вк несколько превышает 2 и 1% соответственно.
Подкурганная палеопочва относится к каштановой несолонцеватой солончаковатой (К2ск). Гранулометрический состав почвенно-грунтовой толщи неоднородный и изменяется от супесчаного до среднесуглинистого. При этом содержание илистой фракции (<0.001 мм) по профилю колеблется в достаточно узком диапазоне от 11 до 18%. Текстурная дифференциация верхней части профиля слабая, отношение содержания ила в гор. В1/А1 не превышает 1.3. Новообразования оксидов марганца в гор. В1 отсутствуют. Мощность гумусового слоя небольшая и составляет 24 см. Фиксируемое содержание гумуса в гор. А и В1 0.75 и 0.60% соответственно. С учетом диагенеза [3] на момент погребения палеопочвы в гор. А1 оно, вероятно, достигало 2.5%. Вскипание в среднем отмечается с 12 см. Содержание карбонатов в зоне аккумуляции не превышает 4%. Их новообразования представлены тонкими прожилками, налетом, пропиткой. Прожилки легкорастворимых солей и гипса встречаются с 35 см, причем их содержание в зоне аккумуляции (гор. Dса,s,г) сравнительно невелико (менее 0.5%). Тип засоления этого слоя сульфатно-натриевый (табл. 3). Следует отметить, что в составе водной вытяжки концентрация ионов хлора ничтожна (не более 0.1 мг-экв/100 г) по всему профилю. Величина рН колеблется от 8.3 до 8.8. Сумма обменных катионов в гор. А1 и В1 близка и равна 29.8 и 28.0 мг-экв/100 г соответственно. В их составе резко преобладает кальций (более 60%), обменный натрий практически отсутствует (менее 1%).
Эпоха раннего железа (вторая половина II— первая половина III вв. н.э., позднесарматская культура). Курган 3, разр. Д-655. Высота курган-
Таблица 2. Химические свойства подкурганных
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.