ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2015, № 4, с. 397-409
__ГЕНЕЗИС _
- И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ -
УДК 631.481:911.53
ИЗМЕНЕНИЕ ПОЧВ СУХОЙ СТЕПИ В РЕЗУЛЬТАТЕ МНОГОВЕКОВЫХ АГРОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ (В ОКРЕСТНОСТЯХ АНТИЧНОЙ ОЛЬВИИ)* © 2015 г. Ф. Н. Лисецкий, М. Е. Родионова
Белгородский государственный национальный исследовательский университет, 308015, Белгород, ул. Победы, 85
e-mail: liset@bsu.edu.ru Поступила в редакцию 10.09.2013 г.
Представлены результаты изучения темно-каштановых почв, различающихся по времени и интенсивности земледелия и срокам режима залежи. Метод факторных рядов агрогенных изменений почв реализован на исследовательском полигоне в сельской округе античного полиса с многовековой историей хозяйственной активности, включая продолжительный период растениеводства в земельных наделах. Используя широкий набор агрофизических, агрохимических и геохимических показателей, выполнена оценка изменений в ряду агрогенных трансформаций почв: целина — пашня античного времени (в залежи) — перерыв в землепользовании 3—5 лет — современная пашня, входившая в ареал античного земледелия. Наиболее сильная зависимость от общей длительности аграрного воздействия установлена для таких индикаторов агрогенеза темно-каштановых почв, как содержание гумуса, общего азота и карбонатов, а также водоустойчивость агрегатов и доля копро-литов в агрономически ценных фракциях. Показана генетическая связь процессов агрогенеза на разных иерархических уровнях пространственной и временной организации почвенной системы в условиях длительного и переменного по интенсивности земледелия. Временный отказ от интенсивной эксплуатации почвенных ресурсов в традиционных земледельческих практиках, регулярный запуск природных процессов воспроизводства почвенного плодородия предложено считать в качестве правильно распределенных во времени малых резонансных воздействий, направленных на реализацию механизма самоорганизации почвенной системы.
Ключевые слова: античное землепользование, почвообразование, старопахотные почвы, индикаторы агрогенеза, память почв, темно-каштановые почвы (Kastanozems).
DOI: 10.7868/S0032180X1504005X
ВВЕДЕНИЕ
Почвы, которые непрерывно (или с восстановительными этапами) испытывали длительные воздействия земледелия, обладают исключительным информационным потенциалом для формирования представлений о механизмах эволюции почв. Отвечая на антропогенные нагрузки, почвенная система, как и агроландшафт в целом, обнаруживает свой природный потенциал, определенную структурно-динамическую устойчивость, цепные реакции преобразования и адаптации или разрушения [24]. В этой связи закономерен интерес к изучению полигенетичных почв, которые сформировались в агроландшафтах с длительной предысторией хозяйственной активности. В последние десятилетия открылись новые перспективы в изучении эволюционно значимых изменений вещественно-энергетической организации
* Работа выполнена в рамках выполнения базовой части государственного задания НИУ "БелГУ" по виду работ "Организация проведения научных исследований" (№ 2014/420-1).
почв под влиянием прежних практик землепользования. Данные дистанционного зондирования Земли позволяют обнаруживать и воссоздавать пространственно-временную картину организации староосвоенных ландшафтов [7, 29, 38, 39]. Активно развиваются геоархеологические и педо-археологические исследования историко-культурных ландшафтов [34, 35, 37, 42, 43, 45]. Исторический подход к исследованию эволюции почв [10] предполагает необходимость рассмотрения: 1) тесной связи эволюционных изменений свойств почв с использованными системами землепользования; 2) длительности использования почв. Однако аналитический обзор последних исследований [46] показал, что результаты воздействия древних систем земледелия трудно расшифровать, используя записи в почвенной системе. Это определяет актуальность дальнейшей разработки подходов, раскрывающих возможности почв как природных архивов.
Цель работы состояла в обосновании наиболее информативных индикаторов агрогенеза на ос-
31°45' в.д. 32°0' в.д.
Район полевых исследований в Нижнем Побужье (в сельской округе античной Ольвии): А — полигон исследования Крестовый овраг; 1 — места обора почвенных образцов ^№) и почвообразующих пород (Рг№); 2 — места почвенных разрезов (Р№); 3 — следы античного межевания по результатам дешифрирования космических снимков; 4 — предполагаемые границы земельных наделов; 5 — современные границы эрозионных форм; 6 — фундаменты построек.
нове оценки изменений физико-химических свойств сухостепных почв в сельской округе античного полиса.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Район исследования находится на правом берегу Бугского лимана, между селами Парутино и Днепровское (Очаковский р-н Николаевской обл. Украины) (рисунок). Эта территория входила в сельскую округу Ольвии — античного полиса (VI в. до н.э.—1У в. н.э.). На основе аэрокосмического зондирования здесь выявлены геометрические фигуры, которые отражают границы древнего землеустройства для сельскохозяйственных целей. Межевание земель, масштабно проведенное в первой половине V в. до н.э., представляло собой комплекс топографических работ по фиксации на местности границ землепользований определенной площади, а также, по-видимому, правовому закреплению участков за собственником. Исследования проводили в 4.4 км к югу от Ольвии в пределах самого крупного массива межевания земель античного времени, выявленного по результатам дистанционного зондирования [33, 38].
Полигон исследования расположен в пределах Причерноморской низменности (абсолютные высоты до 50 м), в очень засушливой, умеренно жаркой агроклиматической зоне (коэффициент увлажнения 0.4). В доагрикультурный
период доминировали типчаково-ковыльные степи на темно-каштановых слабосолонцеватых почвах. В пределах агропромышленного предприятия, где расположен исследовательский полигон, доля сельскохозяйственных угодий составляет 86% от общей площади. Специализация растениеводства — зерново-виноградарская. Современные природные условия сухостепной зоны Нижнего Побужья характеризуются дефицитом влаги, неустойчивым увлажнением, как в период вегетации, так и по годам, частыми засухами и суховеями. По обобщенным палеогеографическим [9] и педохронологическим [16] данным в период античного землепользования и в последующее время биоклиматическая обстановка была относительно стабильной, но общий энергопотенциал почвообразования был на 23% ниже чем в современных условиях.
Для дешифрирования систем землеустройства в постантичных ландшафтах привлекали архивные аэрофотоснимки (АФС) и современные космические снимки (ресурсы: Google Earth, TerraLook).
В исследовании использован метод факторных рядов агрогенных изменений почв, для чего на локальном участке подобраны объекты с различной длительностью и интенсивностью хозяйственной деятельности при относительном постоянстве иных факторов почвообразования. Объекты исследования формируют ряд агроген-ных трансформаций почв: целина (S8, S9) — пашня античного времени (в залежи) (S3—S6) — зале-
жи 3—5 лет (S2, S7) — современная пашня, входившая в зону античного земледелия (S1). Опробование почв было стандартизовано путем отбора почвенных образцов постоянного объема 10 дм3. Пробы почвообразующих пород (лёссовидных суглинков) отбирали из гор. С (глубина 1.2 м) в опорном разрезе целинной почвы (Pr8) и в разрезе вне зоны земледелия на полигоне "Крестовый овраг" (Pr9). Оценку агрогенных трансформаций проводили по большому количеству почвенных показателей.
Агрофизическая группа включала структурно-агрегатный анализ по Н.И. Саввинову (в тройной повторности), определение водоустойчивости по [2] (в пятикратной повторности по 50 агрегатов из фракций 5—3, 3—2, 2—1, 1—0.5 мм), определения количества копролитов (в трехкратной повторности) и их водоустойчивости. В итоге были рассчитаны коэффициент структурности (Кстр), средневзвешенный по массе диаметр водоустойчивых агрегатов (d), биогенность структуры (средневзвешенная доля копролитов, %).
Состав агрохимических показателей: содержание гумуса (по И.В. Тюрину) и лабильного органического вещества (ОВ) (по М.А. Егорову), фракционный анализ гумуса (по В.В. Пономаревой, ТА. Плотниковой), N валовой (по Кьельда-лю), подвижные Р2О5 и К2О (по Ф.В. Чирикову), рН, СО2 (общепринятыми методами).
Геохимические особенности почв изучали по результатам валового анализа на XRF-спектро-метре. По этим данным рассчитывали коэффициенты элювиирования (КЭ), Шоу (R). Формула расчета КЭ включала основные оксиды: КЭ = = (SiO2/(MnO + CaO + K2O + MgO + Na2O)) [40]. Модификация коэффициента R, предложенного Шоу [44], связана с расчетом по формуле среднегеометрического произведения отношений содержания микроэлементов (Mn, Zn, Cu, Ti, Ni, Cr, V) в почве и почвообразующей породе.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Этапы аграрной истории. На протяжении VI в. до н.э. греки колонизировали побережье Бугского лимана, а во второй половине этого века была организована сельская округа (хора) Ольвии [5] с системой расселения, землепользования и транспортной сетью. Хотя позже в истории хоры отмечены хронологические лакуны, но до середины III в. н.э. просуществовали греческие городища, в которых появляется компонент иного культурного облика — черняховское население [12]. Поэтому земледелие в границах оль-вийской хоры продолжалось и в IV в. н.э., но в более локальном масштабе. Так закончилась тысячелетняя история первого масштабного периода землепользования в Нижнем Побужье.
В архаический период (VI—первая половина V в. до н.э.) при обилии земель первые колонисты использовали залежную систему полеводства [12]: распашка целины — пашня (6—8 лет) — заброс. Можно предположить, что длительность средних стадий восстановительной сукцессии, которые в приемлемые сроки ожиданий обеспечивали наибольшую эффективность воспроизводства плодородия почв, выявляли для местных условий эмпирическим путем. Растениеводство носило товарный характер (чередовали ячмень, пшеницу, просо). Позже (с V по III вв. до н.э.) на размежеванных землях могли практиковать переложную систему: пашня (3—8 лет) — заброс (8— 15 лет) — паш
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.