Эволюция и динамика геосистем
УДК 551.89 + 631.48
ПАЛЕОЭКОЛОГИЯ ПОЗДНЕГО ПЛЕЙСТОЦЕНА И СОВРЕМЕННЫЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫЕ ПОЧВЫ ЦЕНТРА ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ
РАВНИНЫ
A. Ю. Овчинников, с. н. с.,
ovchinnikov_a@inbox.ru,
B. М. Алифанов, зав. лабораторией, ИФХиБПП РАН ПущГЕНИ, alifanov_v@mail.ru,
И. М. Вагапов, м. н. с., ИФХиБПП РАН, vagapovim@mail.ru,
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской академии наук (ИФХиБПП РАН)
Исследованы дерново-подзолистые почвы в Вологодской области, где изучены их морфологические, мезоморфологические, физические и химические характеристики. Показано, что палеокри-огенный микрорельеф сформирован на литологи-чески различных (двучленных) породах за счет криогенных структур, дифференцирующих почвенный покров.
Предложенный к использованию комплексный подход, включающий инструментальные исследования, способствует выделению в сложных профилях почв отдельных горизонтов и признаков, которые часто бывают завуалированы процессами диагенеза. Настоящее исследование расширило представления об экологических условиях позднего плейстоцена, влияющих на современные почвы.
The paper studies the sod-podzolic soils of the Vologda Region, where they are investigated in terms of their morphological, metamorphological, physical and chemical characteristics. It is shown that the pale-ooyogenic microrelief is formed on different lithologi-cal (binomial) rocks, due to the cryogenic structures, differentiating the soil cover.
The proposed comprehensive approach, including instrumental studies, promotes the differentiation of complex profiles of the individual soil horizons and the characteristics, which are often veiled by the processes of diagenesis. The study has extended our knowledge on the environmental conditions of the Late Pleistocene affecting modern soil.
Ключевые слова: почвоведение, палеопочво-ведение, палеоэкология, палеогеография, па-леокриогенез, стратиграфия почвенного профиля, дерново-подзолистые почвы.
Keywords: soil science, paleopedology, paleo-ecology, paleogeography, paleocryogenesis, stratigraphy of the soil profile, sod-podzolic soils.
Введение. Периодизацией почвообразования и осадко-накопления в позднем плейстоцене в последние годы занимаются многие научные направления, а многочисленные исследования почв и почвенного покрова позволяют говорить о его довольно длительном и сложном формировании [1—3 и др.]. Особенно значимы для понимания природного процесса знания об истории формирования почвообразующих пород, так как их седиментация происходила в заключительные этапы позднего плейстоцена (24—10,2 тыс. л. н.), когда преобладали криогенные процессы [4—8]. Сформированные в результате криогенеза особенности строения почвообразующих пород оказали существенное влияние на формирование современных почв и продолжают участвовать в их функционировании и дифференциации. Однако многие вопросы формирования современных почв до сих пор остаются нерешенными.
Собственные материалы, полученные при изучении поч-вообразующих пород, современных и погребенных почв центра Восточно-Европейской равнины показали, что поч-вообразующие породы не представляют собой монолитоген-ную толщу. В настоящей работе использован комплексный подход, позволивший более точно выявить стратиграфическое строение всей почвенно-грунтовой толщи, которые не всегда могут быть определены морфологически.
Объекты и методы. В 2013 г. были проведены исследования пространственно-временной изменчивости свойств дерново-подзолистой почвы. Выявлялись механизмы формирования пространственной и профильной изменчивости почвенных свойств, обусловленные как современными, так и палеоэкологическими факторами.
Исследования проводились на ключевом участке «Демьяново», Вологодская область. Дерново-подзолистая почва изучалась в разрезе 2—2013, заложенном на окраине
с. Демьяново Грязовецкого района Вологодской области в 70 км к востоку от города Грязовец и в 10 км от центра муниципального образования поселка Вохтога (К58°53'21'', Е41°09'48''), в обнажении небольшого песчаного карьера.
Комплексный подход включал в себя следующие методы исследования.
1. Морфологический. Метод применялся для выявления форм палеокриогенного микрорельефа, для выявления палеокриогенных форм, для оценки свойств почв на уровне почвенного профиля и генетических горизонтов.
2. Мезоморфологический метод позволял проследить и объяснить развитие внутрипоч-венных процессов. Применялся как в полевых, так и в лабораторных условиях.
3. Метод каппаметрии (измерение объемной и удельной магнитной восприимчивости почв). Метод весьма информативен в сочетании с траншейным методом заложения почвенных разрезов и позволял диагностировать в первую очередь сильномагнитные кристаллические окислы Ее даже при очень незначительном их содержании (до десятых и сотых долей процента). В свою очередь, последние характеризуют важнейшие генетические признаки почв.
4. Методы определения физических и химических свойств почв.
Результаты и обсуждение. Общее морфологическое описание разреза. Для детального морфологического анализа и составления схемы почвенного профиля (рис. 1) разрез был поделен на секторы через каждый метр. Нулевая отметка располагалась в правой части разреза (отсчет велся справа налево). Разрез 2—2013 представлял собой двучленное строение пород, осложненных процессами позднеплейстоце-нового палеокриогенеза. Верхняя толща была представлена покровным суглинком темно-бурого цвета, подстилаемая песками палевого и охристо-палевого цветов. В правой части разреза песчаный материал представлял собой «пачку» наложенных друг на друга слоев с многочисленными субгоризонтальными прослоями различных цветовых оттенков мощностью 1—3 см. Переслаивающиеся пески простирались до глубины 230 см, а ниже их подстилали почти белого цвета пески с редкими субгоризонтальными прослоями мощностью 1—2 см. Морфологический анализ показал, что на участках 1—2, 3—4 и 4—5 м существовало сильное напряжение в процессах криогенного растрескивания при достаточной увлажненности пород, что подчеркивалось частыми
5 4 3 2 1 0м
Рис. 1. Схема морфологического строения профиля дерново-подзолистой почвы
субвертикальными прослоями ожелезнения. На участке 2—4 м выявлена палеокриогенная клиновидная структура, выполненная песчаным материалом, на участке 2—5 м — палео-криогенная клиновидная структура, наложенная на песчаную структуру, выполненная материалом суглинка.
Описание палеокриогенной клиновидной песчаной структуры. В профиле почвы на участке 2—4 м выявлена палеокриогенная клиновидная структура (см. рис. 1), заполненная песчаным материалом разных цветовых оттенков: темно- и светло-бурый, охристо-железистый, белесый. На участках 2 и 4 м борта структуры начинались на глубине 124 см и несимметричным треугольным клином проникали до глубины 195 см.
Правый борт структуры имел четкую границу с нижележащим песчаным материалом. Левый борт клина неровный, размытый, разорванный. Такой характер левого борта клина говорит о небольшом уклоне в левую сторону с большим поступлением и концентрацией влаги и соответственно более активному протеканию криогенных процессов во время формирования структуры. Нижняя граница структуры имела субгоризонтальное распространение шириной 35—40 см, что может свидетельствовать о верхней границе палеомерзлоты. Клиновидная структура своим окончанием разбивала нижележащий гор. Б4, состоящий из песчаного материала. В горизонте на многих участках встречались ожелезненные прослои, имевшие неровную субгоризонтальную границу с криотурбациями, языками, заклинками. По правому борту клиновидной структуры эти прослои часто поднимались вверх, подчеркивая ее, что говорит о больших ее размерах во время формирования, а ожелезненные прослои о наличии льда в прошлом. На отдельных участках эти прослои исчезали, демонстрируя былое иллювиирование Ее.
Описание палеокриогенной клиновидной суглинистой структуры. На участке 2—5 м в профиле выявлена палеокриогенная клиновидная структура (см. рис. 1), заполненная суглинком. Покровный лессовидный суглинок бурого цвета, на участке 2—3 м крупным клином-карманом проникал до глубины 120 см. На участке 4 м клин достигал глубины 180 см, а отдельными языками глубины 193 см. На участке 2—4 м правое плечо структуры имело вид кармана. Снизу этот карман подчеркивался крупным клиновидным карманом, но уже из сцементированного песчаного материала охристого цвета. Структура суглинка здесь имела четкое изменение по вертикали от мелко-ореховатой до призмовидной. На участке 2—4 м обнаружен переходный слой мощностью около 20 см из бесструктурного, сильно опесчанен-ного суглинка, подчеркивающего границу клиновидной структуры. На участке 4—5 м над структурой на глубине 20—50 см зафиксирован осветленный горизонт, выделяющийся за счет обильной тонкой присыпки Б102. Создающие клиновидную структуру иллювиальные горизонты В1А2, В2 и В3Б, повторяя очертания и увеличивая свою мощность к центральной ее части, подчеркивали форму структуры.
У передней стенки разреза на глубине 200 см под клиновидной структурой был сделан горизонтальный срез, который выявил песчаный прослой охристого цвета шириной 20—25 см и длиной 105 см от края. По границам прослой маркировался песком светло-охристого и почти белого цвета. Такая картина свидетельствует о протекании криогенных процессов и последующим отложением суглинка, а также о пространственном распространении этой структуры, формирующей межблочное понижение и создающей полигонально-блочную организацию дневной поверхности [9, 10 и др.].
В разрезе был выполнен мезоморфологичес-кий анализ всего почвенного профиля, который позволил дифференцировать изучаемую толщу на горизонты по общей окраске педов, по выявлению структурной организации отде-льностей, по наличию включений и новообразований. Мезоморфологический анализ проводился в совокупности с результатами морфологического описания и позволил выявить характеристики, которые не могли быть установлены невооруженным глазом без помощи бинокуляра. Как оказалось, скелет всей толщи представлен, в о
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.