ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2015, № 11, с. 1291-1301
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
ПОЧВЫ И КУЛЬТУРНЫЕ СЛОИ ДРЕВНИХ ГОРОДОВ ЮГА ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ*
© 2015 г. А. Л. Александровский, Е. И. Александровская, А. В. Долгих, И. В. Замотаев, А. Н. Курбатова
Институт географии РАН, 119017, Москва, Старомонетный пер., 29 e-mail: alexandrovskiy@mail.ru, dolgikh@igras.ru Поступила в редакцию 02.03.2015 г.
Античные города южной части Европейской России характеризуются большой мощностью культурных слоев (урбоседиментов), накопленных за счет поступления строительного и бытового мусора. Под действием процессов почвообразования и выветривания, проходящих в условиях засушливого климата степной зоны, они приобрели облик лёссовидных, бедных гумусом, карбонатных, щелочных отложений. Также они обогащены многими элементами (P, Zn, Ca, Cu, Pb, As), что связано с разнообразной деятельностью человека. Почвы на этих отложениях в пределах селитьбы представлены урбаноземами, а на поверхности давно заброшенных античных городов формируются черноземы, близкие к зональным. Сходные свойства обнаружены для средневековых и более молодых отложений и почв. Максимальные концентрации поллютантов обнаруживаются локально, вплоть до самых ранних античных слоев, и связаны они с находками красок, изделий из цветных металлов и других артефактов. Дневные почвы городов наследуют состав и свойства культурного слоя. Даже в черноземах, сформировавшихся за 1000—1500 лет под степной растительностью на поверхности Фа-нагории и Танаиса, содержание меди, цинка, а также карбонатов кальция, остается высоким. Экстремально высокое содержание фосфора в этих почвах позволяет относить их к чрезмерно зафосфа-ченным. Это связано с повышенной устойчивостью фосфатов кальция из остатков кости животных, которыми насыщена материнская порода этих почв — культурный слой.
Ключевые слова: урбоседименты, городские почвы, урбаноземы, почвы экстремальных антропогенных условий, погребенные почвы, педолитогенез.
DOI: 10.7868/S0032180X15110027
ВВЕДЕНИЕ
Почвы городов изучены недостаточно, так как до недавнего времени интерес к ним был относительно невелик, и работ по данной тематике вплоть до 90-х годов XX в. было немного. В основном объекты исследования располагались в парках, на окраинах городов, там, где природные (зональные) почвы находятся в слабо трансформированном виде. Вместе с тем следует упомянуть программу комплексного исследования почв и городской среды Санкт-Петербурга, разработанную В.В. Докучаевым еще в 1889 г. [11]. Исследования городской среды предполагалось вести в полном объеме. К сожалению, эти замечательные планы тогда не осуществились [33]. Только через 100 лет масштабные исследования собственно городских почв, имеющих особое строение профиля и сформированных на мощных антропогенных отложениях, были начаты в Москве и других городах России [9, 23, 29, 30]. Была показана специфика городского почвооб-
* Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 14-27-00133.
разования, его отличия от такового окружающих внегородских территорий применительно к различным регионам мира [37—41]. В последние годы детально исследуют органическое вещество городских почв [10, 26] и его запасы [8], особенности классификации [24, 25] и картографирования почв городов [7, 32].
Почвы и культурные отложения древних городов являются примером наиболее трансформированных антропогенной деятельностью почвенных систем. Большой интерес представляет изучение всей толщи городских отложений вместе с почвой, погребенной под мощным культурным слоем [2]. Данные исследования позволили установить существенные различия почв и урбоседиментов в городах, расположенных в пределах разных ландшафтных зон [5, 13]. Почвы и культурные слои городов отличаются максимальной мощностью и наибольшими антропогенными изменениями строения и состава по сравнению с исходными почвами, сформированными на естественных отложениях. В археологии культурный слой принято разделять на археологические объекты (арте-
факты) и заполнитель, в котором эти артефакты находятся [20]. Однако с точки зрения естественных наук культурный слой городов и других поселений и в первую очередь его заполнитель — это сложное природно-антропогенное образование, формирующееся под действием почвенных и се-диментационных процессов [12, 31].
Мощные антропогенные отложения древних городов обычно включают материал иного вещественного состава, не характерного для данного места, и формируются под воздействием большого комплекса процессов антропогенной седиментации, а также под действием почвенных процессов, набор которых может сильно отличаться от такового исходных (фоновых) почв. Так как седиментация идет быстро, почвенные процессы успевают лишь слабо переработать материал культурного слоя, который через короткое время оказывается на большой глубине, и уже подвергается воздействию иных — глубокопочвенных и диагенетиче-ских процессов. Почвенно-литогенные образования городов (культурные слои, педолитоседимен-ты или урбоседименты) можно отнести к антропогенной разновидности поверхностно-почвенных седиментационных систем, формирующихся при постепенном накоплении мелкозема, поступление которого не прерывает текущий (синхронный) педогенез [12]. В результате такого взаимосвязанного протекания седиментации и педогенеза образуются толщи урбоседиментов.
Рассматриваемые мощные культурные слои городов отличаются не только от естественных отложений и почв, но и между собой. В условиях засушливого климата степной зоны формируются минеральные, часто лёссовидные, культурные слои, представленные остатками строительства из кирпича и извести, турлука, самана, сырцового кирпича1. Здесь в отличие от городов лесной зоны отсутствуют торфообразные органические слои, состоящие из остатков древесины и другого органического вещества [36].
Основу культурного слоя составляет строительный мусор, состоящий из органических и минеральных остатков. Кроме того, в его состав входят: бытовой мусор (навоз, пищевые остатки, древесные остатки, кости, керамика); производственный мусор (шлаки, остатки инструментов, выплески металла из тиглей), остатки печей (в том числе бытовых) и горнов, представленные зонами прокаленного грунта, слоями золы; горелые прослои (зола, угли); слои материнской породы, выброшенные на древнюю поверхность культурного слоя из ям, прослойки аллювия, почвы.
1 Турлук — конструкции из плетня, обмазанные глиной; саман — строительный материал из глины с добавлением соломы; сырцовый кирпич — необожженный кирпич (термины приняты в археологии и геоархеологии).
Почвы и урбоседименты городов эволюционируют. Выделяется до шести этапов развития культурного слоя — от предшествующего (доан-тропогенного) до метаморфического [31]. Основными, по нашему мнению, являются этапы функционирования (накопления) и преобразования под действием почвообразовательных процессов и диагенеза. В длительно развивающихся городах эти два этапа часто совмещаются.
Культурные слои южных городов существенно отличаются от северных характером геохимических процессов, в том числе способностью накапливать и удерживать различные химические вещества. Отличаются и формирующиеся на них почвы. Вместе с тем и почвы, и мощные городские отложения, имеющие специфический состав, являются ареной протекания достаточно интенсивных процессов трансформации вещества, темпы которых можно оценить на основании данных об археологическом возрасте слоев.
Цель исследования — охарактеризовать строение, процессы формирования и эволюцию почв и мощных урбоседиментов древних городов юга Европейской России, а также оценить роль природной среды и деятельности человека в их развитии.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Города, где расположены объекты исследования, различаются по возрасту, географическому положению (рис. 1) и характеру современного этапа почвообразования.
Фанагория расположена на Таманском полуострове, на берегу Таманского залива к западу от пос. Сенной. Здесь выделяются две террасы 5—10 и 20—25 м. Отложения террас перекрыты мощным культурным слоем. Верхняя терраса в цоколе под культурным слоем сложена киммерийскими (третичными) отложениями морского происхождения, представленными преимущественно песками, иногда глинами. Основной фон почвенного покрова Тамани составляют черноземы миграци-онно-сегрегационные (Haplic Chernozem (Pachic)) [21], характеризующиеся наличием мощного про-гумусированного горизонта при невысоком содержании гумуса. Супесчаные почвы на поверхности окружающей Фанагорию террасы — серогумусо-вые (дерновые) (Eutric Arenosol). Исследования проводили на археологическом раскопе "Верхний город". Культурный слой мощностью до 5.5 м археологами датирован VI в. до н. э.—IX в. н. э. Соответственно, продолжительность антропогенной седиментации составила около 1500 лет.
Урбоседименты Гермонассы начали накапливаться также с VI в. до н. э., но в отличие от Фа-нагории, Гермонасса (впоследствии Таматарха, Тмутаракань, Матрега, Тамань) функционирует с незначительными перерывами и по сей день.
Фоновые и погребенные почвы относятся к ми-грационно-сегрегационным черноземам (Haplic Chernozem), современные почвы — урбаноземы (Urbic Technosol).
Культурный слой Танаиса, расположенного на высокой цокольной террасе Дона, накапливался с III в. до н. э. по V в. н. э. Погребенная почва, как и дневные почвы, сформировавшиеся в течение VI—XX вв., являются черноземами миграционно-сегрегационными (Haplic Chernozem). Мощность урбоседиментов вместе с почвой на поверхности невелика (2—2.5 м). Они каменистые, среднесу-глинистые.
Город Льгов расположен на Среднерусской возвышенности, на границе зон темно-серых лесных почв (Greyzemic Phaeozem) и черноземов (Haplic Chernozem). В центре Льгова (правый берег р. Сейм), который относится к зоне поселения XVII—XVIII вв., исходные миграционно-ми-целярные черноземы (Haplic Chernozem) на лёссовидных отложениях и карбо-литоземы темно-гумусовые (рендзины) (Rendzic Leptosol) — почвы на элюво-делювии мергеля перекрыты культурным слоем мощностью около 1.5 м, с урбанозе-мом (Urbic Technosol) на поверхности.
Климатические характерист
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.