ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 3, с. 271-283
УДК 631.48:930.26
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
ИЗМЕНЕНИЕ ПОЧВ И ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ ПОЛУПУСТЫННОГО ЗАВОЛЖЬЯ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 4000 ЛЕТ*
© 2004 г. В. Ä. Демкин1, Т. С. Демкина1, Ä. В. Борисов1, Ä. С. Якимов1, И. В. Сергацков2
1Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН 142290, Пущино Московской обл., ул. Институтская, 2 2Волгоградский государственный университет 400062, Волгоград, ул. 2-я Продольная, д. 30 Поступила в редакцию 18.03.2003 г.
Проведено изучение палеопочв, погребенных под курганными насыпями в эпохи бронзы (рубеж III-II тыс. до н.э. и XVI-XV вв. до н.э.), раннего железа (III-IV вв. н.э.) и средневековья (XIII-XIV вв. н.э.), а также современных светло-каштановых почв и солонцов на территории хвалынской равнины в Северном Прикаспии. Установлены закономерности вековой изменчивости морфологических и химических свойств, состояния микробных сообществ почв полупустынной зоны за последние 4000 лет. С использованием палеопочвенных и микробиологических данных реконструирована динамика климатических условий.
ВВЕДЕНИЕ
Информацию о состоянии окружающей среды в прошлые исторические эпохи исследователи получают путем изучения различных природных объектов с использованием разнообразных методов. В последние 10-15 лет широкое распространение получили Палеопочвенные исследования грунтовых погребальных археологических памятников (курганов) эпох энеолита, бронзы, раннего железа и средневековья [2,4,6,13,14, 19, 20 и др.]. Их эффективность в решении поставленных задач оказалась чрезвычайно высокой, что объясняется прежде всего спецификой объекта изучения. Как известно, почвы являются едва ли не единственным природным образованием, интегрально отражающим в виде определенных свойств и признаков климатические, литологиче-ские, геоморфологические, геохимические, биологические, гидрологические и многие другие условия их формирования и развития. Оказываясь in situ в погребенном ("законсервированном") состоянии под курганной насыпью, почвенный профиль тысячелетиями сохраняет "палеоэкологическую память". Для ее расшифровки методическая база почвоведения дает весьма широкие возможности, благодаря которым можно получить информацию о морфологии и стратиграфии, степени гумусированности, карбонатности, засоленности, солонцеватости, микробиологической активности палеопочв. Количественные и
* Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты №№ 0104-48531, 03-04-48135), ФЦНТП (контракт 43.016.11.1625), Программы фундаментальных исследований Президиума РАН, "Глобальные изменения климата: природные катастрофы".
качественные характеристики этих параметров дают основания судить об особенностях природной среды в момент сооружения археологического памятника и в предшествующее время. Сравнительный же анализ разновозрастных почвенных профилей, погребенных в различное время (то есть исследование педохронорядов), позволяет получить представление о вековой динамике почв и их отдельных свойств, ландшафтов, климатических условий в пределах того или иного природного региона. В свете сказанного задача настоящей работы заключалась в палеопочвен-ном изучении одного из курганных могильников, расположенного на территории Раннехвалын-ской равнины в полупустынном Заволжье, с целью реконструкции истории развития светло-каштановых почв и динамики природных условий в регионе на протяжении последних 40 веков.
РАЙОН, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследуемая территория, расположенная в пределах Прикаспийской низменности, входит в полупустынную (или пустынно-степную) почвен-но-географическую зону (рис. 1). Климат района континентальный. Среднегодовое количество атмосферных осадков 300 мм, температура - 7°C. Коэффициент увлажнения по H.H. Иванову 0.27. Объекты расположены в краевой части Раннех-валынской равнины, характеризующейся слабой естественной дренированностью. Она переходит крутым уступом высотой до 8-10 м во вторую надпойменную террасу Волго-Ахтубы. Участок равнинный со слабым уклоном в сторону речной долины. Абсолютные отметки около 200 м. По-
Рис. 1. Схема района исследований (значком показано местоположение курганного могильника).
верхностные отложения представлены древне-морскими желто-бурыми лёссовидными засоленными суглинками мощностью до 100 м. Минерализованные грунтовые воды залегают с глубины 10 м и более. На сохранившихся участках с естественной растительностью, которые используются как пастбища, преобладает типчаково-по-лынная ассоциация. В составе почвенного покрова доминирует комплекс светло-каштановых почв и солонцов. В мезо- и микропонижениях рельефа развиты луговые и лугово-каштановые почвы.
Изученный курганный могильник "Маляевка-V" находится в 5 км к северо-востоку от с. Маляевка Ленинского р-на Волгоградской обл. (рис. 2). Его раскопки проводились археологической экспедицией Волгоградского государственного университета под руководством Сергацкова [21]. Нами исследованы палеопочвы 11 памятников, а также современные фоновые почвы. Время сооружения курганов относится к эпохе бронзы (рубеж III-II тыс. до н.э. и XVI-XV вв. до н.э.), раннежелезно-му веку (III-IV вв. н.э.) и средневековью (XIII-XIV вв. н.э.). Проведен полевой морфолого-гене-тический анализ разновозрастных почвенных профилей. Измерения мощности гумусового горизонта, глубины залегания карбонатной, солевой, гипсовой аккумуляций, морфометрия новообразований и др. проводились при изучении па-леопочв в курганных траншеях на всех памятниках той или иной археологической эпохи, при изучении современных фоновых почв - на всех стенках разрезов и прикопок. При обсуждении временных закономерностей изменения морфологических параметров использованы средние данные. Химические и микробиологические анализы выполнены в образцах опорных разрезов
Рис. 2. План курганного могильника "Маляевка-У". Обозначения: 1 - раскопанные курганы; 2 - не раскопанные курганы; 3 - разрезы современных фоновых почв.
разновозрастных подкурганных и фоновых почв. Проведено определение содержания гумуса, карбонатов, гипса, состава водной вытяжки, величины рН, гранулометрического состава. Величину микробной биомассы определяли физиологическим методом, численность микроорганизмов различных трофических групп - методом высева почвенной суспензии на агаризованные среды. Микроорганизмы, довольствующиеся элементами питания из рассеянного состояния, учитывали на почвенном агаре (ПА), потребляющие гумус - на нитритном агаре (НА), использующие легкодоступное органическое вещество - на богатой органической среде (БС). Рассчитаны коэффициенты БС/НА, ПА/БС х 100 и соотношение ПА : НА : БС, которые отражают эколого-трофическую структуру микробных сообществ. Достоверность различий определяли на 5-процентном уровне значимости с помощью теста Дункана однофакторного анализа АКОУА. Использованные микробиологические методы более подробно описаны в литературе [11].
ИЗМЕНЕНИЕ ПОЧВ И ПРИРОДНЫХ УСЛОВИИ ПОЛУПУСТЫННОГО ЗАВОЛЖЬЯ Таблица 1. Химические свойства погребенных почв
Горизонт, Гумус, % pH водный Сумма солей CaCO3 Гипс Содержание частиц, %
глубина, см % ил, <0.001 мм глина, <0.01 мм
Рубеж III-II тыс. до н.э. (полтавкинская культура), каштановидная несолонцеватая карбонатная солончаковатая почва, разр. Д-486
A1 0-8 0.83 7.0 0.48 1.8 0.1 27 40
B1 8-33 0.50 8.0 0.51 2.4 0.4 29 45
B2ca33-52 0.21 8.1 0.88 12.3 1.0 29 42
BCca 52-72 0.31 8.4 1.23 12.9 1.7 17 38
Cs^ 72-132 Не опр. 8.2 1.39 6.1 9.5 16 35
Cs^132-150 » 8.2 1.12 7.5 3.6 13 31
XVI-XV вв. до н.э. (срубная культура), светло-каштановая солонцеватая солончаковатая почва, разр. Д-481
A1 0-9 0.62 8.8 0.15 1.5 0.1 25 38
B1 9-33 0.34 8.6 0.20 9.5 0.2 35 57
B2ca33-52 0.31 8.9 0.83 11.6 1.4 37 52
BCca 52-86 0.21 9.0 1.55 7.5 5.2 23. 40
Cs^ 86-150 Не опр. 8.9 1.46 6.5 5.5 15 33
III-IV вв. н.э. (позднесарматская культура), светло-каштановая солонцеватая солончаковатая почва, разр. Д-476
A1 0-9 0.93 8.3 0.10 0.0 0.1 20 35
B1 9-28 0.41 8.6 0.25 2.5 2.0 30 53
B2ca28-36 0.31 9.1 0.70 11.9 1.1 29 49
BCca 36-56 0.21 9.0 0.71 12.3 1.1 25 41
Cs^56-150 Не опр. 8.3 1.31 7.5 3.2 17 37
XIII-XIV вв. н.э. (золотоордынское время), светло-каштановая
солонцеватая глубокосолончаковатая почва, разр. Д-480
A1 0-8 1.07 8.9 0.10 0.0 0.0 21 43
B1 8-32 0.69 8.5 0.15 2.0 0.1 36 54
B2ca 32-48 0.41 8.4 0.19 15.2 0.2 35 58
BCca 48-72 0.28 8.6 0.27 12.9 0.3 26 46
C72-112 Не опр. 8.6 0.46 9.2 0.5 26 39
Cs^112-150 » 8.3 1.37 7.2 7.0 19 34
XIII -XIV вв. н.э. (золотоордынское время), солонец глубокосолончаковатый, разр. Д-485
A1 0-5 0.95 7.7 0.07 0.0 0.0 13 29
B1 5-30 0.81 7.8 0.12 1.0 0.1 48 58
B2ca 30-50 0.60 8.3 0.54 6.1 0.4 41 59
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОГРЕБЕННЫХ И СОВРЕМЕННЫХ ПОЧВ
Бронзовый век в восточно-европейских степях приходился на конец IV-II тыс. до н.э. и включал несколько культурно-хронологических этапов развития общества. Среди исследованных памятников они представлены погребениями носителей полтавкинской (рубеж III-II тыс. до н.э., курганы 3, 5-7, 12) и срубной (XVI-XV вв. до н.э., курган 13) культур эпох средней и поздней бронзы соответственно (рис. 2).
Рассмотрим особенности палеопочвы полтав-кинского времени (~ 4000 лет назад), погребенной под наиболее крупной курганной насыпью высотой свыше 1 м и диаметром 35 м (курган 3, разрез Д-486), сложенной преимущественно из древнего гумусового слоя. Профиль палеопочвы подразделяется на горизонты А1 (0-8 см), В1 (8-33 см), В2са (33-52 см), ВСса (52-72 см) и Cs, г (с 72 см) (табл. 1). Его отличает слабая цветовая и текстурная дифференцированность. В окраске преобладают бурые и желто-бурые тона. Структура гор. А1 комковатая, гор. В1 и В2са - комковато-ореховатая. Полевая влажность в верхнем полу-
Таблица 2. Характеристика карбонатного профиля погребенных и современных светло-каштановых почв
Время
Параметры рубеж III-II XVI-XV вв. III-IV вв. XIII-XIV вв. Современ-
тыс. до н.э. до н.э. н.э. н.э. ность
Глубина вскипания, см С поверхности 25 20 30 30
Глубина залегания карбонатного горизонта, см 25 32 25 30
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.