Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Региональные особенности развития почв и природных условий восточноевропейских степей в голоцене 7
Глава 2. Район, объекты и методы исследований 17
Глава 3. Черноземы приазовской равнины в эпохи бронзы, раннего железа и средневековья 36
3.1. Водораздел рр.Миус и Мокрый Еланчик 3 7
3.2. Таганрогский полуостров 40
3.3. Водораздел рр.Дон и Тузлов 45
Глава 4. Почвы долины нижнего дона в эпохи бронзы и раннего железа 54
4.1. Пойма р.Дон 5 5
4.2. Вторая надпойменная терраса р.Дон 74
4.3. Первая надпойменная терраса р.Сал 84
Глава 5. Закономерности вековой изменчивости почвенных свойств и процессов 92
5.1. Динамика содержания легкорасгворимых солей и гипса 92
5.2. Закономерности развития солонцового процесса 94
5.3. Изменение гумусового профиля 96
5.4. Динамика запасов и профильного распределения карбонатов 101
5.5. Закономерности временной изменчивости почвенных параметров 104
Глава 6. Эволюция почв нижнего дона в среднем и позднем голоцене 107
Глава 7. Палеопочвы как индикаторы динамики природньіх условий за историческое время 116
Выводы 128
Литература 130
- Региональные особенности развития почв и природных условий восточноевропейских степей в голоцене
- Водораздел рр.Дон и Тузлов
- Первая надпойменная терраса р.Сал
- Закономерности временной изменчивости почвенных параметров
Введение к работе
Актуальность работы. В российском почвоведении проблемам генезиса и эволюции почв, начиная еще с работ В.В.Докучаева, всегда уделялось большое внимание. И поэтому не случайно в настоящее время по глубине и фундаментальности разработанности они занимают передовые позиции в мировой почвенной науке. В последние десятилетия эти вопросы в России вызывают повышенный интерес, чему во многом способствовала ориентация исследований на фунтовые археологические памятники, которые рассматриваются как памятники природы, включая и палеопочвы прошлых исторических эпох. Усилиями многих отечественных ученых (АЛ.Александровский, Б.П.Ахтырцев, А. Н.Геннадиев, В.А.Демкин, М.И. Дергачева, И.В.Иванов и др.) разработаны концептуальные модели голоценового педогенеза в различных природных зонах, определены скорость и направленность элементарных почвенных процессов, установлены закономерности географии палеопочв в древности и средневековье. Убедительно показано важнейшее значение погребенных почв археологических памятников как индикаторов динамики природной среды, реконструирована история развития климатических условий в голоцене. Тем не менее, на палеопочвенной карте России все еще остается много "белых пятен", заполнение которых как фактическим материалом, так и теоретическими разработками относится к числу первостепенных задач. Именно к таким территориям относятся степи Нижнего Дона. Актуальность исследований определяется также своеобразием почв, сформированных в этом регионе, генезис и классификационная принадлежность которых до сих пор вызывают дискуссию.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы заключалась в реконструкции истории развития почв и природной среды Нижнего Дона за последние 45 веков. Ее достижение обеспечивалось решением следующих задач:
сравнительный анализ палеопочв разновозрастных археологических памятников, приуроченных к различным природным районам и элементам рельефа;
- определение скорости, направленности, масштабов вековой изменчивости
почвенных свойств и процессов;
установление основных этапов эволюции почв за историческое время;
реконструкция изменчивости климата во второй половине голоцена на основе почвенных параметров.
Научная новизна. Проведенные исследования позволили получить новые данные об истории развития почв и природной среды Нижнего Дона во второй половине голоцена, а именно:
- выявлены закономерности вековой динамики параметров гумусового,
карбонатного, солевого, гипсового профилей почв, определены скорость и
направленность элементарных почвенных процессов;
- установлены основные этапы развития почв. Впервые показано, что в
ид»—іієодкократные эволюционные
течение последних 4000 лет происход
преобразо ван ия ч ерноземо в на подти повс м ^^йвйе.^и н л л ь Н А Я1
БИБЛИОТЕКА !
СЇІЄ!
О»
' - На основе палеопочвенных данных впервые разработана периодизация и хронология развития природной среды региона на протяжении суббореального и субатлантического периодов голоцена.
Научно-прикладное значение работы прежде всего состоит в получении
новых палеопочвенных данных, на основании которых уточнены и детализированы региональные особенности голоценовой динамики палеогеографических условий восточноевропейских степей. Установленные закономерности развития почв и почвенного покрова, направленности и скорости протекания элементарных почвенных процессов, устойчивости и изменчивости почвенных свойств имеют важное значение для дальнейшего совершенствования диагностики и классификации почв, почвенно-географического районирования, для оценки современного состояния почвенно-мелиоративной обстановки и прогноза ее изменения.
Результаты исследований внесли определенный вклад в совершенствование методики полевого археологического изучения грунтовых памятников древней и средневековой истории.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на международных симпозиумах: "XI Конгресс ИНКВА" (Москва, 1982), "Эволюция почв и почвенного покрова в связи с изменениями природной среды" (Пушино, 1992), "Применение методов естественных наук в археологии" (С.Петербург, 1994), "Проблемы истории и культуры сарматов" (Волгоград/ 1994), "Paleoenvironmental Records of Desert Margins and Paleomonsoon Variation during the last 20 ка"(Китай, 1994), "The First GA1M Science Сопґегепсе"(Германия, 1995), "Recent and Paleopedogenesis as Tools for Modelling past and future Global Change" (Германия, 1997), "Learning from the past: Global paleoclimatic changes" (Иордания, 1998), "Loessfest'99, Loess characterization, stratigraphy, climate and societal" (Германия, 1999), на конференциях: "История развития почв СССР в голоцене" (Пущино, 1984), "Проблемы эволюции почв" (Пущино, 2001). Материалы диссертации включены в научные отчеты по грантам РФФИ: № 96-05-65662,99-06-80347
Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 работ, в том числе 16 за рубежом.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав и выводов. Она включает 118 страниц текста, 29 рисунков и 15 таблиц. Список литературы насчитывает 280 работ, из них 12 иностранных авторов.
Организация исследований. Работа выполнялась в Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. Полевые исследования проводились совместно с археологическими экспедициями Института археологии РАН, Таганрогского краеведческого музея. Автор глубоко признателен научному руководителю д.б.н. В.АДемкину, д.с.х.н. Б.Н.Золотаревой за ценные советы и замечания при оформлении научной работы, а также археологам П.АЛаренку, Е.И.Беспалому за помощь в организации совместных полевых работ.
Личный вклад автора в решение поставленных задач заключался в разработке программы и методики исследований, организации и проведении
экспедиционных работ и сборе полевого фактического материала, морфогенетическом и химическом анализе объектов, обработке и интерпретации аналитических данных, теоретическом обобщении оригинальной и литературной информации, реализации научной концепции и формулировке выводов.
Региональные особенности развития почв и природных условий восточноевропейских степей в голоцене
Генетико-эволюционные проблемы голоценового почвообразования в восточноевропейских степях по сравнению с другими природными зонами относятся к числу наиболее разработанных. Это достигнуто благодаря многочисленным и многолетним исследованиям палеопочв, погребенных под разновозрастными археологическими памятниками, главным образом курганными сооружениями эпох бронзы, раннего железа и средневековья. В итоге получена достаточно подробная картина вековой динамики состояния почв и почвенного покрова степной зоны, установлены направленность и скорость протекания многих почвенных процессов на протяжении последних 5000 лет.
Территориально комплексные почвенно-археологические работы проводились преимущественно в пределах таких крупных природных районов Восточной Европы, как Северное Причерноморье, Среднерусское Черноземье, Предкавказье, Нижнее Поволжье и Прикаспий. Коротко остановимся на анализе палеопочвенных данных, полученных для каждого из упомянутых регионов.
Северное Причерноморье. Достаточно цельная картина средне- и позднеголоценовой эволюции почв юга Украины получена В. П. Золоту ном (Золотун, 1974, Золотун и др., 1984). Им были изучены палеопочвы более 100 курганных сооружений, возраст которых колеблется от 5000 до 2400 лет. Установлено, что во второй половине голоцена климатические условия в регионе непрерывно изменялись и имели общую тенденцию к смягчению. На рубеже V века до н.э. климат приобрел черты современного. Почвы в течение последних 5000 лет эволюционировали в направлении от светло-каштановых к каштановым - темно-каштановым и далее к южным и обыкновенным черноземам. На процесс почвообразования существенное влияние оказывала импульверизация солей с Сиваша. На протяжении рассматриваемого интервала времени происходил активный вынос легкорастворимых солей из почвенного профиля. Миграция карбонатов отмечалась лишь в верхнем метре почв, в двухметровой толще их запасы сохранялись стабильными. Автором дается характеристика направленности и скорости отдельных элементарных почвенных процессов, основанная на сравнительном анализе свойств датированных разновозрастных палеопочв.
Исследования И.В.Иванова (Иванов и др., 1986, Иванов, 1989, 1992) показали, что по крайней мере последние 7-8 тыс. лет степные почвы юга Украины (Орельско-Самарское междуречье) развивались по черноземному типу. В связи с колебаниями климата в процессе педогенеза наблюдалась определенная цикличность. Черноземы обыкновенные атлантического периода голоцена эволюционировали в суббореальные черноземы южные, а затем вновь в обыкновенные субатлантического периода. Южные черноземы суббореала от обыкновенных черноземов других периодов отличала меньшая гумусированность и мощность гумусового горизонта, наличие слабой солонцеватости, языковатость, высокое залегание гипса и легкорастворимых солей. Наиболее сильная выраженность аридных черт в почвах рассматриваемой территории наблюдалась около 4000 лет назад. На юге Украины наибольшие за последние 50 веков скорости прироста гумусового горизонта имели место в периоды минимумов солнечной активности (Иванов, Лисецкий, 1994). К периодам же максимумов солнечной активности были приурочены наибольшие скорости его уменьшения. В условиях восточноевропейской почвенно-климатической фации зрелое состояние черноземов обыкновенных с современным гумусовым горизонтом мощностью около 65 см было достигнуто в процессе саморазвития около 2000-1500 лет назад (Иванов, Чернянский, 1996). Н.П.Герасименко (Герасименко, 1993, 1997) реконструирована голоценовая динамика почвенно-ландшатных условий на территории Донбасса. Показано, что за последние 10-13 тыс. лет здесь происходила неоднократная смена степных и лесостепных ландшафтов. Палеопочвы эпох бронзы, раннего железа и средневековья характеризовались заметными отличиями. Более того, внутри этих культурно-исторических этапов также наблюдалась существенная изменчивость условий почвообразования. Так, например, савроматское (около 2500 лет назад) и позднесарматское (примерно 1800-1600 лет назад) время было более влажным по сравнению с ранне- и среднесарматским (2300-2000 лет назад). В соответствии с этим происходила периодическая смена злаковых, разнотравно-злаковых и луговых степей.
Предкавказье. В пределах данной территории развиты черноземные и каштановые почвы. Детальные исследования палеопочв, погребенных под курганами бронзового и раннежелезного веков проведены в подзоне обыкновенных черноземов Ставропольской возвышенности (Геннадиев, 1990). Установлены закономерности временной изменчивости гумусового, карбонатного, солевого профилей. Около 4000-3000 лет назад почвы характеризовались большей засоленностью и солонцеватостью, причем последняя в современных фоновых объектах не отмечена. По мнению автора, данный регион отличает относительно стабильный в последней трети голоцена почвообразовательный макро процесс, который происходил на фоне периодических биоклиматогенных изменений свойств почв.
В пределах этой же возвышенности в подзоне темно-каштановых почв изучены курганы скифского времени (VII-VI вв. до н.э.) (Александровский и др., 1997). Помимо традиционных методов авторами использован палеоботанический анализ (спорово-пыльцевой и фитолитный). Установлено, что погребенная темно-каштановая почва имеет большое сходство с современной. Вместе с тем она характеризуется более высоким залеганием карбонатного горизонта, большим количеством их новообразований. В целом признаки палеопочвы свидетельствуют о несколько большей аридности климата в первой половине I тыс. до н.э. по сравнению с современностью. Однако эти различия были не столь резкими, как на границе между лесом и степью на территории Предкавказья (Александровский, Бирина, 1987).
Водораздел рр.Дон и Тузлов
Курганная группа (могильник "Шаумян-96") расположена на юго-восточной окраине села Чалтырь Мясниковского района Ростовской области. Археологические раскопки проводились под руководством Е.И.Беспалого. В геоморфологическом отношении участок находится на южной оконечности водораздела между реками Тузлов и Дон, имеющего небольшой уклон на юг и расчлененного на западе - балкой Сафьянова, на востоке - Мокрым Чалтырем. Абсолютные высоты территории 74-75 м. Курганы расположены очень компактно на небольшой площади. Почвенно-грунтовая толща имеет тяжелосуглинистый гранулометрический состав. Почвообразующей породой являются лессовидные суглинки, плащеобразно перекрывающие аллювиальные отложения. Изучено 4 кургана раннежелезного века. По данным археологов курганы сооружены носителями среднесарматской культуры в 1 веке н.э. с максимальным временным интервалом в 100 лет. Высота насыпей составляла от 55 до 135 см. Один курган (№5) был расположен на пашне, остальные (№№1, 3,4) - на 3-х-летней залежи, заросшей сорной растительностью.
Наиболее древний курган, датируемый началом I века нашей эры (около 2 тыс.лет назад), имел высоту насыпи около 50 см. Погребенная почва была перекрыта выкидом из могильной ямы, представляющим собой желтый карбонатный материал из нижних горизонтов, и четко отделялась от насыпи. Отсутствие вскипания от HCI в верхнем горизонте погребенной почвы свидетельствует об отсутствии вноса веществ из насыпи и хорошей ее сохранности. Верхняя часть насыпи была сооружена из материала гумусовых горизонтов. Погребенная почва имела следующее морфологическое строение: гор.А 0-25 см, темно-серый тяжелый суглинок, структура комковато-мелкоореховатая, при подсыхании в верхних 10 см отмечается небольшая столбчатость, переход в нижележащий горизонт постепенный, заметен по окраске; гор.АВ 25-44 см, буровато-серый тяжелый суглинок комковато-мелкоореховатой структуры, переход заметен по окраске и структуре; гор.Ві 44-67 см, серовато-бурый тяжелый суглинок с призмовидно-ореховатой структурой, по граням структурных отдельностей слабовыраженный псевдомицелий, переход заметен по окраске и появлению карбонатных новообразований в форме белоглазки; гор.Вкі 67-97 см, тяжелый суглинок палевого цвета с ярко белыми пятнами карбонатов размером 3-4 мм, комковато-ореховатой структуры; гор.Вкг 97-131 см, тяжелый суглинок палевого цвета с редкой, но более крупной (5-6мм ) белоглазкой, буроватые пленки кутан по вертикальным граням структурных отдельностей; гор.ВС 131-173 см, тяжелый суглинок, на палевом фоне темные вертикальные затеки по ходам корней, кротовины, заполненные гумусовым материалом, переход заметен по появлению гипсовых аккумуляций; гор.С 173-220 см, желто-палевый тяжелый суглинок с темно-серыми затеками по ходам корней и гипсовыми аккумуляциями в форме кристаллических друз и ярко белых пятен. С горизонта Вк; и вниз по профилю на вертикальных стенках структурных отдельностей буроватые (с глубиной более темной окраски) пленки кутан с черными Fe-Mn пунктуациями. Морфологические признаки солонцового процесса отмечены в гор.В t.
Весь почвенный профиль тяжелосуглинистый (рис.5). Содержание физической глины колеблется в пределах 52-57 %. Преобладающей фракцией являются частицы размером 0.05- 0.01 мм (крупная пыль). Элювиально-иллювиальная дифференциация профиля практически отсутствует. Отношение содержания глины в гор.В к гор.А составляет 1.05. По данным анализа водных вытяжек насыпь и гумусовые горизонты А и АВ не засолены (рис.6 табл.4,5). Во втором же полуметре почвенной толщи (гор.Ві и Вк) отмечено слабое гидрокарбонатно-сульфатное кальций-натриевое засоление. Величина плотного остатка здесь превышает 0.3%. С глубины 173 см фиксируется сильное сульфатно-кальциевое засоление. Величина емкости поглощения 28 -33 мг-экв/100 г, с максимумом в гор.А и АВ. В составе ППК преобладает Са, с глубиной его содержание несколько уменьшается. Магния в 2-4 раза меньше и с глубиной количество его увеличивается. Значительно содержание поглощенного натрия, максимум его зафиксирован в гор.В ( и BKJ -10- 12% от суммы поглощенных оснований. Величина рН изменяется в пределах 7.6-8.2. Карбонатный профиль имеет следующие характеристики: вскипание от HCI с 25 см, верхняя граница аккумуляционных выделений фиксируется на глубине 67 см, мощность карбонатного горизонта 64 см. В распределении карбонатов по профилю отмечено два максимума. Один расположен во втором полуметре от поверхности, другой - на глубине 200 - 250 см. Средневзвешенное содержание карбонатов в этих слоях около 11-12%. С глубины 173 см появляется гипс в форме ярко белых пятен и кристаллических друз. Средневзвешенное его содержание в 2-х метровой толще составляет 1.89%. Гумусовый профиль характеризуется средней мощностью и слабой гумусированностью (фиксированное содержание гумуса 1.84-1.57% в гор. А и гор.АВ, соответственно).
Рассмотренные морфологические и химические свойства палеопочв дают основания считать, что на изучаемой территории в начале 1 века нашей эры были развиты черноземы южные среднемощные слабогумусированные солонцеватые глубокосолончаковатые. Наиболее поздние погребения на территории данного могильника были вскрыты под двумя курганами (№4 и №5) и датированы археологами концом I века нашей эры (около 1900 лет назад). Насыпи курганов были сооружены из гумусовых горизонтов и имели высоту 55 см (курган № 4) и 135 см (курган №5). Граница между погребенной почвой и насыпью хорошо выделялась. Почва имела следующее строение: гор.Ао 0-2 см, минерализованный бывший дерновый горизонт, белесый тяжелый суглинок, пылеватый с большим количеством черных Fe-Mn пунктуации и углистых частиц; гор.А 2-17 см, серый тяжелый суглинок комковато-порошистой структуры, переход заметен по структуре и сложению; гор.АВ 17-45 см, буровато-темно-серый тяжелый суглинок с хорошей мелкокомковатой структурой, переход заметен по окраске; гор.Ві 45-70 см, серовато-бурый тяжелый суглинок с комковато-мелкоореховатой структурой, переход заметен по окраске, структуре, появлению карбонатных новообразований в нижележащем горизонте; гор.Вкі 70-107 см, белесовато-палевый тяжелый суглинок, комковато-ореховато-порошистой структуры, с большим количеством карбонатов как в форме белоглазки, так пропитки и вертикальных трубочек, кротовины, темные вертикальные затеки по ходам корней; гор.Вк2 107-152 см, желтовато-палевый тяжелый суглинок, с глыбисто-комковатой плохо выраженной структурой, белоглазка; гор.Вк3 152-189 см, желтовато-палевый тяжелый суглинок с редкой желтоватой выделяющейся при подсыхании белоглазкой; гор. ВС 189-224 см, желтовато-палевый тяжелый суглинок, с плохо выраженной глыби сто-порошистой структурой; Сгипс 224-270 см, желтовато-палевый тяжелый суглинок с аккумуляцией, в основном, мелкокристаллического гипса в форме рыхлых пятен диаметром 2-4 см, изредка встречается крупнокристаллический, расположенный по сферической поверхности. С гор.Вкі появляются слабо выраженные бурые кутаны по граням структурных отдельностей, вниз по профилю степень развития этого признака усиливается, появляются Fe-Mn черные пунктуации.
Первая надпойменная терраса р.Сал
Терраса имеет два уровня: низкий (абс.высоты 13-15 м) и высокий (абс.высота 15-17 м). Поверхность террасы обоих уровней ровная с пологим уклоном к р.Сал. Сложена аллювиально-делювиальными суглинками тяжелыми и средними, мощностью 3-7 м Ниже располагаются аллювиально-морские сурожские отложения песков, суглинков и глин, мощностью 20-30 м. Грунтовые воды залегают на глубине не более 10 м. Их минерализация варьирует от 3-5 до 10 г/л. Состав вод сульфатно-натриевый и гидрокарбонатно-натриевый. На первой надпойменной террасе р.Сал с абс. высотами 13-14 м в 1,5 км к югу от х.Слободского Семикаракорского района исследованы два памятника, представляющие собой разновозрастные курганы.
Сагванский могильник-1, курган № 21. относится к эпохе бронзы, ямная культура (середина III тыс.до н.э.). Он расположен на пашне, причем насыпь также подвергалась распашке. Исследования проведены в центральной бровке. Высота насыпи около 1.5 м. Древняя поверхность хорошо отделялась от насыпи. Она очень неровная (в пределах 5-7 см), вследствие хорошо развитого нанорельефа.
Палеопочва имела следующее морфолого-стратиграфическое строение: гор.Ао 0-3 см, желтовато-белесый с сизоватостью, при высыхании белесый, тяжелый суглинок, тонкая горизонтальная слоеватость, маленькие ржавые пятнышки, ярко-белые прожилки, мощность горизонта сильно колеблется, на некоторых участках не прослеживается; гор.А 3-16 см, буро-серый, тяжелый суглинок, структура непрочная комковато-ореховатая, ярко-белые прожилки, ржавые, коричневые точки, плотный, нижняя граница очень неровная, волнообразная, мощность гумусового горизонта колеблется от 13 до 9-3 см, местами исчезает, в этом горизонте и ниже кротовины, профиль слабо дифференцирован на горизонты, переходы постепенные; гор.АВ 16-50 см, бурый, тяжелый суглинок, структура непрочная порошисто-ореховатая, ярко-белые точки, прожилки, ржавые вкрапления, плотный; гор.Вк 50-99 см, буровато-желтый, тяжелый суглинок, структура плохо выраженная, непрочная гльтбисто-ореховатая, отдельные пятна карбонатов, по ходам корней белесые затеки, плотный (по плотности весь профиль одинаков), кротовины; гор.Вгипс. 99-165 см, желтый, тяжелый суглинок, структура плохо выраженная, комковатая, очень непрочная, скопления гипса в виде друз и ярко белых прожилок; гор.С 165-210 см, светло-желтый, тяжелый суглинок, структура не выражена, кротовины, большое количество гипса в виде друз.
Почвенный профиль тяжелосуглинистый (рис.18). Преобладающими фракциями являются глинистые частицы и крупная пыль, содержание которых колеблется в пределах 53-58% и 35-43%, соответственно. Отношение содержания глины в гор.В к гор.А составляет 1.09. По данным анализа водных вытяжек (рис.20) насыпь кургана не засолена, за исключением слоя, непосредственно перекрывающего почву, в котором зафиксировано сильное сульфатно-натриевое засоление. Палеопочва также характеризуется сульфатно-натриевым засолением, причем в верхних гумусовых горизонтах А и АВ выявлена средняя степень засоления, ниже по профилю она увеличивается, плотный остаток достигает 1.2-1.5%. Емкость поглощения 22-27 мг-экв/100 г почвы. В составе ППК доминирует магний (38-44%), очень высокое содержание натрия во всем профиле (35-38%), количество кальция варьирует в пределах 17-25% (рис. 19). Карбонатный профиль имел следующие характеристики: вскипание от HCI с 16 см, верхняя граница аккумуляционных выделений фиксируется на глубине 54 см, общая мощность карбонатного горизонта составляет 45 см. Максимум в содержании СаСОз фиксируется во втором полуметре и достигает 15.7%, их средневзвешенное содержание в двухметровой толще составляет 12.2%. С глубины 99 см появляется гипс в виде друз и прожилок. Средневзвешенное его содержание в 2-х метровой толще составляет 1.15%. Гумусовый профиль характеризуется средней мощностью, слабой гумусированностью (фиксированное содержание гумуса не превышает 0.6 -1.0%). Запас гумуса в метровой толще составляет 9.8 кг/м .
Рассмотренные морфологические и химические свойства позволяют диагностировать почву как чернозем южный солончаковый осолонцовьтвающийся. Фоновые почвы были изучены в 50 м к югу от кургана. Разрез заложен на выровненной площадке на поле подсолнечника. Профиль почвы имеет следующее строение: гор.Апах. 0-29см, темно-серый, тяжелый суглинок, структура порошисто-комковатая, уплотнен, тонкие корни; гор.АВ 29-60 см, серо-бурый, тяжелый суглинок, структура комковато-порошистая непрочная, плотный, тонкие корни; гор. Вк 60-120 см, желто-бурый, тяжелый суглинок, структура комковато-мелко-ореховатая, плотнее предыдущего, по ходам корней темные затеки гумуса, корни, белые пятна карбонатов; гор.ВС 120-214 см, буровато-палевый, тяжелый суглинок, структура порошисто-комковато-мелко-ореховатая, отдельные темно-серые вертикальные тяжи, белые пятна карбонатов; гор.С гипс. 214-247 см, буровато-палевый, тяжелый суглинок, структура плохо выражена, непрочная комковатая, друзы гипса.
Почва тяжелосуглинистая. Преобладающими фракциями являются глинистые частицы и крупная пыль. Отношение содержания глинистых частиц в гор.В к гор.А составляет 1.06. Верхняя двухметровая почвенная толща не засолена. С глубины гор.С зафиксировано сильное сульфатное засоление, плотный остаток здесь достигает 1.02%. Емкость поглощения 18-25 мг-экв/100 г почвы с максимумом в гор.АВ. В составе ППК доминирует кальций, содержание его в гумусовых горизонтах составляет 77-80%) ниже, в гор.В количество его уменьшается до 61-46%), а в почвообразующей породе не превышает 30%. На втором месте в составе ППК находится магний, его количество по профилю возрастает с 15% в гор.А до 40% в гор.С. Содержание натрия в верхнем метре незначительно (не превышает 3%), ниже по профилю доля его в составе ППК возрастает от 18% в гор.Вк до 28% в гор.С. Вскипание от HCI начинается с 56 см. Верхняя граница карбонатных аккумуляционных выделений фиксируется на глубине 60см, мощность карбонатного горизонта составляет 60 см. Гипсовые аккумуляции в форме друз обнаруживаются с 214 см. Средневзвешенное содержание карбонатов и гипса в двухметровой толще составляет 9.9% и 0.14%, соответственно. Гумусовый профиль среднемощный, слабогумусированный. Запас гумуса в метровой толще составляет 25кг/м2.
Закономерности временной изменчивости почвенных параметров
Полученные данные позволили установить основные закономерности изменения морфологических и химических свойств сухостепных почв Приазовья на протяжении последних 4 тыс. лет, количественно оценить скорость их преобразований, определить хронологические рамки развития того или иного элементарного почвенного процесса. Поскольку изученные почвенные параметры и полученные расчетные данные их изменчивости имеют различную размерность (линейную, весовую, процентную), то для проведения сравнительного анализа направленности и масштабов изменения того или иного показателя в течение конкретных хроноинтервалов и между собой были использованы относительный коэффициент интенсивности временной изменчивости (КИВИ) почвенных параметров, предложенный В.А.Демкиным (1996) и степень изменения почвенного параметра (СИП; Песочина и др., 2000). Первый показатель вычисляется по формуле: КИВИ=100(Пт2-Пті)/ПТі(ТгТ2)100%, где Т, и Т2- начало и конец хроноинтервала (лет назад), причем Т Т а Т2 является началом следующего хроноинтервала; ПТ( - величина почвенного параметра (в мм, м, т/га, % или других единицах) в момент времени Ть ПТ2 - то же в момент времени Т2. Их разница может иметь положительный или отрицательный знак в зависимости от того, увеличивается или уменьшается величина параметра в течение отдельного хроноинтервала. Согласно формуле определяемая интенсивность почвенных изменений приводится к 100 годам и выражается в +-%/ 100 лет. Вычисление второго показателя представлено в табл.15. Определение коэффициентов временной изменчивости почвенных параметров выявило следующие закономерности (таблица 14),
Для раннежелезного века была характерна наиболее высокая динамика почвенных свойств, особенно для параметров солевого и гипсового профилей. При переходе от эпохи бронзы к раннему железу и в течение последних 1900 лет интенсивность временной изменчивости почвенных параметров была незначительна. Колебания величин КИВИ отмечены и в пределах отдельных хроносрезов. Минимальной динамикой характеризуются такие показатели как распределение илистых частиц в почвенном профиле, мощность гумусового горизонта, содержание органического вещества в гор.АВ, групповой состав гумуса, средневзвешенное содержание карбонатов в 2-х и 1.5 метровой толщах. Для таких параметров как: содержание обменного натрия в гор.В, средневзвешенное содержание гипса в слоях 0-2 м и 1.5-2.0 м, а также содержание легкорастворимых солей в слое 1.5-2.0- значения КИВИ были наибольшими. Несмотря на высокую интенсивность временной изменчивости содержания легкорастворимых солей, характерную для раннежелезного века, степень их изменчивости, в основном, не превышала 3 градаций (табл.15). В то время как при невысокой временной интенсивности динамики почвенных свойств при переходе от эпохи бронзы к раннему железу, степень изменения содержания обменного натрия в составе ППК была высокой.
Проведенные исследования свидетельствуют о развитии почв в течение последних 40 веков по черноземному типу. Общими чертами строения исследуемых почв были: среднемощный малогумусированный почвенный профиль с дифференциацией на горизонты А, АВ, В и С, с наличием карбонатных миграционно-сегрегационных аккумулятивных горизонтов. На фоне отмеченных общих закономерностей строения почв фиксировались признаки, дифференцировавшие разновозрастные почвы по показателям развития процессов осолонцевания-рассолонцевания (реликтовых или актуальных), а также процессов засоления-рассоления (появление легкорастворимых солей и гипса в пределах верхней 2-х метровой толщи). Результатом этой изменчивости было формирование разных подтипов черноземов в отдельные временные отрезки: 4000 лет назад - черноземов обыкновенных переходных к черноземам южным, 3700, 2000, 1200 лет назад -черноземов южных, 2400, 1900 лет назад и в настоящее время - черноземов обыкновенных, причем современные почвы характеризуются увеличением мощности почвенной толщи с содержанием гумуса более 1%, что соответствует понятию североприазовских черноземов (Прасолов, 1916; Захаров, 1940; Гаврилюк, 1953). Многократное наложение гумусовых профилей двух разных подтипов способствовало накоплению гумуса в верхних горизонтах, характерному как для черноземов южных (верхняя граница), так и черноземов обыкновенных (нижняя граница).
Похожие диссертации на Развитие почв и природной среды Нижнего Дона во второй половине голоцена
