Введение к работе
Актуальность исследования. В последнее время использование почв как хранителей информации о палеоприродной среде с целью повышения обоснованности прогнозных оценок поведения разных природных компонентов привлекает все больше исследователей разных направлений науки, которые связаны с оценкой состояния и эволюции природной среды.
Вопрос о том, что состав, структура и свойства почв специфичны по отношению к природной среде уже не вызывает больших дискуссий. В то же время проблема сохранения этой специфичности во времени до сих пор дискутируется. Ее решение требует сравнений объектов, формировавшихся и сохраняющихся в разных природных условиях, подбора рядов монофакторных (различающихся одним признаком, свойством или условием) или условно многофакторных (различающихся двумя или более признаками, свойствами или условиями, взаимосвязанными между собой), оценки длительности погребения, а также взаимной обусловленности изменчивости признаков в диагенезе.
Проблема сохранности палеопочв во времени неоднократно поднималась в литературе [Губин, 1984; Дергачева, Зыкина, 1988; Иванов, 1992; Дергачева, 1997; Демкин, 1997; Retallack, 2001; и др.], но до сих пор многие вопросы дискутируются, как например, степень и условия сохранности разных компонентов палеопочв при неодинаковом сочетании экологических условий формирования, воздействие погребения и последующего функционирования почв в погребенном состоянии под влиянием резкой смены природной обстановки или при постепенном ее изменении и т.п. При этом материалов, экспериментально обосновывающих степень сохранности признаков педогенеза во времени, явно недостаточно.
Территория Нура - Ишимского междуречья, которая выбрана в качестве ключевого участка для изучения сохранности - изменчивости признаков педогенеза при разных условиях погребения палеопочв и отложений, является типичной для зоны сухих степей. В то же время она насыщена разнообразными археологическими объектами, содержащими погребенные почвы, что позволяет наравне с радиоуглеродным датированием использовать археологическое и изучать сохранность почв в диагенезе на примере хронорядов. Кроме того, расположение объектов в пределах территории с одной и той же биоклиматической обстановкой, но характеризующейся разнообразием их погребения, позволяет подбирать монофакторные ряды и выявлять сохранность тех или иных признаков древнего педогенеза в разных условиях.
Цель исследования, выявить признаки педогенеза, сохраняющиеся при разных условиях погребения палеопочв (на примере Нура-Ишимского междуречья, Казахстан).
Задачи исследования.
изучить морфологические и физико-химические свойства палеопочв и отложений разных условий погребения и определить их соответствие биоклиматическим условиям почвообразования;
изучить состав гумуса палеопочв разных условий погребения и определить его соответствие типовым характеристикам гумуса почв исследуемой территории, а также типам и условиям почвообразования;
определить особенности соотношения элементов в гуминовых кислотах, соответствующих разным условиям погребения и сохранения палеопочв;
выявить признаки педогенеза и обосновать условия погребения, при которых сохраняется во времени их информационная значимость, а также реконструировать условия формирования изученных палеопочв.
Научная новизна. Впервые выявлена зависимость сохранения свойств погребенных почв от состава перекрывающей их толщи и установлено, что при резкой смене условий функционирования наибольшим изменениям подвержена минеральная часть палеопочв, сопровождающаяся стиранием морфологических и физико-химических признаков педогенеза.
Показано, что наилучшее сохранение информации о природной среде в изменившейся природной обстановке происходит в составе гуминовых кислот, соотношение основных элементов в которых является устойчивым признаком, сохраняющим свои параметры даже при резкой смене условий функционирования палеопочв.
Установлено, что направленность педогенеза, согласно сохранившейся информации в свойствах палеопочв, в течение последней трети голоцена в сухостепных условиях междуречья Нура-Ишим была обусловлена в большей степени изменением увлажненности климата, которое привело к возникновению на современном этапе на слабодрениро-ванных участках полугидроморфных условий почвообразования, а на дренированных - сохранению их в пределах автоморфных.
На основе продуктов органо-минеральных реакций и других признаков педогенеза датированных объектов диагностированы типы почвообразования и реконструированы условия формирования почв для ряда временных отрезков последних 3000 лет, что позволило дополнить и представить более подробную схему изменения природной среды на территории междуречья Нура-Ишим.
Практическая значимость. Материалы и выводы могут быть использованы при создании теоретических основ прогнозирования изменений почв в меняющейся обстановке. Они повысят возможность уточнения теоретически обоснованных прогнозов изменения природной среды в будущем.
Полученные данные могут применяться при мониторинге природной среды региона, а также в учебном процессе в ВУЗах соответствующего профиля при чтении лекций по палеопочвоведению, эволюции и экологии почв.
Защищаемые положения. 1. Сохранность почв при разных приемах погребения осадками с неодинаковыми свойствами зависит от состава перекрывающей толщи и изменении условий их дальнейшего функционирования: при резкой смене реакции среды происходит стирание ряда морфологических и физико-химических признаков педогенеза.
2. Согласно информации, сохранившейся в признаках педогенеза, эволюция типов почвообразования в течение последних 3000 лет на сла-бодренированных территориях сухостепной зоны междуречья Нура-Ишим была направлена от ксероморфных условий к более гидроморф-ным, а на дренированных участках изменения не выходили за рамки степного автоморфного почвообразования.
Личный вклад. Автором проведено полевое и лабораторное изучение почв, интерпретированы материалы исследования, на основе которых сформулированы и обоснованы выводы работы.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 1 статья в рецензируемом журнале, входящем в «Перечень...» ВАК РФ. Материалы диссертации доложены на Всероссийских и Международных конференциях: «Кадырбаевские чтения - 2007» (Казахстан, Актобе, 2007); «Фундаментальные проблемы квартера» (Новосибирск, 2009); «Отражение био-, гео- антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове» (Томск, 2010); «Ковалевские чтения» (Новосибирск, 2010); «Маргулановские чтения» (Казахстан, Астана, 2010); «Палеопочвы - хранители информации о палеоприродной среде прошлого» (Новосибирск, 2011) и «Современные проблемы генезиса, географии и картографии почв» (Томск, 2011).
Структура диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах, состоит из введения, пяти глав, выводов. Она включает 39 рисунков, 29 таблиц, список литературы представлен 254 наименованиями.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность своему руководителю д.б.н., проф. Марии Ивановне Дергачевой за конструктивную помощь в работе и долготерпение. Автор также благодарит
коллектив НИИ археологии им. К.А. Акишева (г. Астана. Казахстан) во главе с к.и.н. М.К. Хабдулиной, к.и.н. В.В. Варфоломеева за всестороннюю поддержку, помощь в организации полевых исследований и консультации, д.х.н. В.П. Фадееву и к.г.-м.н. Л.А. Орлову за содействие в получении аналитических характеристик и радиоуглеродных дат, а также сотрудников лаборатории БГЦ ИПА СО РАН за помощь в проведении лабораторных исследований и поддержку.
