Введение к работе
Актуальность исследований. Особенности отражения света почвами, начало изучению которых было положено Г.И. Покровским (1928), широко ис-пользуится при решении теоретических и прикладных задач почвоведения.
Фундаментальными исследованиями И.И. Кар-манова, Д.С. Орлова, НА.Михайловой и других ученых выявлены основные количественные связи между интенсивностью и спектральным составом излучений, отражаемых современными почвами, с одной стороны, и составом, свойствами их минеральной и органической составляющих, а также почвенной массой в целом, с другой.
Окраска ( цвет) почв - один из основных наи
более информативных морфологических признаков,
применяемых при генетической диагностике современ
ных почв (Розанов, 1983), и именно по морфоло
гическим признакам ( и прежде всего по цвету) чаще
всего производится первичное выделение ископаемых
почв в толше отложений и расчленение их на гене
тические горизонты.
Однако визуальное определение цвета почв очень субъективно, чаще всего не позволяет уловить различия оттенков одной цветовой гаммы и не может быть выражено количественными показателями. Поэтому введение в практику расчленения толщ и выделения профилей и(или) горизонтов ископаемых почв объективных критериев оценки цвета, способности поглощения (отражения) света в разных областях спектра, коэффициентов дифференциации на основе спектральных свойств почвенной массы может суще-:твенно облегчить труд исследователей, для которых вопросы стратиграфии отложений, выделения ископаемых почв, их дифференциации и корреляции яв-
ляются непременными звеньями проводимых исследований.
Работ, в которых для тех или иных целей применялись спектрофотометрические характеристики разновозрастных ископаемых почв и вмещающих их отложений, не много, и тем более редки работы, в которых устанавливались количественные связи спектральной отражательной способности ископаемых почв с их цветом и вещественным составом (Бирюкова, 1978; Бирюкова, Орлов, 1980).
Предбайкаїье - очень сложный природный регион со своеобразными процессами осадконакопления, историей формирования и развития всех компонентов природной среды, а также, как правило, плохой сохранностью ископаемых почв.
Изучение оптических свойств ископаемых почв и отложений, установление количественных зависимостей спектрофотометрических коэффициентов с их вещественным составом позволит проводить оперативную стратификацию отложений, выделять и воссоздавать положение отдельных горизонтов ископаемых почв, фиксировать отдельные признаки педогенеза, не проявляющиеся морфологически, а также і комплексе с другими характеристиками вещественного состава реконструировать природные услови* почвообразования разных временных отрезков голоцен-плиоценового времени.
Цель работы: выявить закономерности изменения спектральной отражательной способности голоцен-плиоценового ряда ископаемых почв Предбайкалы и установить ее связи с вещественным составом.
Задачи исследования :
-
Изучить состав и свойства органической і минеральной части разновозрастных ископаемы) почв Предбайкалья, а также спектральную отража тельную способность почвенной массы.
-
Установить количественные связи спектро фотометрических коэффициентов, характеризующие
цвет, дифференциацию почв, отражение (поглощение ) света, с вещественным составом почв.
3. Определить наиболее информативные показа
тели оптических свойств почвенной массы и (или)
компонентов почв для диагностики палеоэколо
гических условий формирования почв.
-
Обосновать систему признаков, характеризующих отражение света разновозрастными и разноге-нетичными почвами, для оперативной стратификации отложений, выделения ископаемых почв и (или) их горизонтов, а также ближних их корреляций.
-
Разработать принципы формирования базы данных по оптическим свойствам разновозрастных почв й отложений Предбайкалья
Объекты и методы исследований. В качестве объектов исследования были выбраны:
-
Разновозрастные ископаемые почвы в голоцен-плейстоценовых отложениях Игетейского берегового обнажения Братского водохранилища в районе Осинского расширения (Южное Приангарье); Иге-тейское береговое обнажение входит в состав группы археологических местонахождений, которые условно названы "Игетей".
-
Плиоценовые почвы в отложениях береговых обнажений бухт Сарайской и Харалдай на о. Ольхой.
Проанализировано около 300 образцов почв из 5-Ю метровых толщ отложений, вскрытых сплошными и (или) отдельными зачистками в обнажениях Игетей и бухт Сарайской и Харалдай. Изучение физико-химических и химических свойств, а также спектральной отражательной способности почв и отложений проводились с использованием общепринятых аналитических и инструментальных методов.
Научная новизна. Впервые по единому комплексу методов изучены спектральные характеристики ископаемых почв Предбайкалья в широком временном интервале: от позднего голоцена до позднего-
среднего плиоцена, а также основные физико химические и химические характеристики веществен ного их состава.
Установлены количественные связи спектро фотометрических коэффициентов ископаемых голоцен плиоценовых почв с их вещественным составом I приведены уравнения регрессии.
Показано, что характер изменения отдельны:
'спектрофотометрических коэффициентов по профи
лю дает возможность судить о дифференциации толщі
ископаемых почв и вмещающих их отложений, спо
собствует их расчленению на горизонты, а такж<
вычленению слоев, прослоев с признакам!
почвообразования и(или) дериватов горизонтов, т.е. і том случае, когда морфологические признаки не позво ляют это сделать.
Установлена тесная связь коэффициента Р750 < параметрами элементного состава гуминовых кислот..
Выявлено, что в почвах теплых условий формирования наиболее значимым и коррелирующим ( большинством параметров вещественного их составг
являются коэффициенты Р75о и ps (КО), тогда как дл> холодных условий ( сартанского и муруктияекого времени) - коэффициенты ЦЇ и ЦУ.
Предложены принципы формирования банк данных по оптическим свойствам ископаемых почі Предбайкалья и начато его наполнение.
Защищаемые положения:
1. Количественные связи спектрофотомет
рических коэффициентов с характеристиками веще
ственного состава почв холодных и теплых периодої
педогенеза на территории Предбайкалья неод
нозначны.
2. Для оперативной стратификации отложениі
многослойных археологических стоянок, их ближню
корреляций, а также реконструкции палеоэколо
гических условий педогенеза и обитания древнегс
человека необходим дифференцированный подход : использование разного сочетания спектрофотомет-рических коэффициентов при анализе материалов холодных и теплых периодов педогенеза.
Теоретическая и практическая значимость. Вы
явленные количественные связи спектральных отража
тельных характеристик ископаемых почв, сформиро
ванных в широком временном диапазоне: от позднего
голоцена до позднего-среднего плиоцена, с их веще
ственным составом могут служить основой: для опе
ративной стратификации отложений многослойных ар
хеологических стоянок и любых голоцен-
плиоценовых отложений территории Прибайкалья;
выделения и уточнения границ генетических горизон
тов ископаемых почв, а также культурных горизонтов;
коррелятивных сопоставлений отложений, вскрытых
на данной территории отдельными раскопами, разре
зами, зачистками; для воссоздания тренда эволюции
почв ті почвенного покрова и ландшафта в целом, а
также реконструкции экологических условий па-
пеоприродной среды.
Публикации и апробация. Основные результаты исследований изложены в 10 печатных работах, а также докладывались или входили как составная часть в доклады и обсуждались на Конференциях молодых ученых Иркутского государственного университета (Иркутск, 1985, 1986, 1988),), конференции "Геология кайнозоя юга Восточной Сибири" (Иркутск, 1987), на полевых экскурсиях Международного симпозиума по фоностратиграфии палеолита (Прибайкалье, 1990), Всеросийском совещании по изучению четвертичного периода (Москва, 1994).
Объем и структура диссертации. Диссертация ;остоит из введения, 7 глав и выводов и. приложения. Эбший объем -178 страниц машинописного текста, приложения - 84 страницы. Рукопись включает 20 таб-
лиц и 17 рисунков, список литературы содержит 179 источников, в том числе 11 иностранных.