Paleosol humus of barrow cemetery Sanatornyi-1 (Western Siberia) and pedogenic conditions reconstructed on humus base.pdf Проблема рационального использования и охраны природной среды требует обоснованных прогнозов поведения ее компонентов в меняющейся обстановке для разных физико-географических территорий. Существенным звеном в обосновании таких прогнозов являются ретроспективные реконструкции климата и ландшафтной обстановки на конкретных территориях. Для этого исследователями проводится разноплановое изучение разных природных компонентов, несущих информацию о времени своего формирования. К таким компонентам относятся и почвы, которые являются памятью экосистем, ландшафтов и процессов биосфер-но-геосферного взаимодействия [1]. Почвы и отдельные почвенные компоненты в своих составе и свойствах отражают специфику условий формирования и хранят об этом информацию в течение длительного времени, поскольку они сенсорны и рефлекторны по отношению к природной среде. Среди почвенных компонентов, формирующих память почв, выделяется гумус или система гумусовых веществ. Состав, структура и свойства компонентов этой системы и их соотношение обусловлены сочетанием тепла и влаги независимо от времени их формирования. Знание специфики разных характеристик гумуса в почвах разного возраста - от плиоцена до современности - позволяет воссоздавать тренды изменений климатических (биоклиматических) и ландшафтных обстановок прошлого [2]. Таким реконструкциям ландшафтной обстановки в XI-XIII вв. н.э. в лесостепной зоне Новосибирского Приобья на основе гумусовой памяти почв посвящена настоящая работа. Объекты и методы исследования Изучались палеопочвы, погребенные под курганами могильника Санаторный-1 (автор раскопок - канд. ист. наук С.Г. Росляков), расположенного в лесостепной зоне на территории Новосибирского Приобья Западной Сибири. Могильник датируется по аналогиям предметов и результатам радиоуглеродного анализа серединой XI - началом XIII вв. н.э. [3]. Таким образом, погребенные под курганами почвы несут информацию о па-леоприродной среде и типах почвообразования в Новосибирском Приобье в период развитого средневековья. Курганный могильник Санаторный-1 находится на надпойменной террасе правого берега р. Оби. Территория, на которой расположен памятник, - правобережье Оби - представляет собой повышенную равнину с рез- ко выраженными чертами эрозионного ландшафта, густой сетью оврагов, холмов и увалов, с долинами притоков рек Оби и Берди. Могильник расположен на незначительном возвышении и вытянут вдоль правого берега небольшого оврага, который перерезает террасу р. Оби. Всего археологами обнаружено 28 курганных объектов, 8 из которых (16, 19-23, 25 и 26) изучены с позиций палеопедогенеза. По данным С.Г. Рослякова [3], курганы имеют округлую, овальную или вытянутую форму и разную мощность насыпи, которая колеблется от 28-45 см (курганы 19-23 и 26) до 80-100 см (курганы 16 и 25). Во всех случаях насыпи в несколько раз по площади превышают размеры могил и поэтому под ними имеются участки сохранившихся погребенных почв, которые и подвергались изучению. Палеопочвы, погребенные под курганами, вскрываются на разной глубине от дневной поверхности. В большинстве случаев их кровля четко отбивается тонким прослоем палевого цвета, образовавшегося при формировании могильной ямы и кургана. Палеопочвы имеют облик черноземов с хорошо выделяемыми морфологически горизонтами [А], [АВ], [В] и [ВС]. Мощность гумусово-аккумулятивного горизонта колеблется в пределах 17-24 см, [АВ] - не превышает 10-14 см, глубина вскипания от НС1 в почвах под курганами 16, 19 и 26 приходится на толщу до 70 см (50-67 см), а под курганами 20, 21 22-23 и 25 - после 70 см (72- 77 см) (табл. 1). Карбонаты представлены псевдомицелием. Все погребенные гумусовые горизонты имеют темно-серую окраску, среднесуглинистый состав и комковато-зернистую структуру, иногда с признаками поро-шистости. Как правило, они являются плотными, характеризуются наличием корней и не вскипают от НС1. Глубже лежит горизонт [АВ]: темно-серый с бурым оттенком, плотный, комковато-порошистый, средне-суглинистый, который переходит в горизонт [В] бурого цвета, прочной крупнокомковатой структуры, средне-суглинистого гранулометрического состава, с уменьшающейся книзу плотностью. Последний горизонт постепенно переходит в горизонт [ВС]. В курганах 19, 20, 26 и 22-23 имеются единичные кротовины диаметром 5-6 см. Кроме палеопочв отбирались и анализировались по идентичной программе образцы из гумусовых горизонтов дневных (фоновых) почв, состав и свойства которых соответствуют совокупности современных условий почвообразования. В целом современные ландшафтные усло- 198 вия территории определяются как лесостепные с умеренно прохладным и умеренно увлажненным климатом, с сочетанием естественной растительности, характерной для остепненных лугов и парковых березово-осиновых лесов. Отдельные участки заняты ковыльно-разно- травными и луговыми степями. Почвенный покров формируют черноземы разных подтипов (оподзоленные, выщелоченные, обыкновенные), а также серые лесные почвы. Почвообразующими породами служат в большинстве случаев четвертичные лессовидные суглинки. Таблица 1 Высота насыпи курганов, мощности гумусовых горизонтов и глубина вскипания погребенных под ними палеопочв Номер курганаВысота насыпи, см*Мощность горизонта А, смМощность горизонта АВ, смГлубина вскипания от НС1, см** 1650221350 1952171467 20От 28 (зачистка 1) до 50 (зачистка 3)211072 2137181277 22-2332241076 2565171377 2635201360 * Высота насыпи в местах расположения зачисток и отбора образцов для анализов. ** От дневной поверхности. Диагностика и реконструкция условий почвообразования в XI-XIII вв. н.э. для территории Новосибирского Приобья проводились педогумусовым методом М.И. Дергачевой [2], в основе которого лежит концепция гумусовой памяти почв [4], отражающая сочетание специфичности системы гумусовых веществ по отношению к природной среде и сохранности основных характеристик гумуса в диагенезе. Учитывались также результаты изучения морфологических особенностей и вещественного состава палеопочв. Физико-химические свойства отложений изучались общепринятыми методами [5, 6]. Магнитная восприимчивость измерялась на приборе Kappabridg-KLU-2 и рассчитывалась на 1 г осадка. Состав гумуса определялся по методике В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой [7]. Гуминовые кислоты (ГК) выделялись общепринятыми приемами [8] с модификацией в звене очистки [9]. Элементный состав ГК определялся в лаборатории НИОХ СО РАН под руководством д-ра хим. наук В.П. Фадеевой. Результаты и их обсуждение Материалы, характеризующие некоторые свойства гумусового горизонта современных (фоновых) почв (табл. 2), показывают, что почвы на территории расположения могильника Санаторный-1 относятся к высо-когумусным, поскольку содержание общего органического углерода в них лежит в пределах 4,7-7,4%. Процент варьирования не превышает 17% (табл. 3). Реакция среды слабокислая, они выщелочены от карбонатов. Магнитная восприимчивость (MB) колеблется в небольших пределах, составляя от 2,69 до 3,22-Ю-6 SGSM на 1 г массы. Для них характерен гуматный и фульватно-гуматный состав гумуса, в котором около или немного больше трети занимают гуминовые кислоты. Среднестатистическое содержание этого компонента гумуса составляет 33,7±0,82 при невысокой вариабельности (табл. 3). Доля фульвокислот, связанных в комплексы с ГК, в большинстве случаев не превышает 20%, составляя в среднем 18,1±0,77. Величина СгК:Сфк -одного из наиболее надежных показателей состава гумуса - существенно превышает 1,5, достигая 2,07-2,10. В среднем этот показатель в фоновых почвах составля- ет 1,88±0,07 при небольшой вариабельности (табл. 3), что характерно для черноземных почв лесостепной зоны. Величина соотношения в ГК гумусовых горизонтов фоновых почв элементов водорода и углерода (Н:С) колеблется в пределах 1,0, составляя в среднем 0,98±0,01 (табл. 3), что также характерно для гумусовых горизонтов современных черноземных почв лесостепи [10]. Современные гумусовые горизонты, сформированные на курганных насыпях, отличаются от фоновых тем, что в большинстве случаев характеризуются более высоким содержанием общего органического углерода, некоторым сдвигом рН в сторону нейтральных или очень слабощелочных условий, а также пределами изменений основных показателей состава гумуса (см. табл. 2). Так, величина С^Сфк в фоновых почвах колеблется в пределах 1,53-2,10, а в почвах, сформированных на курганах - 1,20-1,76. Однако и те и другие лежат в типовом поле черноземов лесостепи (см. табл. 2). Сравнение свойств современных и погребенных гумусовых горизонтов показало, что последние чаще всего имеют щелочную реакцию среды, причем некоторые из изученных погребенных почв засолены и имеют рН выше 9,0 (табл. 4). Только почва под курганом 21 имеет близкую к нейтральной реакцию среды. Все изученные образцы погребенного гумусово-аккумулятивного горизонта не содержат карбонатов, за исключением нижней части гумусированной толщи почвы под курганом 25. Магнитная восприимчивость мало изменяется внутри горизонтов с глубиной, но среди вскрытых гумусовых горизонтов в пространстве есть незначительные различия: MB колеблется от 2,6 до 3,2-Ю-6 СГСЕ. С глубиной магнитная восприимчивость внутри гумусовой толщи, как правило, снижается. Почвы под разными курганами характеризуются неодинаковым количеством общего органического углерода, который, в целом, присущ почвам разного возраста черноземного типа [11]. Состав гумуса во всех без исключения почвах, вскрытых под курганами, гуматный, т.е. существенно преобладают ГК (табл. 4). Гуминовые кислоты составляют округленно от 43 до 53% от общего органического углерода, что существенно выше, чем в современных фоновых и сформированных на курганах почвах. 199 Таблица 2 Характеристика гумусовых горизонтов современных (фоновых) и сформированных на курганных насыпях почв территории расположения могильника «Санаторный-1» Глубина, смС0бщ, %рН водный3C-10~6SGSM/r Сумма ГКСумма ФК^гк-^фкН:С в ГК Разрез 1 2-57,386,732,8231,317,41,801,00 5-156,136,923,0934,516,52,090,98 Разрез 2 2-57,406,712,8634,716,82,070,97 5-105,286,793,1134,916,62,100,96 Разрез 3 2-57,226,532,7430,217,31,751,03 5-105,456,683,0832,116,91,89Не опр. Разрез 4 2-56,836,762,6934,122,31,531,06 5-104,696,953,2237,420,71,81Не опр. Современные почвы на курганных насыпях Курган 21 0-210,717,152,6731,120,61,51Не опр. 2-106,066,723,1434,122,31,53Не опр. Курган 20, зачистка 1 0-23,117,702,4745,137,71,20Не опр. 2-52,297,812,6030,024,01,25Не опр. Курган 20, зачистка 2 0-26,937,342,7133,921,31,591,03 2-74,307,503,0635,220,01,760,98 7-124,837,483,1934,021,11,610,96 Курган 25 2-58,767,222,3530,217,31,751,01 5-104,716,762,4231,119,81,571,00 Таблица 3 Среднестатистические показатели основных характеристик гумуса горизонта А1 современных фоновых, сформированных на курганных насыпях и погребенных почв могильника «Санаторный-1» ПоказательС0бщ, %Сумма ГК | Сумма ФК^гк-^фкН:С в ГК Фоновые почвы Хер6,3033,7018,101,880,98 v,%16,836,8612,1210,644,07 Sxcp0,370,820,770,070,01 Почвы, сформированные на курганной насыпи Хер5,7433,8622,681,531,00 v,%46,5213,3825,7113,073,00 Sxcp0,891,511,940,070,01 Гочвы, погребенные под курганными насыпями хср2,3048,3019,102,580,79 v,%21,745,5114,0312,405,06 Sxcp0,130,670,670,080,02 Таблица 4 Характеристика гумусовых горизонтов погребенных под курганами почв могильника «Санаторный-1» Глубина, смСобщ. %СаСОз, %рН водный х1°_б SGSM/r СуммаГК,%Сумма ФК,%^-тк-^фкН:С в ГК Курган 22-23 32-561,8909,152,7951,119,02,85Не опр. 32-561,9009,042,6351,018,72,730,80 32-561,8709,052,6347,117,12,75Не опр. Курган 20, зачистка 1 28-352,9308,293,1047,617,22,770,79 35^122,1308,252,7148,521,82,22Не опр. 42-491,5408,182,4945,327,51,65Не опр. Курган 20, зачистки 4-7 27-372,4708,212,8349,718,92,63Не опр. 28-382,6608,192,8747,820,62,32Не опр. 28^102,8108,172,9146,916,92,780,79 27-382,4208,232,8050,119,02,64Не опр. Курган 21 37^122,5907,553,1652,719,62,690,77 42-501,9707,992,9442,616,92,52Не опр. 50-551,6408,042,8044,919,22,34Не опр. Курган 25 65-723,3508,632,7850,619,22,640,78 72-772,4709,082,7849,817,82,800,73 77-822,090,49,222,7847,116,22,910,87 200 Среднестатистическое количество гуминовых кислот характеризуется величиной 48,3±0,67 при вариабельности около 5% (см. табл. 3). Доля фульво-кислот в составе гумуса погребенных почв невысока и лишь в отдельных случаях превышает 20% от общего органического углерода. Содержание этого компонента гумуса в палеопочвах отличается от современных почв несущественно: 19,1±0,67 и 18,10±0,77 соответственно. То есть количество фульвокислот лежит практически в одинаковых пределах в современных и погребенных под курганами гумусовых горизонтах почв. Учитывая, что накопление гуминовых кислот тесно связано с температурными условиями, а фульвокислот - с осадками [12], можно полагать, что климат в период жизни на этой территории человека был теплее, чем современный, и близок по увлажнению. Согласно проведенным реконструкциям, климатические показатели могут характеризоваться следующими величинами: осадки 350 мм, среднегодовые температуры +0,2...0,3°С, сумма температур выше 10°С -около 2200°С. Характеристики гумуса (гуматный состав с высоким содержанием гуминовых кислот и сравнительно невысокой долей фульвокислот) погребенных под курганами почв соответствуют гумусу современных почв черноземного типа умеренно-засушливых степных условий формирования. Данные, характеризующие соотношение водорода и углерода в макромолекулах гуминовых кислот гумусового горизонта палеопочв, лежат в пределах, также характерных для почв умеренно-засушливой степи, составляют в большинстве случаев 0,77-0,80 и лишь в нижней части горизонта [А] почвы, вскрытой разрезом 25, имеют повышенную величину, достигающую 0,87 (табл. 4). Однако и последний показатель лежит в пределах типового поля черноземов умеренно-засушливой степи [10]. Полученные данные однозначно свидетельствуют, что погребенные почвы, сформированные в XI-XIII вв. н.э., соответствуют черноземному типу почвообразования и их формирование протекало в условиях умеренно-засушливой степи. Такие экологические условия - тепло и умеренно влажно - были благоприятны для бытования человека.

Скачать электронную версию публикации