Академия биологии и биотехнологии. Южный федеральный университет

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Главная Погребенные почвы Недвиговского городища ( Приазовье ) и роль древнего антропогенного фактора в формировании черноземов

Погребенные почвы Недвиговского городища(Приазовье) и роль древнего антропогенного фактора в формировании чернозёмов - Результаты исследований


РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для детального ознакомления с морфологическими свойствами погребенной почвы ниже приведено описание разр. 2001, заложенного в дно раскопа 6.
А1, 0-10 см - темно-серый с буроватым оттенком, сухой, тяжелый суглинок, комковато-порошистый, уплотнен;
А1’, 10-53 см - темно-серый с бурым оттенком, свежий, тяжелый суглинок, комковато-порошистый с наличием слоеватости, уплотнен, пятна окислов железа, зерна кварца;
B, 53-66 см - серовато-бурый, неоднороден по окраске, свежий, тяжелый суглинок, комковато-порошистый, уплотнен, затеки гумуса по ходам червей, многочисленные Fe-Mn конкреции, зерна;
ВС, 66-85 см - бурый с многочисленными затеками гумуса, свежий, тяжелый суглинок, комковатый, уплотнен, Fe-Mn пленки;
C, 85 см - дно - элювий известняка-ракушечника.
Полевые и лабораторные исследования показали, что по своим морфологическим, химическим, физическим свойствам погребенная почва может быть диагностирована как черноземно-луговая, что свидетельствует о значительном понижении базиса эрозии в результате врезки русла р. Мертвый Донец за истекший исторический период. В настоящее время на одном уровне с данным разрезом залегают черноземы обыкновенные карбонатные.
Почву разр. 2002 также можно диагностировать как черноземно-луговую. Мощность почвы составляет 105 см. Подстилающей породой, как и в разр. 2001, является элювий известняка.
По всему профилю погребенной почвы в обоих разрезах отмечено присутствие многочисленных окатанных камней ракушечника, наличие железисто-марганцевых конкреций, а в гор. ВС имеются железисто-марганцевые дробовины, что свидетельствует о формировании почвы в условиях переменного окислительно-восстановительного режима и проявлении глеевого процесса.
Анализы показали, что содержание гумуса, по сравнению с современной лугово-черноземной почвой, значительно ниже. В современных лугово-черноземных почвах содержание гумуса в верхнем горизонте в среднем составляет 5.3%, а в погребенной почве оно оказалось равным 1.8% (табл. 1). Если предположить, что и в эпоху раннего железа гумусированность верхнего горизонта лугово-черноземной почвы была примерно на уровне 5-5.5%, то количество гумуса, зафиксированное в погребенной почве на момент отбора образцов, составило примерно 30-35% от исходного. Как свидетельствуют палеопочвенные исследования [2, 3, 13-15], уменьшение содержания гумуса в погребенных почвах - явление повсеместное, а степень уменьшения содержания гумуса зависит от возраста захоронения и составляет 50-70%.
В современных лугово-черноземных почвах содержание гумуса в верхнем горизонте в среднем составляет 5.3%, а в погребенной почве оно оказалось равным 1.8% (табл. 1).

При сравнении свойств с фондовыми данными по современной лугово-черноземной почве, отмечено и различие в мощности гумусового слоя: для современных почв она колеблется от 87 до 100 см, а в нашем случае мощность гор. А + В составила 66 см в разр. 2001 и 85 см в разр. 2002. Такие характеристики гумусового состояния погребенной почвы могут быть обусловлены самим фактом продолжительного погребения и удалением части гумусового слоя, например, при устройстве улицы. Вероятно переуплотнение почвы и за счет последующего нарастания культурных слоев. Возможно и другое объяснение данного явления. Две тысячи лет назад комплекс условий почвообразования мог быть несколько иным, и это должно было наложить отпечаток на морфологию формирующейся почвы, в том числе и на ее мощность.
Содержание азота в верхних горизонтах низкое (0.9-0.7 мг/100 г почвы), что объясняется невысоким содержанием гумуса, а также нарушением биохимического цикла элемента вследствие погребения почвы. Культурные слои, перекрывающие почву, является преградой для поступления свежего органического вещества. Погребение почвы привело и к изменению микроклимата почвы, что сопровождалось подавлением активности микроорганизмов, видовыми и количественными изменениями в их составе. Вместе с тем, вследствие высокой растворимости солей азотной кислоты и солей аммония, азот, высвобождающийся при минерализации гумуса, вымывался нисходящими токами влаги. Содержание фосфора в погребенной почве также более низкое, чем в лугово-черноземных почвах современного генезиса. Это можно объяснить низким содержанием гумуса, а также тем, что в восстановительной среде образуются соединения фосфора с двухвалентным железом, и это тоже способствует выносу фосфора из почвы.
В разр. 2002 содержание гумуса также ниже, чем в современной почве сходного генезиса, и составляет в верхнем горизонте 2.9%. Содержание азота несколько выше, чем в разр. 2001, что вполне согласуется с большей гумусированностью этой почвы.
Содержание фосфора, по сравнению с разрезом 2001 и с данными по современным лугово-черноземным почвам, очень высокое и составляет 7.3 мг/100 г почвы. По косвенным данным можно предположить, что во время существования города рядом располагалась свалка мусора, что могло повлиять на содержание фосфора в почве. Содержание подвижного железа в профиле погребенной почвы не сильно отличается от данных по современным почвам. В современной лугово-черноземной почве содержание железа составляет около 6%, а в нашем случае - 3.5-4%.
Погребенные почвы богаты калием, в верхних горизонтах содержание калия достигает 200 мг/100 г почвы. В своей истории Танаис перенес несколько крупных пожаров. Возможно, высокое содержание калия в почве можно объяснить примесью золы, которая встречается в виде включений во всех обследованных нами раскопах.
Анализ физических свойств лугово-черноземной почвы показал, что по гранулометрическому составу данная почва относится к тяжелым суглинкам. Структурный состав характеризуется преобладанием фракций размером 10-0.25 см, коэффициент структурности верхнего горизонта составляет 1.8 и изменяется вниз по профилю до 1.4. Структурное состояние по шкале СИ. Долгова и Л.У. Бахтина оценивается как хорошее во всех горизонтах, кроме ВС, в гор. ВС - как удовлетворительное. Максимальная гигроскопичность в гор. А1 составляет 9.10%, уменьшаясь в гор. ВС до 7.30%. Плотность твердой фазы верхнего гор. составляет 2.48 г/см3, увеличиваясь вниз по профилю до 2.52 г/см3 обратно пропорционально уменьшению содержания гумуса. Плотность агрегатов повышенная: в гор. А1 она составляет 1.7 г/см3, в гор. ВС - 1.9 г/см3, в то время как для современных почв этот параметр колеблется соответственно в пределах 1.5-1.7 г/см3. Уплотнение почвы, вероятно, явилось следствием нагрузки городского населения на почву (утрамбовывание, утаптывание). Соответственно и значения пористости агрегатов имеют низкие величины: от 33 до 26% - в верхнем горизонте (табл. 2).

Проведенные исследования показали, что, несмотря на значительный срок погребения, данная почва хорошо сохранилась, и может быть диагностирована как лугово-черноземная. Она сохраняет многие признаки лугового процесса, хотя и была изолирована от интенсивного воздействия внешних факторов толщей культурных слоев мощностью 4—4.5 м в течение продолжительного (более 2000 лет) времени.
Таким образом, выбранный нами набор показателей и использованные методы исследования (определение мощности почвы, содержания гумуса, карбонатов, подвижного железа по Тамму, содержание подвижных форм элементов питания, физических свойств почвы) дают достаточное количество информации для диагностирования погребенной почвы и суждения о ее свойствах.
Изучение свойств почвы, сформировавшейся за 2000 лет над профилем древней дороги (разрезы 9901-9903), показало, что это чернозем обыкновенный карбонатный тяжелосуглинистый на лёссовидном суглинке, что и характерно для почв этого района. Однако древнее антропогенное вмешательство оказало влияние на свойства сформировавшейся почвы.
Прежде всего следует отметить разную мощность гор. А + В. Над дорогой она оказалась равной 70 см, а над кюветом - 105 см, в то время как в фоновой почве она составляет 85-90 см. Это можно объяснить следующим образом: над кюветом промывание дождевыми осадками происходило на большую глубину, так как, во-первых, почва здесь, в отличие от почвы над дорогой, не была уплотнена, во-вторых, сыграло свою роль дополнительное поверхностное увлажнение за счет стока с дороги. В пользу этого объяснения свидетельствует и уровень залегания белоглазки: над дорогой - 16 см, а над кюветом - 47 см. Из этого следует, что активным почвообразовательным процессом была захвачена большая толща.
Кроме того, кюветы представляли собой своеобразные микропонижения, в которых скапливался мелкозем, что также послужило дополнительным фактором, способствовавшим почвообразовательному процессу.
Отсюда различия в химических и физических свойствах почвы из разрезов, находящихся на расстоянии менее 2 м друг от друга (табл. 3, 4). Содержание гумуса и карбонатов в разрезе над дорогой больше, чем в разрезе над кюветом. Количество элементов питания (NPK) в верхних горизонтах всех разрезов является характерным для черноземов этого района.
 
 
 
Низкое содержание азота можно объяснить современным антропогенным воздействием на почву.
При изучении физических свойств почв существенных различий в плотности сложения, плотности твердой фазы, а также общей пористости в зависимости от места заложения разреза не обнаружено. Максимальная плотность почвы в разрезе над кюветом (9901) приходится на гор. А подпах. и составляет 1.4 г/см3, и это, очевидно, является следствием современного агрогенного воздействия. В разрезе над дорогой (9902) максимальное значение плотности почвы обнаружено в гор. А подпах и В2. В нижних горизонтах почвы и над дорогой, и над кюветами наблюдается уменьшение значений плотности, что характерно для горизонтов скопления белоглазки, так как общеизвестно, что карбонат кальция оказывает разрыхляющее действие на структурное состояние почвы.
В то же время во всех трех разрезах вниз по профилю происходит скачкообразное изменение плотности сложения, определенной с помощью плотномера Качинского по сопротивлению почвы сдавливанию и расклиниванию.
Оценка плотности сложения почвы по величине "сопротивление сдавливанию", проведенная с учетом шкалы, разработанной Н.А. Качинским, показала, что в разрезе над кюветом почва уплотнена по всему профилю, начиная с горизонта А подпах. В разрезе над дорогой сложение оценивается как плотное, как в слое непосредственно над дорогой (глубина 70 см по данным археологов), так и в нижележащих слоях. Оценка почвы по величине сопротивления расклиниванию показала, что весь профиль почвы над кюветом является рыхловатым, а в разрезе над дорогой горизонты В1 и В2 являются плотными (табл. 4), и это уплотнение является следствием более отдаленного по времени воздействия на почву.
Таким образом, проведенные исследования показали, что антропогенное воздействие, даже когда оно носит сугубо реликтовый характер, оказывает большое влияние на свойства почвы, в нашем случае это сказалось на увеличении значений твердости почвы, на величине мощности почвы и глубине залегания карбонатного горизонта.


Обновлено ( 10.12.2008 22:39 )