CC BY
65
неев и др. // Ботанический журнал. - 1999. - Т 84.
- № 12. - С. 8-20.
35. Соколов, Д.Ф. К вопросу о химической природе органических веществ почв под дубовыми лесами / Д.Ф. Соколов // Тр. Ин-та леса, 1953. - Т 12. - С. 209-224.
36. Стороженко, В.Г. Микоценоз и микоценология: теория и эксперимент / В.Г. Стороженко. - Тула: Гриф и К, 2012. - 192 с.
37. Сукачев, В.Н. Основы лесной биогеоценологии / В.Н. Сукачев. - М.: Наука, 1964. - 574 с.
38. Тихонова, И.В. Оценка морфологического разнообразия и репродуктивного потенциала карликовых сосен в Ширинской лесостепи / И.В. Тихонова // Сибирский экологический журнал. - 2011.
- № 6. - С. 895-902.
39. Утехин, В.Д. Структура и продуктивность фитомассы луговой степи // Биота основных геосистем центральной лесостепи / В.Д. Утехин, Хоанг Тьюнг. - М.: ИГ АН СССР, 1976. - С. 7-24.
40. Федоров, В.Д. Экология / В.Д. Федоров, Т.Г. Гильманов. - М.: МГУ, 1980. - 464 с.
41. Федотов, Г.Н. Исследование наноструктурной организации почвенных гелей / Г.Н. Федотов, В.С. Шалаев, В.И. Путляев, Д.М. Иткис // Вестник
МГУЛ - Лесной Вестник. - 2010. - № 3. - С. 212222.
42. Федотов, Г.Н. Влияние поверхностно-активных веществ на свойства почв / Г.Н. Федотов, Т.Ф. Ру-дометкина, В.С. Шалаев // Вестник МГУЛ - Лесной Вестник. - 2012. - № 7 (90). - С. 36-45.
43. Чупрова, В.В. Углерод и азот в агроэкосистемах Средней Сибири / В.В. Чупрова. - Красноярск: Красноярский ГУ 1997. - 166 с.
44. Ширнин, В.К. Селекция на качество древесины (на примере дуба черешчатого и других пород в ЦЧО): дисс.... д-ра с.-х. наук 06.03.01 / В.К. Ширнин. - СПб: СПбЛТА, 1999. - 48 с.
45. Экосистемы Теллермановского леса / под ред. В. В. Осипова. - М.: Наука, 2004. - 340 с.
46. Battle M., Bender M., Sowers T., e.a. Atmospheric gas concentration over the past century measured in air from firn at the South Pole // Nature. 1996. No 383. P 231-235.
47. Galloway J.N., Cowling E.B. Reactive nitrogen and the world: 200 years of change // Ambio. 2002. Vol. 31. N 2. P. 15-20.
48. Woese C.R., Kandler O., Wheelis M.L. Towards natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria and Eucarya // Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 1990. Vol. 87. N 12. P 4576-4579.
РЕЧНЫЕ ТЕРРАСЫ
М.Г. РОМАНОВСКИЙ, гл. научн. сотр. Ин-та лесоведения РАН, д-р биол. наук
Основные площади лесов во многих лесорастительных районах связаны с речными долинами. Долины, надпойменные склоны и поймы на южных границах распространения леса служат естественными коридорами, обеспечивающими проникновение лесной флоры и фауны на юг далеко за пределы лесной зоны [3 и др.]. На северных окраинах долины крупных рек смягчают суровость климатического режима, обеспечивая продвижение лесной растительности к северу [1 и др.]. От правильной интерпретации истории и геологии речных долин зависят оценки роли пойменных и надпойменных лесов в сохранении богатства природы, оценки геологического возраста регионов, истории их почв и растительного покрова.
Многочисленные противоречия в сценариях развития речных долин [2, 3, 6, 10 и др.] побуждают меня изложить свои представления о ходе и причинах террасирования долин и о возрасте террас. Как и большинство
michrom@mail.ru
исследователей этого вопроса, я связываю появление аккумулятивных речных террас с последовательностью плейстоценовых оледенений и сопряженными с ними колебаниями уровня океана [2]. Существование подобной сопряженности, как и сам факт покровных оледенений Восточной Европы, признают, однако, далеко не все [7 и др.].
Поскольку оценки числа позднеплейстоценовых оледенений и их датировки неоднозначны, отмечу сразу, что периодизация оледенений принята мной в соответствии с Региональной стратиграфической схемой четвертичных отложений европейской территории России, разработанной Комиссией по четвертичным отложениям [4].
Для определенности ограничимся меридиональной полосой между 35° и 45° восточной долготы (ВД). Полоса эта захватывает бассейн Дона, Окско-Донскую низменность и часть Среднерусской возвышенности. После Днепровского оледенения поверхность этих геогра-
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 1/2014
29
фических районов больше не перерабатывалась ледниками. В течение последних —180 тыс. лет «лицо» Среднерусской равнины южнее р. Оки преобразуют только эрозионно-аккумулятивные процессы, связанные с деятельностью воды и ветра, а также почвообразовательные, обусловленные работой биома. Это зона распространения темно-серых лесных почв и черноземов средне-плейстоценового возраста.
Московское покровное оледенение охватывало всю выделенную меридиональную зону к северу от р. Оки. Границу следующего Калининского оледенения (первая стадия Валдайского оледенения) приближенно можно провести по Смоленско-Московской (Клинско-Дмитровской) гряде.
Между р. Окой и Клинско-Дмитровс-кой грядой лежат почвы, формировавшиеся в период Микулинского межледниковья в течение 35 тыс. лет (после окончания Московского оледенения —110 тыс. лет тому назад). История почвообразования этого региона осложнена останцами до-московских почв и преобразованием ландшафта флювио-гляци-альными водотоками и емкостями, обязанными своим существованием уже следующему Осташковскому оледенению. Почвы Мику-линского межледниковья, начав формирование в позднем плейстоцене, непрерывно продолжают его и поныне. В периоды последующих оледенений менялись лишь скорость и характер почвообразования.
Осташковская стадия Валдайского оледенения в выделенной полосе, 35° ВД - 45° ВД, вероятно, не заходила к югу далее уровня г. Рыбинска на западе и Северных увалов на востоке. Почвенный покров между Клинско-Дмитровской грядой и Северными увалами начал формироваться в Средне-Валдайском интерстадиале, продолжавшемся около 30 тыс. лет. Почвообразование в этом регионе не прерывалось и во время следующего оледенения.
И, наконец, к северу от линии г. Рыбинск - Северные увалы вплоть до Белого и Баренцева морей лежит зона молодых голоценовых почв, история которых насчитывает только 10 тыс. лет.
Я специально подробно остановился на изложении классических представлений
о среднем и позднем плейстоцене [4], чтобы показать читателю, что интерстадиалы оставляли растительному покрову европейской России достаточно времени не только для выхода к Берегам окраинных морей Северного Ледовитого океана, но и для почвообразования. Периоды интерстадиалов значительно превышали длительность современного нам голоцена. Лесная растительность после Днепровского оледенения четырежды подходила к океану: в Одинцовское, Микулинское, Средне-Валдайское межледниковья и в голоцене.
В «валидации» предлагаемой схемы позднего плейстоцена и голоцена существенную роль может сыграть анализ истории развития речных долин в выделенной мери-дианальной зоне и за ее пределами.
Рассматривая террасы речных долин, следует разделять эрозионные («террасы размыва или тектонические террасы» по Н.И. Прохорову [11]) и аккумулятивные ступени рельефа («террасы накопления» [11]). Причины террасирования отложений размываемых на склонах речных долин и отложений, накапливаемых в поймах, совершенно различны.
Террасы эродируемых «крутых» склонов речной долины отражают неоднородность геологических отложений [11, 15]. На юге Окско-Донской низменности реки прокладывают русла в толщах «мягких» четвертичных пород. При отсутствии на крутых «коренных» склонах речных долин «прочных» слабо эродируемых горизонтов геологические ступени образуются в местах выхода к дневной поверхности слоев разного механического состава и разной водопроводящей способности. По мере вымывания из-под тяжелых суглинков водоносных песчаных горизонтов слои суглинков, перекрывающие водоносные горизонты, разрушаются оползнями, обвалами. «Геологические террасы» [11] на моренных суглинках оказываются приуроченными к выходам легких водоносных горизонтов.
Хорошую модель для обсуждения процесса образования «террас размыва» [11] в толще четвертичных отложений представляет нам профиль, заложенный А.А. Дубянским
[5], пересекающий Теллермановский лесной массив по линии п.г.т. Народное - с. Ульянов-
30
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
ка [5, 13, 15]. Сам профиль и история его дополнения новыми данными представлены в публикации [13].
На этом отрезке течения р. Хопра коренной правый берег долины реки сложен моренными отложениями Q2n Днепровского периода. Они состоят из трех слоев тяжелых суглинков, переслоенных двумя тонкими, по ~0,5 м толщиной и менее, прослойками песка. Террасы образовались в местах выхода песков на эродируемые склоны. Такие террасы можно наблюдать в разных местах массива на высотах —140 м и —120 м над ур. моря [15]. Сток по водопроводящему слою почвенно-грунтовых вод в местах их разгрузки и выхода к дневной поверхности активирует оползневые процессы в вышележащей суглинистой толще, и появляется ступень. Многочисленные террасы размыва («геологические террасы» [11]) в Теллермановском лесном массиве описаны С.В. Зонном [6].
Кроме того, «террасы размыва» [11] возникают в Теллермановском массиве на выходах к дневной поверхности вязких и влагоемких погребенных мощных черноземов периода лих-винского межледниковья (Q1 ). Они разделяют «Окские» Q4l и «Днепровские» Q2n флювиогля-циальные отложения. На выходах погребенной почвы образуются переувлажненые и заболоченные выделы. Слои, лежащие выше погребенных почв, проседают, размываются и затем уносятся потоками стоковых вод.
К северу от Теллермановского леса, в долине реки Карачан, ступени размыва появляются на сцементированных прочных слоях песчаника, завершающих на высоте —140 м массив палеогеновых песков, захороненный под четвертичными отложениями [13]. Песчаники образовались на поверхности Pg2 при отступлении океана в период олигоцена Pg3.
Аккумулятивные террасы («террасы накопления» [11]) в речных долинах имеют совершенно иное происхождение. Образование террас накопления - результат чередования периодов аккумуляции, повторной эрозии и переотложения накопленного аллювия. Периодичность эта связана, прежде всего, с подъемами и опусканиями уровня океана (трансгрессиями и регрессиями) в последние 180 тыс. лет. В максимумы плейстоце-
новых оледенений уровень океана падал на 30-120 м [2], что вызывало врезку речных русел в среднем течении рек на 15-60 м ниже современного уровня. Геолого-разведочное бурение позволило вскрыть захороненные палеодолины глубиной 60 м, 40 м [5, 15]. В периоды оледенений реки текли в глубоких каньонах. После таяния ледников подъемы уровня океана сокращали базис эрозии, и каньоны заполнялись осадками [10, 15]. В периоды ин-тергляциалов уровень океана оставался более или менее постоянным, и речные русла меан-дрировали по поверхности рыхлых осадочных отложений, не врезаясь в них глубоко.
Серии опусканий уровня Мирового океана при оледенениях (с уменьшением от периода к периоду минимальных отметок) и подъемов уровня океана при таянии ледников (с уменьшением максимальных отметок) отразились в появлении ряда речных аккумулятивных ступеней. С подобной серией затухающих колебаний мы сталкиваемся в плейстоцене после максимального Днепровского оледенения.
Параллельно периодам врезания речных долин и их заполнения аллювием шли процессы разрушения крутого правого берега и миграции речной долины к западу со скоростью ~ 1 см-год -1 [13]. Сечение серии речных долин, прорезающих отложения днепровского периода, схематически представлено на рисунке.
Судя по трехчленному сложению толщи днепровских отложений в районе г. Бори-соглебска, Днепровское оледенение происходило в три стадии. Линия рек Ворона - Хопер («Великая Ворона» [14]) отмечает, по-видимому, границу последней стадии Днепровского оледенения [15]. Следы конечной морены этого последнего в Днепровской серии оледенения обнаружены на водораздельном плато у п.г.т. Грибановка.
За северной границей следующего Московского оледенения, севернее р. Оки, мы находим уже упрощенные аккумулятивные речные террасы. В то же время эрозионные, «геологические» [11] террасы крутых берегов севернее р. Оки только усложняются, благодаря усилению неоднородности эродируемых отложений. Отложения Московской стадии здесь наслаиваются на сохранившие-
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
31
Рисунок. Схема террасирования речной долины в среднем и позднем плейстоцене и голоцене. Слева на крутом склоне речной долины террасы размыва («геологические» террасы). Справа аккумулятивные террасы, образовавшиеся при врезке речных русел в периоды оледенений и заполнении их осадками при таянии ледников. Периоды врезания каньонов (стрелки вниз) и их заполнения аллювием (стрелки вверх) отмечены вертикальными стрелками. Окско-Донская низменность, широта г. Воронежа
ся местами остатки Днепровских отложений. Число же аккумулятивных террас не превышает 2-3. Высота ступеней - 1-3 м.
Еще сложнее найти аккумулятивные террасы в долинах рек к северу от Клинско-Дмитровской гряды.
На реках северного стока, сформировавших долины после Осташковского оледенения, речные аккумулятивные террасы вообще не выражены.
Наконец, надо отметить возможность образования «малых террас», связанных с изменениями водности и уровня реки в одном историческом периоде (с точки зрения геологической истории в одно время). Так, за время существования Российских поселений на Дону зафиксированы падения и подъемы уровня речных вод на ~1 м [9, 12, 15 и др.]. Возможно, с такими событиями связано обра-
зование двучленных отложений разной мощности и появление «малых» террас в поймах рек второго порядка в бассейне Дона.
Мы говорили только о Европейской России, однако изменения уровня мирового океана должны были одинаково сказаться на изменениях базиса эрозии любых рек. Проверкой правильности наших рассуждений в дальнейшем может послужить исследование аккумулятивных террас верхнего течения р. Оби и ее притоков в Новосибирской области и Алтайском крае.
Ведя обратный ход рассуждений от уровня ступеней речных долин к колебаниям уровня мирового океана в течение среднего и позднего плейстоцена после максимального Днепровского оледенения, когда уровень мирового океана падал на 120 м ниже современного, получим серию затухающих колебаний: -120 м; +20 м; -60 м; +15, -30, +10, -15, +5,
32
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
-2, +0. Этой серии уровней Мирового океана на широте г. Воронеж соответствуют речные долины глубиной 60 м, 30 м; 15 м, 7 м и 1 м и аккумулятивные террасы с поверхностями 100, 94, 90, 87 м над ур. моря.
После заполнения речной долины аккумулятивными осадочными породами равнинные реки начинают широко меандри-ровать и перемещать русло в полосе, достигающей иногда нескольких км в ширину [8].
Таким образом, вопрос об истории террасирования речных долин имеет прямое отношение к истории распространения лесной растительности на территории РФ. Чередование периодов врезания и заполнения долин аллювием с формированием «террас накопления» [11] - свидетельство сложной истории ландшафтов и многократных наступлений на Север и отступлений растительного покрова Европейской России в позднем плейстоцене. Глубины палео-долин доступны для исследования методами геологоразведки. Сами ступени аккумулятивных террас мы видим и можем подсчитать при обычных полевых работах. По-видимому, они обязаны происхождением падению уровня океана в позднем плейстоцене - голоцене.
Библиографический список
1. Агафонов, Л.И. Влияние стока Нижней Оби на радиальный прирост деревьев / Л.И. Агафонов, М.А. Гурская // Лесоведение. - 2010. - № 4. - С. 9-18.
2. Бабкин, А.В. Водный баланс земного шара в позднем плейстоцене / А.В. Бабкин // Известия АН., 2003. - Сер. географическая. - № 6. - С. 26-29.
3. Гаель, А.Г. Пески и песчаные почвы / А.Г. Гаель, Л.Ф. Смирнова. - М.: ГЕОС, 1999. - 252 с.
4. Гричук, В.П. История флоры и растительности Русской равнины в плейстоцене / В.П. Гричук.
- М.: Наука, 1989. - 183 с.
5. Дубянский, А.А. Гидрогеологические районы Воронежской области / А.А. Дубянский. - Воронеж: Воронежское обл. книгоиздательство, 1935. -Вып. 1 - 203 с.
6. Зонн, С.В. Геоморфологические и почвенные условия произрастания леса в Теллермановском опытном лесничестве / С.В. Зонн // Труды Ин-та леса. - 1950. - Т. 3. - С. 19-65.
7. Калякин, В.Н. Природные условия позднего плейстоцена / В.Н. Калякин // Восточно-европейские леса. История в голоцене и современность. - М.: Наука, 2004. - Кн. 1. - С. 59-92.
8. Попов, И.В. Загадки речного русла / И.В. Попов.
- Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 170 с.
9. Порфирьев, Е.И. Петр I - основоположник военного искусства русской регулярной армии и флота / Е.И. Порфирьев. - М.: Военное изд-во, 1952.
- 288 с.
10. Постоленко, Г.А. Две категории морфоседимен-тационной деятельности русловых потоков / Г.А. Постоленко // Известия РАН. Серия географическая. - 2007. - № 3. - С. 41-48
11. Прохоров, Н.И. Теллермановская роща. Орогео-логический и почвенный генезис / Н.И. Прохоров. // Труды опытных лесничеств, 1906. - Вып. 4. -71 с.
12. Романовский, М.Г. Динамика уровня грунтовых вод в Теллермановской дубраве / М.Г. Романовский, В.В. Мамаев, С.И. Сушков // Лесоведение.
- 2008. - № 6. - С. 53-58.
13. Романовский, М.Г. Теллермановское опытное лесничество - объект фундаментальных биогеоценологических исследований / М.Г. Романовский // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - 2010. - № 3. - С. 26-35.
14. Шарапов, В.А. Ландшафт Приворонья в историческом прошлом / В.А. Шарапов. - Борисоглебск: БГПИ, 2004. - 75 с.
15. Экосистемы Теллермановского леса / под ред. В.В. Осипова. - М.: Наука, 2004. - 340 с.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
33
