CC BY
6УДК 551.4:582.87 (048) Мащбора О.В.
Голоценовий педогенез г*рунт1в заплав малих р1чок лсостепу Побужжя
1нститут географи НацюнальноТ академи наук УкраТни, м. КиТв e-mail: [email protected]
Анотаця. Розглянуто особливостi процеав фунтоутворення в межах заплав малих р/'чок лсостеповоi природноi зони. Проанал1зовано динамку змни показникв вмсту гумусу, карбонат/'в, важких метал/'в по хронолог1чним зр/'зам п/'знього голоцену (суббореального, субатлантичного перюд/'в та сучасност). Встановлено загальн законом/'рностi природних умов та ¡х зв'язок з розглянутими ф/'зико-х/'м/'чними показниками.
Ключовi слова: голоцен, заплавн1 фунти, мал1 рки, люостеп, Побужжя.
Вступ
Вивчення заплавних фунтових утворень голоцену в межах басейшв малих piK е сучасним актуальним напрямком палеопедолопчних дослщжень. З огляду на шформативнють даного шдходу для встановлення особливостей природно-кл1матичних змш, характеристик процеав педогенезу дослщженню заплавних фунт1в придтяеться значна увага [1, 2].
В залежносп в1д коливання показник1в гумщносп кл1мату в1дбуваються зм1ни г1дролог1чного режиму водотоку, що дозволяе заф1ксувати короткочасну ритм1ку етап1в накопичення алюв1ю та процеав фунтоутворення на заплавах тривалютю до 500, 1000 рок1в [3, 4, 5, 6].
В деяких випадках часу осушення заплав виявляеться недостатньо для формування повнорозвиненого профтю фунту, тому бтьш доцтьно вести мову про фунтов! утворення, що вщповщають певним хроно1нтервалам. Р1зносторонне вивчення фунт1в, сформованих в межах заплавних дтянок, дае змогу провести палеогеограф1чн1 реконструкцп з позици г1дротерм1чних характеристик кл1мату, 1нтенсивност1 та характеру рослинного покриву, а також чергування еташв педогенезу та накопичення алювю
Матерiали i методи
В проведеному досл1дженн1 широко використовувався комплексний палеопедолог1чний метод [7, 8, 9, 10, 11], в скпад1 якого застосовувався ряд лабораторних анал1з1в з метою якомога бтьш повноТ характеристики процеав педогенезу.
Вивчення морфолопчноТ' будови профтю фунту вщбувалось шляхом дослдження генетичних горизонт1в, структурних агрегат1в, новоутворень, включень, пор [12, 13]. Вщмшносп м1ж елементами морфолопчноТ будови фунт1в визначаються за сукупнютю морфолог1чних ознак. Анал1з морфолопчних в1дм1нностей дае можливють д1агностувати напрямок процеав педогенезу, а також класифкувати фунтов! утворення на р1вн1 типу чи пщтипу.
Враховуючи необх1дн1сть датування заплавних фунтових утворень застосовувався радюкарбонний анал1з гумусових генетичних горизонт1в. Даний пщхщ передбачае визначення абсолютного в1ку шляхом вим1рювання вм1сту в матер1ал1 рад1оактивного 1зотопу 14C по вщношенню до стаб1льних 1зотоп1в карбону [14, 15, 16].
З метою визначення оргаычного вуглецю у Грунтах проводили Тх декарбон1зац1ю. Для видалення карбонат1в зразки обробляли 10%-ним розчином соляноТ кислоти (HCl) з подальшим промиванням до нейтрального середовища i висушування Тх за температури 105-120°С. У природних i декарбон1зованих зразках вмют вуглецю визначався за допомогою експрес-анал1затора карбону AH-7529. Вм1ст гумусу розраховувався шляхом множення значення оргаычного карбону (у декарбоызованих зразках) на коефщ1ент 1,724 [17].
Результати i обговорення
Дослщжуваний проф1ль заплавних фунт1в розташований на п1вденн1й околиц! села Долиывка, Гайворонського району, К1ровоградськоТ област1. Розр1з закладено за 5 м вщ русла водотоку на висот1 1,5 м над р1внем ур1зу води на високш заплав1 р. Ташлички (48°24'44" пн. ш.; 29°56'24" сх. д.). Рослинний покрив представлений злаковими, кульбабою л1карською (Taraxacum retroflexum L.), осокою болотною (Acorus calamus L.); з деревних форм поширен1 поодиноко стояч1 верби (Salix viminalis L.).
Профть заплавного фунту мае двочленну будову. В нижнш частит представлений гумусовий горизонт, що зверху перекриваеться супщаним алювiем:
Hd (0,00-0,16 м) - арий до чорного, дрiбно-грудкувaто-зернистий, середнш суглинок, пронизаний коренями лучноТ рослинносп, присутнi окремi зерна кварцу (фаметром до 2 мм), перехiд ясний, межа хвиляста.
а1 (0,16-0,35 м) - жовто-бурий з чорними плямами, дрiбно-грудкувато-зернисто-пилуватий, супюок, з окремими чорними плямами з матерiалом вищого горизонту, перехщ ясний, межа хвиляста.
а!^) (0,35-0,41 м) - чорно-бурий з жовтими плямами, дрiбно-грудкувато-зернистий, важкий суглинок, вмщуе лiнзи жовтого кварцового шску дiаметром до 2 см, перехщ поступовий (рис. 1).
Рис. 1. Профть заплавного Грунту в межах ключовоТ дтянки
Н (0,41-0,64 м) - чорний до арого, грудкувато-зернистий, важкий суглинок, з поодинокими коренями рослин, з вкрапленнями кварцового шску (фаметром до 1 см), перехщ дуже поступовий, за змшою щшьносп матерiалу.
Нд1 (0,64-1,14 м) - насичено чорний, подекуди iз сизуватими плямами оглеення, грудкувато-зернистий, щтьний важкий суглинок, з широкими листками болотноТ рослинност з ознаками гниття.
В межах дослщжуваного розрiзу видтяються три фунтовi утворення, якi характеризують окремi стадiТ педогенезу. 1м вщповщають наступнi генетичнi горизонти даного профтю: Hd (фунт 1), al(h) (фунт 2) та Нд1 (фунт 3). Грунт 1 фксуе сучасне фунтоутворення з особливостями характерними для шмату нашого часу, його вiк умовно вважають близько 100 рош. Грунт 2, який представлений алювiально-гумусовим горизонтом, характеризуе стадш педогенезу, що передуе перюду в якому вiдбулося вщкладення алювiального матерiалу горизонту а1 (рис. 1). У вщповщносп до радюкарбонового датування фунт 2 мае вк 2040±70 рокiв тому, що вщповщае початку теплого мiкроклiматохрону hlc1-1 у першш чвертi SA.
1нша дослщжувана стадiя фунтоутворення представлена Грунтом 3, якому в морфолопчнш будовi профтю вщповщае генетичний горизонт Нд1. Зазначений етап педогенезу було видтено на основi морфологiчних особливостей даного горизонту, як е свiдченням формування його у вщмшних ландшафтно-екологiчних умовах в порiвняннi з iншими горизонтами. За даними радюкарбонового аналiзу органiчних речовин, фунт 3 мае вк 2830±80 рокiв тому, що вiдповiдае завершенню теплого мiкроклiматохрону hlb2-5 в кшц SB.
Розподiл гумусу. Вмiст оргашчних речовин у дослiджуваних фун™ характеризуеться своерщною iнверсiею розподiлу показникiв даного параметру, яка полягае у збтьшенн показниш концентрацiТ гумусу з глибиною. У вщповщносп до встановленоТ закономiрностi, найвищий вмiст органiчних речовин виявлено у фунт 3 (горизонт Нд1), який складае 2,74%, що е абсолютним максимумом серед дослщжуваних фунтв ключовоТ дiлянки (табл. 1).
Таблиця 1.
Основнi геохiмiчнi показники гумусових горизонлв заплавного Грунту (абсолютнi значення)
Горизонт Грунт Вм1ст гумусу та карбонат1в (%) Вмют важких метал1в (мг/кг)
Гумус СаСОэ Мп Со Сг Мо Си РЬ
Hd 1 2,00 1,29 500 10 3 30 10 20 8
а!(Ь) 2 1,05 0,58 600 30 4 40 5 40 20
Нд1 3 2,74 0,74 500 30 4 40 5 30 30
Дещо меншими значеннями концентрацiT органiчних речовин характеризуемся сучасний фунт 1, для якого значення даного показника складають 1,05%. Найменшi значення вмiсту гумусу виявлено у фунт 2 - 1,05 мг/кг (рис. 2).
Рис. 2. Розподт гумусу, карбонатних сполук, важких метал1в по фунтах ключовоТ дтянки за логарифм1чною шкалою
Розподт карбоналв. Концентрацiя карбонатних речовин е порiвняно не високою, серед дослщжених фунлв найвищим значенням даного показника характеризуеться сучасний фунт 1 -1,29%. ^рунти 2 (2040±70 роюв тому) та 3 (2830±80 роюв тому) мають дещо менший вмют карбонатiв на рiвнi 0,58% та 0,74% вщповщно. В подальшому з метою ствставлення розрiзнених показникiв iз значними амплiтудами значень використовуеться десятковий логарифм числа (табл. 2).
Таблиця 2.
Основы геох1м1чш показники гумусових горизонт1в заплавного Грунту (логарифм1чна шкала)
Горизонт ^рунт Вмют гумусу, карбонат1в, важких метал1в (!од10)
Гумус СаС03 Мп N11 Со Сг Мо Си РЬ
Ш 1 0,30 0,11 2,70 1,00 0,48 1,48 1,00 1,30 0,90
а!(Ь) 2 0,02 -0,24 2,78 1,48 0,60 1,60 0,70 1,60 1,30
Нд! 3 0,44 -0,13 2,70 1,48 0,60 1,60 0,70 1,48 1,48
Розподт Мп та Си. Мп та Си вiдзначаються оберненою закономiрнiстю до ранiше встановленоТ: найвищi значення Тх вмiсту приуроченi до фунту 2 (горизонт а!(^). Концентрацiя Мп у фунт 2 складае 600 мг/кг, в той час як горизонти Ш та Нд! вмщують по 500 мг/кг даного елементу. Аналопчною е рiзниця даних показниюв i для Си: фунт 2 характеризуеться вмютом на рiвнi 40 мг/кг, а фунти 1 та 2 (2040±70 рокiв тому) - 20 мг/кг та 30 мг/кг вщповщно.
Розподт Мо. Особливим в контекст даного розгляду е розподт Мо, який характеризуеться найвищими показниками концентрацп саме у сучасного фунту, натомють фунти 2 (2040±70 роюв тому) та 3 (2830±80 роюв тому) вмiщують Мо у значно менших ктькостях: 5 мг/кг.
Розподт N1, Со, Сг. Приуроченiсть найвищих показникiв вмiсту Ni, Со та Сг до найдавнiших фунтв у межах даного розрiзу пояснюеться дiею вбирного комплексу органiчних речовин, як розподiленi по горизонтам аналогiчним чином. Спостер^аеться зв'язок мiж найвищими показниками вмюту гумусу i зазначеними хiмiчними елементами.
Розпод1л Мп, Си. Накопичення Мп i Си в фунт 2 (al(h)), iмовiрно, обумовлено надходженням даних хiмiчних елементiв з матерiалу алювiального горизонту, оскiльки спостерiгаеться ч^ка закономiрнiсть пiдвищеноT концентрацiT Мп та Си в горизонту який характеризуеться найменшими показниками вмюту гумусу та карбонатних сполук.
Розподт Мо. Мо в межах даного розрiзу демонструе бюфтьы властивост, якi полягають в утворенн стiйких сполук з оргаычною речовиною Грунту, чим i обумовлена приуроченють його розподiлу до сучасного фунту 1, вк якого умовно складае 100 роюв.
Розподiл показниюв концентрацiT органiки в гумусових горизонтах дае можливють стверджувати, що гумусонакопичення на сучасному етап вiдбуваеться бтьш iнтенсивно, нiж у hlc1-1 та суттево меншими темпами, ыж у ЫЬ2-5. Варто також розглянути i можливiсть впливу на показник вмюту гумусу наявност еутрофiкованих рослинних решток, як в анаеробних умовах зазнавали повтьного розкладання.
З огляду на накопичення карбонатних речовин неоргашчного походження бтьшою мiрою в горизонт Hgl, нiж в al(h), можна припустити iснування вiдносно бтьш посушливих умов hlb2-5 в порiвняннi з hlc1-1, що дозволило накопичити високий вмют карбонатiв до того часу, коли фунтова товща зазнала надмiрного зволоження, яке характерне i на даний час.
В поширенн важких металiв по горизонтах Hd, al(h) та Hgl спостерiгаeться загальна закономiрнiсть накопичення найвищих концентрацiй в найдавыших горизонтах. Таким чином, фунт 3 (2830±80 рокiв тому) характеризуемся вищим вмiстом Pb (30 мг/кг) в порiвняннi з Hd (8 мг/кг) та al(h) (20 мг/кг). Iншi хiмiчнi елементи (Ni, Co, Cr) представлен найвищими показниками вмюту в Грунтах 2 та 3 з поманим зменшенням концентрацп у сучасному фукл.
Лтература
1. Воропай Л. И. Изучение пойменных систем в целях выявления закономерностей развития ландшафтов в голоцене / Л. И. Воропай, Н.А. Куница, В.И. Левицкий: Материалы конференции [VII Совещание по вопросам ландшафтоведения]. - Пермь, 1974. - С. 114-115.
2. Воропай Л. I. Похован голоценов! ^рунти заплав Середнього Приднютров'я та Тх палеогеограф1чне значення / Л.1. Воропай, М.О. Куниця, В.1. Левицький // ФЬична географы та геоморфолопя. - 1975. - Вип. 14. - С. 103112.
3. Александровский А. Л. Климатическая эволюция почв великих равнин северного полушария в голоцене / А.Л. Александровский, Ю.Г. Чендев // Изменения климата, почвы и окружающая среда. - Белгород: КОНСТАНТА, 2009. - С. 37-43.
4. Александровский А. Л. Радиоуглеродный возраст палеопочв голоцена в лесостепи Восточной Европы / А.Л. Александровский, О.А. Чичагова // Почвоведение. - 1998. - №12. - С. 1414-1422.
5. Александровский А. Л. Стадии, направления и скорость процессов эволюции почв / А.Л. Александровский // Проблемы древнего земледелия и эволюции почв в лесных и степных ландшафтах Европы. - Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. - С. 85-93.
6. Чендев Ю. Г. Эволюция лесостепных почв Среднерусской возвышенности в голоцене / Чендев Ю.Г. - М.: ГЕОС, 2008. - 212 с.
7. Веклич М. Ф. Палеопедология - наука о древнем почвообразовании / М.Ф. Веклич // Палеопедология. - К.: Наук. думка, 1974. - С. 3-14.
8. Веклич М. Ф. Палеоэтапность и стратотипы почвенных формаций верхнего кайнозоя / Веклич М.Ф. - К.: Наук. думка, 1982. - 208 с.
9. Дмитрук Ю. М. Грунти Траянових валв: еволюцшний та еколого-генетичний аналЬ / Дмитрук Ю.М., Матвишина Ж.М., Слюсарчук 1.1. - Чершвцг Рута, 2008. - 228 с.
10. Матвиишина Ж. Н. Микроморфология плейстоценовых почв Украины / Матвиишина Ж.Н. - К.: Наук. думка, 1982. - 144 с.
11. Методика палеопедологических исследований / [М.Ф. Веклич, Ж.М. Матвиишина, В.В. Медведев и др.]. - К.: Наук. думка, 1979. - 271 с.
12. Грунтознавство з основами геологи: Пщручник / [1.1. Назаренко, С.М. Польчина, Ю.М. Дмитрук та !н.]. -Чершвцг Книги-XXI, 2006. - 504 с.
13. Полынов Б. Б. Генетический анализ морфологии и почвенного профиля / Б.Б. Полынов. - М.: Изд-во АН СССР, 1956. - 123 с.
14. Ранкама К. Изотопы в геологии / К. Ранкама. - М.: Изд-во иностр. лит.,1956. - 464 с.
15. Арсланов Х. А. Радиоуглерод: геохимия и геохронология / Х.А. Арсланов. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. - 300 с.
16. Серебрянный Л. Р. Радиоуглеродный метод и его применение для изучения палеогеографии четвертичного периода / Л.Р. Серебрянный. - М.: Изд. АН СССР, 1961. - 160 с.
17. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина. - М.: МГУ, 1970. - 488 с.
Аннотация. А. В. Мацибора Голоценовий педогенез пойменных почв малых рек лесостепи Побужья Рассмотрены особенности процессов почвообразования на поймах малых рек лесостепной природной зоны. Проанализирована динамика изменений показателей содержания гумуса, карбонатов, тяжелых металлов по хронологическим срезам позднего голоцена (суббореального, субатлантического периодов и современности). Установлены общие закономерности природных условий и их связь с рассмотренными физико-химическими показателями.
Ключевые слова: голоцен, пойменные почвы, малые реки, лесостепь, Побужье.
Abstract. A. V. Matsibora Holocene pedogenesis of floodplain soils of small rivers in forest-steppe of Pobuzhya The main characteristics of soil forming processes on floodplains of small rivers in forest-steppe of Pobuzhya are considered. The dynamics of humus, carbonates and heavy metals concentration changes at chronological intervals of Holocene (Subboreal, Subatlantic) was analyzed. The main regularities of natural conditions and their relations with physical and chemical data were identified. Keywords: Holocene, floodplain soils, forest-steppe, Pobuzhya.
Поступила в редакцию 28.01.2014 г.
