CC BY
21
УДК 631.4; 551.8; 930.2
Феденева И.Н., Дергачева М.И.
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, г Новосибирск, Россия E-mail: [email protected]
ГУМУС ПОСТЛИТОГЕННЫХ И СИНЛИТОГЕННЫХ ПАЛЕОПОЧВ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ПАЛЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
При изучении палеопочв и их использовании при палеоэкологических реконструкциях встает проблема поиска таких признаков древнего педогенеза, которые бы позволяли сравнивать и обобщать данные, характеризующие палеопочвы, сформированные в соответствии с разными моделями, то есть в результате синлитогенного и постлитогенного почвообразования. Такими признаками являются параметры гумуса, которые отражают элементарные гумусообразовательные процессы, зависят от термодинамических условий их протекания и сохраняются в течение геологического времени. Изучение позднеплейстоценовых палеопочв разных регионов Горного Алтая показало, что использование характеристик гумуса при диагностике палеопочв и реконструкции экологических условий прошлого может проводиться, независимо от модели почвообразования. Древние почвы горных стран могут иметь сохранный почвенный профиль только в случае постлитогенного педогенеза, который характерен для длительных теплых этапов палеогеографической истории, тогда как в условиях холодного климата педогенез сопровождают активные процессы осадконакопления, то есть почвообразование протекает по синлитогенной модели. В этом случае достоверную реконструкцию палеоэкологических условий позволяет проводить комплекс характеристик сохраняющихся в отложениях продуктов органо-минеральных реакций - гумусовых веществ. Для сравнения древних почв, сформированных в соответствии с различными моделями педогенеза на территории Горного Алтая, применялся показатель, наиболее часто использующийся при диагностике палеопочв - групповой состав гумуса. Были рассмотрены характеристики состава гумуса наиболее распространенных в позднем плейстоцене на территории Алтая палеопочв, позволившие выявить, что среднестатистические параметры состава гумуса различных типов и подтипов палеопочв, относящихся к синлитогенному и постлитогенному почвообразованию, аналогичны.
Ключевые слова: палеоэкологические реконструкции, синлитогенное и постлитогенное почвообразование, гумусовые вещества палеопочв.
Использование палеопочв при диагностике экологических условий прошлого имеет давнюю историю. При этом методические и методологические подходы с течением времени изменялись в соответствии с развитием генетического почвоведения. Признание того, что почвы могут формироваться не только как по-стлитогенные образования, но что почвообразование может протекать одновременно с осадко-накоплением [1]-[5] и др., а морфологический облик этих почв настолько различен, что они могут быть несопоставимы, поставило вопрос о поиске признаков педогенеза, позволяющих сравнивать и обобщать данные, характеризующие их свойства. К таким признакам относятся характеристики продуктов органо-минеральных реакций - элементарных гумусообразователь-ных процессов, которые в случае формирования почв по любым концептуальным моделям зависят только от термодинамических условий протекания этих реакций [6]. Гумус является памятью почв, что дает возможность проводить диагностику типа древнего почвообразо-
вания и восстанавливать экологические условия прошлого, основываясь на сохраняющихся во времени составе и свойствах продуктов органо-минеральных взаимодействий [7]. Единственным требованием использования признаков гумуса для диагностики палеоприродной среды является наличие в почвах и отложениях этого компонента.
Однако при проведении исследований палеопочв одним из наиболее часто возникающих вопросов является принципиальная возможность диагностики палеоэкологических условий по гумусовым веществам не только при постлитогенном, но и при синлитогенном почвообразовании. В последнем случае педогенез протекает одновременно с литогенезом, продолжительность процесса педогенеза, как правило, меньше характерного времени формирования большинства морфологических признаков почв, что приводит к отсутствию в изучаемой толще таких признаков. Такая закономерность отмечается многими авторами, которые подчеркивают, что большинство сохранившихся
полнопрофильных палеопочв на территории Евразии отвечают длительным теплым периодам межледниковий или интерстадиалов, а на протяжении оледенений формируются толщи, практически не содержащие продуктов органо-минеральных взаимодействий [8]—[13]. В связи с этим для реконструкции природной среды прошлого необходим набор характеристик палеопочв, находящихся в наиболее тесной связи с экологическими факторами древнего педогенеза, сохраняющихся на протяжении длительного времени и выявляемых лишь аналитическими методами.
Как уже неоднократно обсуждалось, такими значимыми и достоверными признаками па-леопедогенеза, содержащими информацию об условиях природной среды прошлого, сохраняющимися в течение геологического времени и позволяющими проводить палеореконструкции, независимо от сохранности других параметров палеопочв, являются характеристики системы почвенных гумусовых веществ, используемые при диагностике типа древнего почвообразования и лежащие в основе педогумусового метода реконструкции условий природной среды прошлого [6], [14]-[16] и др.
Возможность использования основных характеристик гумуса при реконструкции палеоэкологических условий вне зависимости от модели педогенеза в настоящей работе рассматривается на примере позднеплейстоценовых палеопочв и отложений Горного Алтая, для которых синлитогенное почвообразование оставалось долгое время без внимания.
Для того, чтобы решить вопрос о сходстве и различии признаков органо-минеральных реакций при постлитогенном и синлитоген-ном почвообразовании, были выбраны позд-
неплейстоценовые палеопочвы, находящиеся в отложениях археологических памятников Северо-Западного и Центрального Горного Алтая, диагностика которых проведена ранее по комплексу педогенных признаков, относящихся не только к органической, но и к минеральной составляющей палеопочв и вмещающих отложений [17]-[19]. Кроме того, генетические выводы в каждом случае верифицировались данными палинологии.
На территории Северо-Западного Алтая в позднем плейстоцене формировались аналоги следующих современных почв: черноземов обыкновенных, выщелоченных и опод-золенных, горно-лесных темно-серых, серых и светло-серых, горно-лесных бурых, горнолесных подзолистых и горно-тундровых почв. На территории Центрального Алтая в это время формировались аналоги современных светло-каштановых почв, черноземов южных и обыкновенных, горно-лесных темно-серых, серых и бурых почв.
При сравнении палеопочв, сформированных в соответствии с различными моделями педогенеза, была выбрана характеристика группового состава гумуса - показатель, наиболее часто использующийся при диагностике палео-почв. В таблице приведены среднестатистические характеристики состава гумуса наиболее распространенных в позднем плейстоцене на территории Алтая палеопочв. В каждой из выборок были выделены образцы, относящиеся к синлитогенному и постлитогенному почвообразованию. Как видно из таблицы 1, средние параметры состава гумуса рассматриваемых типов и подтипов палеопочв, сформированных в соответствии с разными моделями почвообразования, аналогичны.
Таблица 1 - Состав гумуса некоторых типов позднеплейстоценовых палеопочв Горного Алтая,% к Сорг
Типы палеопочв Модель почвообразования п ГК ФК Гумины Сгк:Сфк
1 2 3 4 5 6
Северо-Западный Алтай
Аналоги черноземов обыкновенных все 57 31,2±0,8 22,6±0,6 46,1±1,1 1,43±0,05
постлитогенная 40 32,4±1,0 22,1±0,7 45,5±1,3 1,52±0,06
синлитогенная 17 29,9±1,4 22,9±1,1 46,9±1,9 1,35±0,07
Аналоги горно-лесных темно-серых все 32 25,6±1,0 29,3±1,0 45,2±1,8 0,87±0,03
Феденева И.Н., Дергачева М.И.
Гумус постлитогенных и синлитогенных палеопочв..
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7
постлитогенная 20 24,9±1,1 29,4±1,2 45,4±2,2 0,85±0,03
синлитогенная 12 26,0±1,5 29,1±1,7 45,5±3,1 0,90±0,03
Аналоги горно-лесных серых все 20 25,1±1,5 36,2±1,6 38,6±3,1 0,69±0,02
постлитогенная 12 24,3±1,4 35,1±1,7 40,6±3,0 0,69±0,01
синлитогенная 8 24,7±2,2 36,2±2,5 39,1±4,5 0,68±0,02
Аналоги горно-лесных светло-серых все 29 17,0±0,7 36,8±1,7 46,2±1,9 0,45±0,02
постлитогенная 21 15,4±0,7 38,1±2,3 46,5±2,6 0,43±0,02
синлитогенная 8 18,7±1,4 37,1±2,5 44,3±3,8 0,50±0,02
Аналоги горно-лесных подзолистых все 31 8,9±1,1 43,0±2,3 47,9±3,1 0,18±0,02
постлитогенная 26 7,7±0,8 41,7±2,3 50,6±2,8 0,19±0,02
синлитогенная 5 9,2±1,5 55,8±6,7 35,0±7,1 0,17±0,03
Центральный Алтай
Аналоги светло-каштановых все 46 5,4±0,4 30,1±1,0 64,4±1,1 0,19±0,01
постлитогенная 29 5,6±0,5 30,1±1,4 64,2±1,5 0,20±0,02
синлитогенная 17 5,2±0,5 30,0±1,5 64,7±1,5 0,18±0,02
Аналоги горно-лесных бурых все 16 9,5±0,6 25,9±0,9 64,6±1,2 0,37±0,02
постлитогенная 8 10,2±0,7 27,8±1,1 62,0±1,4 0,43±0,04
синлитогенная 8 8,3±0,9 23,1±1,0 68,7±1,6 0,36±0,03
Таким образом, анализ характеристик состава гумуса позднеплейстоценовых палеопочв различных регионов Горного Алтая позволил продемонстрировать, что соотношение основных компонентов гумусовых веществ в палеопочвах не зависит от особенностей и продолжительности протекания древнего почвоо-
бразования. Это свидетельствует о надежности использования признаков органо-минеральных реакций с целью диагностики типа древнего педогенеза и реконструкции палеоприродной среды, как при постлитогенном, так и при син-литогенном почвообразовании.
16.06.2017
Список литературы:
1. Таргульян В.О. Память почв: формирование, носители, пространственно-временное разнообразие // Память почв: почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. - М.: Изд-во ЛКИ, 2008. - С. 24-57.
2. Birkeland P.W. Soils and Geomorphology. - New York: Oxford University Press, 1999. - 430 pp.
3. Kraus M.J. Paleosols in clastic sedimentary rocks: their geologic applications // Earth-Science Reviews. - 1999. - V. 47. - P. 41-70.
4. Retallack G.J. Soils of the Past. An Introduction to Paleopedology. - Oxford: Blackwell Science, 2001. - 404 pp.
5. Yaalon D.H. Soil Forming processes in time and space // Paleopedology. - Jerusalem, Israel University Press, 1971. - P. 29-39.
6. Дергачева М.И. Археологическое почвоведение. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. - 231 с.
7. Дергачева М.И. Гумусовая память почв // Память почв: почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. - М: Изд-во ЛКИ, 2008. - Гл. 18. - С. 530-560.
8. Волков И.А., Зыкина В.С. Южная часть Западно-Сибирской равнины (природные условия по данным изучения субаэраль-ной толщи) // Развитие ландшафтов и климата Северной Евразии: Поздний плейстоцен - голоцен; элементы прогноза. - М.: Наука, 1993. - Вып. 1. - С.32-36.
9. Морозова Т.Д. Развитие почвенного покрова Европы в позднем плейстоцене. - М.: Наука, 1981. - 281 с.
10. Сиренко Н.А., Турло С.И. Развитие почв и растительности Украины в плиоцене и плейстоцене. - Киев: Наукова думка, 1986. - 186 с.
11. Chlachula J., Rutter N.W., Evans M.E. A late Quaternary loess-paleosol record at Kurtak, southern Siberia // Canad. J. Earth Sci. -1997. - v.34. - P.679-686.
12. Derbyshire E., Keen D., Kemp R.A. et al. Loess-palaeosol sequences as recorders of palaeoclimatic variations during the last glacial-interglacial cycle: some problems of correlation in North-Central China // Quaternary Proceedings. - 1995. - v. 4. - P. 7-18.
13. Velichko A.A., Morozova T.D., Nechaev V.P. et al. Loess-paleosol-cryogenic formation and structure near the northern limit of loess deposition, East European Plain, Russia // Quaternary International. - 2006. - v. 152-153. - P. 25-41.
14. Дергачева М.И. Диагностика и реконструкция палеоэкологических условий педогумусовым методом // Методические подходы к использованию биологических индикаторов в палеоэкологии. - Казань: Казанский университет, 2011. - С. 193-239.
15. Dergacheva M.I. Pedohumic method in paleoenvironmental reconstructions: an example from Middle Siberia // Quaternary International. - 2003. - v. 106-107. - P. 73-78.
16. Dergacheva M., Fedeneva I., Bazhina N., Nekrasova O., Zenin V. Shestakovo site of Western Siberia (Russia): pedogenic features, humic substances and paleoenvironment reconstructions for last 20-25 ka // Quaternary International. 2016. Vol. 420. P. 199-207. DOI 10.1016/j.quaint.2015.10.087.
17. Археология, геология и палеогеография плейстоцена и голоцена Горного Алтая / Деревянко А.П., Агаджанян А.К., Барышников Г.Ф. и др.- Новосибирск: Изд-во ИАиЭ СО РАН, 1998. - 176 с.
18. Дергачева М.И., Деревянко А.П., Феденева И.Н. Эволюция природной среды Горного Алтая в позднем плейстоцене и голоцене (реконструкция по признакам педогенеза). - Новосибирск: Изд-во ИАЭт СО РАН, 2006. - 144 с.
19. Проблемы палеоэкологии, геологии и археологии палеолита Алтая / Деревянко А.П., Глинский С.В., Дергачева М.И. и др. -Новосибирск: Изд-во ИАиЭ СО РАН, 1998. - 312 с.
Сведения об авторах:
Феденева Ирина Николаевна, в.н.с. лаб. Биогеоценологии Института почвоведения и агрохимии СО РАН, д-р
биол. наук, с. н.с.,
630090, г Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 8/2, тел. +7-913-895-59-05, e-mail: [email protected]
Дергачева Мария Ивановна, гн.с. лаб. Биогеоценологии Института почвоведения и агрохимии СО РАН, д-р
биол. наук, профессор,
630090, г Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 8/2, тел. +7-913-895-59-05, e-mail: [email protected]
