CC BY
13УДК 902.1
ПОЧВЕННАЯ СТРУКТУРА И СОСТОЯНИЕ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ ПОЧВ В ПЕРИОД СРЕДНЕВЕКОВЬЯ
© 2018 г. А. В. Бухонов, Т. С. Демкина
Изучены структурный и агрегатный состав и состояние микробных сообществ современных каштановых почв Приволжской возвышенности (Волгоградская область) и их современных аналогов, погребенных в средние века. Исследования проводились с целью установления особенностей изменения почвенной структуры в зависимости от времени пребывания почвы в погребенном состоянии и характеристик состояния микробных сообществ, отражающих палеоклиматические условия. Объектами исследования послужили почвы, погребенные под курганной насыпью около 600 лет назад и ее современные аналоги. Эпоха Золотой Орды в целом характеризовалась повышенной атмосферной влажностью. Однако уже во второй половине XIV века началасть постепенная аридизация климата, что отразилось на состоянии микробных сообществ исследуемых почв. На основе полученных данных определены глыбистость, агрегированность, распыленность, коэффициент структурности, степень дифференциации почвенного профиля. Впервые установлено, что после погребения структура почв сохраняется. Структурный и агрегатный состав каштановых почв определялся климатическими условиями, существовавшими до момента погребения. Показано, что агрегатный состав специфичен и определяется особенностями увлажненности климата и сохраняется независимо от продолжительности пребывания почвы в погребенном состоянии.
Ключевые слова: каштановые почвы, почвы археологических памятников, средневековье, почвенная структура, микробные сообщества, палеоклимат
В последние годы особую важность приобрела проблематика совершенствования методических подходов к изучению пале-опочв как индикаторов состояния природной среды в различные исторические эпохи. Благодаря работам таких исследователей, как И.В. Иванов, М.И. Дергачева, В.А. Демкин, А.В. Борисов и др., в этом вопросе особую актуальность приобретает комплексный подход к исследованию различного рода археологических памятников, которые сохранились в достаточном количестве в сухостепной зоне.
В палеопочвах, погребенных под различными археологическими памятниками сохраняются признаки и свойства, отражающие условия окружающей среды, в которых почвы функционировали до момента погребения. Путем прямого сравнительного анализа таких объектов с современными аналогами мы получаем возможность подробно рассмотреть динамику природной среды за историческое время. Почвенная структура до настоящего момента не рассматривалась как показатель, который может являться диагностическим признаком состояния природной среды. Уникальными природными моделями для изучения эволюции почв и, в частности,
их структуры в связи с изменчивостью условий почвообразования в голоцене являются разновозрастные погребенные почвы археологических и исторических памятников. Район исследования расположен в ВолгоДонском междуречье на территории современной Волгоградской области. Объектами исследования послужили палеопочвы одного из курганов курганной группы «Салома-тино», который датируется по археологическим данным эпохой развитого средневековья (XIV в. н. э.) и участка оборонительного вала «Анны Иоанновны», сооружение которого, по историческим летописям, относится к 1718-1720 гг., т.е. к периоду позднего средневековья.
Курганная группа «Саломатино» и фоновая почва расположены на целинном участке поверхности с абсолютными высотами 170-175 м. До глубины 2 м территория сложена двучленными отложениями: с поверхности до 50-60 см залегают покровные лессовидные опесчаненные суглинки, которые подстилаются супесчано-суглинистыми отложениями.
Участок оборонительного вала расположен на вершине плоского водораздела рек Сакарка и Россошка с абсолютной высотой 60-62 м. Грунтовые воды залегают на глуби-
22
АРХЕОЛОГИЯ ЕВРАЗИЙСКИХ СТЕПЕЙ №4 2018
не более 20 м. Почвообразующими породами являются лессовидные карбонатные суглинки.
Время сооружения объектов исследования и соответственно время погребения почв определялись археологическими методами на основе анализа погребальных комплексов. Полученный фактический материал дает возможность охарактеризовать изменения структурно-агрегатного состояния почв в связи с динамикой условий почвообразования за последние 700 лет.
С использованием морфолого-химиче-ских и микробиологических характеристик разновозрастных подкурганных палеопочв реконструирована вековая динамика увлажненности климата в исследуемом регионе. Установлено, что золотоордынская эпоха (ХШ-Х1У вв. н. э.) в целом характеризовалась повышенной атмосферной увлажненностью (палеоклиматический оптимум). Однако уже во второй половине XIV в. началась постепенная аридизация климата, продолжавшаяся и в XV в. н. э.
Эколого-трофическая структура микробных сообществ палеопочв вала Анны Иоанновны погребенных в 1718-1720 гг. свидетельствует, что в сухо-степной зоне увлажненность климата была незначительно выше, чем в настоящее время. Температура, вероятно, не была очень низкой в этот период и не препятствовала развитию степной растительности, что не повлекло за собой отрицательного воздействия малого ледникового периода на почвенные микробные сооб-
щества. Данные морфолого-генетического строения и физико-химических свойств исследованных почв подтверждают вывод о более гумидном климате, имевшем место в начале XVIII в. н. э. в исследованном регионе по сравнению с современностью.
При формировании и в процессе эволюции исследованных каштановых почв в период средневековья установлено, что за последние 700 лет развитие почвенной структуры осуществлялось ритмично. Об этом свидетельствует ярко выраженная смена фракцион-но-агрегатного состава почв в воздушно-сухом состоянии, а именно их агрегированность, которая увеличивалась в более гумидных условиях среды, и глыбистость, значения которой повышались в аридных условиях почвообразования.
Каштановая почва, погребенная под одним из курганов курганной группы «Сало-матино», функционировала в гумидных условиях почвообразования (700 л.н.) и имеет максимальную агрегированность (58.7±2.6%) и минимальную глыбистость (12.1±2.5%). Коэффициент структурности у этой почвы составляет 1.41. И по этим показателям близка современным аналогам.
Каштановая почва, погребенная под валом «Анны Иоанновны» функционировала в более аридных, по сравнению с почвой, погребенной 700 л.н., условиях почвообразования. Она менее агрегированна (49%) и имеет достаточно высокую глыбистость (~39%). Коэффициент структурности у этой почвы равен 0.96 (табл. 1).
Таблица 1.
Некоторые интегральные характеристики макроструктуры погребенных и современных каштановых
почв
Время погребения, лет Г А Р А/Г Кстр.
назад
700 10 59 31 5,7 1,41
300 39 49 2 1,3 0,96
Современность 20,5 67,5 7 3,2 1,7
Примечание: Г - глыбистость (частицы размером >10 мм); А - агрегированность (сумма частиц размером 10-0,25 мм); Р - распыленность (частицы размером <0,25 мм).
Различия значений интегральных харак- взаимосвязь с особенностями формирования теристик макроструктуры каштановых почв, почвенной структуры до погребения. агрегированности, глыбистости и Кстр, Изменения агрегатного состава в связи
свидетельствуют о том, что агрегатный состав с климатическими флуктуациями отчетливее
сохраняется после погребения, показывая выражается отношением А/Г. В палеопочвах
более гумидных эпох это отношение равно 5-6, в почвах, погребенных в аридные эпохи, и в современных почвах оно равно 2-3.
Выводы
Структурно-агрегатное состояние
каштановых почв на территории Приволжской возвышенности изменялось, и эти изменения были связаны, в первую очередь, с динамикой климатических условий в регионе.
Сохранность структурно-агрегатного состава палеопочв и синхронность изменения характеристик структуры с динамикой увлажненности климата на территории исследуемого региона доказывают их информационную значимость для реконструкции условий палеосреды.
ЛИТЕРАТУРА
Бухонов А. В. Структурное состояние почв и динамика природной среды Нижнего Поволжья за последние 4000 лет. Автореферат дисс... канд. биол. наук. М., 2016. 24 с.
Дёмкин В.А. Палеопочвоведение и археология: интеграция в изучении истории природы и общества. Пущино: ПНЦ РАН, 1997. 213 с.
Дёмкин В.А., Борисов А.В., Демкина Т.С., Хомутова Т.Э., ЗолотареваБ.Н., Каширская Н.Н., Удальцов С.Н., Ельцов М.В. Волго-Донские степи в древности и средневековье Пущино: Synchrobook, 2010. 120 с.
Информация об авторах:
Бухонов Александр Вячеславович, кандидат биологических наук, Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, (г. Пущино, Россия); BuhonovAV@mail.ru
Демкина Татьяна Сергеевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, (г. Пущино, Россия); demkina-t@rambler.ru
SOIL STRUCTURE AND STATE OF MICROBIAL COMMUNITIES IN
THE MIDDLE AGES
A. V. Bukhonov, T. S. Demkina
The structural and aggregate composition and state of microbial communities of modern chestnut soils of the Volga Upland (Volgograd Region) and their modern analogues buried during the Middle Ages were studied. The investigations were carried out with the aim of establishing the features of the soil structure change depending on the time of soil stay in the buried state and the characteristics of the state of microbial communities reflecting paleoclimatic conditions. The objects of the study were the soils buried under the barrow mound ~ 600 years ago and its modern analogues. The Golden Horde era was generally characterized by increased atmospheric moisture. However, already in the second half of the XIV century gradual aridization of the climate begin, which was reflected in the state of the microbial communities of the investigated soils. On the basis of the data obtained, the cob, aggregation, sputtering, coefficient structural, the degree of differentiation and degree of illusion of the profile are determined. It was established for the first time that the structure of buried soils is preserved after burial. The structural and aggregate composition of chestnut soils was determined by the climatic conditions that existed at the time preceding the burial. It is shown that the aggregate composition is specific and is determined by the peculiarities of the moisture content of the climate and is preserved irrespective of the length of stay of the soil in the buried state.
Keywords: chestnut soils, soil of archeological monuments, Middle Ages, soil structure, microbial communities, paleoclimate.
About the Authors:
Bukhonov Aleksandr V. Candidate of Biological Science, Institute of physical and chemical and biological problems of soil science of the Russian Academy of Sciences. Institutskaya St., 2, Pushchino, Moscow region, 142290, Russian Federation; BuhonovAV@mail.ru
Demkina Tatyana S. Candidate of Biological Science, Institute of physical and chemical and biological problems of soil science of the Russian Academy of Sciences. Institutskaya St., 2, Pushchino, Moscow region, 142290, Russian Federation; demkina-t@rambler.ru
