ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ НА ПЕСКАХ ЛЕСНОЙ ЗОНЫ

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Книги Докучаева

Фитоценология

Химия почвы

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Удобрения

Происхождение растений

Ботаника

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Общая биология

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Песчаные почвы по сравнению с суглинистыми менее чутко реагируют на изменения условий почвообразования и слабее отражают эти изменения, т.е. они обладают меньшей сенсорностью и рефлекторностью (Соколов, Таргульян, 19766). Признаки былых фаз почвообразования в их профиле стираются быстрее, и они быстрее приходят в равновесие со средой. Поэтому на песках в отличие от суглинков полигенетические песчаные почвы не имеют широкого распространения. В профиле песчаных почв отражена в основном последняя фаза почвообразования, что затрудняет изучение их эволюции. Однако на песках часто встречаются погребенные почвы, главным образом моногенетические моно- и полмфазньге с хорошо сохранившимся профилем. Они имеются для всех периодов голоцена и являются основным объектом изучения исторических смен почвообразования и эволюции почв на песках. На суглинках такие почвы встречаются редко и основным объектом изучения эволюции суглинистых почв являются полигенетические дневные и погребенные почвы.

Песчаные погребенные почвы на территории Европейской части СССР встречаются в долинах рек, на флювиогляциальных равнинах, на побережьях озер и морей. Их захоронение в основном было связано с эоловыми процессами. Почвы, погребенные в дюнных песках, исследованы нами в долинах Верхней Волги, Оки и Немана, на побережьях Балтийского моря (Куршская коса) и Ладожского озера. Реже встречаются почвы, погребенные под морскими и озерными отложениями (Финский залив, Ладожское озеро). Разновозрастные дневные ночвы (почвенные хроноряды) изучены нами на побережьях Балтийского моря (Куршская коса, Слитерский заповедник, северо-западная Эстония), Ладожского и Онежского озер.

ПОГРЕБЕННЫЕ ПОЧВЫ НА ПЕСКАХ НИЖНЕЙ ОКИ И ВЕРХНЕЙ ВОЛГИ

Песчаные дюны часто встречаются в долинах рек Русской равнины. Они находятся на различных геоморфологических уровнях, на пойме, на первой и второй надпойменных террасах, обычно на подветренных склонах долины (Ключарев, 1977). К дюнам часто приурочены стоянки мезолитического человека, которые датируются ранним голоценом (Кольцов, 1965, 1977). Как правило, мезолитический культурный слой лежит в профиле хорошо развитой дюнной почвы. Обычно это дерново-подзолис- тая или дерново-скрытоподзолистая почва, сформировавшаяся под пологом соснового или сосново-березового леса. Вне дюн, на аллювиальных песках первой и второй надпойменных террас мезолитические раннеголоце- новые культурные слои залегают преимущественно в верхних (А1 и А2) 82 горизонтах почвенного профиля. На дюнах же они приурочены чаще всего к горизонтам В и ВС.

Следовательно, в раннем голоцене на поверхности террас осадкообразование в основном прекратилось и началось почвообразование. Продолжалось лишь формирование дюн, что и вызвало погребение мезолитических культурных слоев дюнных стоянок эоловым песком. Впоследствии на поверхности эолового песка, очевидно, в условиях более влажного климата атлантического периода, поселилась лесная растительность и началось об: разование почв. Мощность почвенного профиля постепенно увеличивалась до глубины более 1-1,5 м, и он захватил мезолитические культурные слои.

Обычно мезолитические культурные слои не выделяются ни по механическому, ни по химическому составу вмещающего их дюнного песка, а определяются лишь по включениям кремневых орудий и отщепов. Не известно, существовала ли почва на поверхности дюн во время появления здесь мезолитического человека или он селился на незакрепленной поверхности дюнного песка. Очевидно, в результате хозяйственной деятельности человека слаборазвитые почвы разрушались, что способствовало развитию эоловых процессов. В неолите дюны заселяются значительно реже, неолитические культурные слои располагаются в верхних горизонтах дюнных почв (А1 и А2).

Нередко дюнные почвы погребены под молодым эоловым песком. В литературе, преимущественно археологической, высказывается мнение о том, что захоронение этих почв происходило в основном в ксеро- термический суббореальный период, и, следовательно, эти почвы имеют стратиграфическое значение (Третьяков, 1950; Кольцов, 1965, 1966). Однако, по нашим данным, погребенные почвы некоторых стоянок, в том числе Соболево, Скнятино, Елин Бор, принимаемые исследователями за столь древние, значительно моложе. Они были погребены не в суббореальный, а в середине и конце субатлантического периода в результате возобновившихся эоловых процессов в условиях резко возросшего воздействия человека на природу. Об этом свидетельствует датировка погребенной почвы стоянки Соболево по древесному углю, отобранному из горизонта [А1] : 2060± 170 лет (МГУ-43).

Чаще всего почвы, погребенные в дюнах данного района, свидетельствуют о моногенетическом характере почвообразования на песках в течение голоцена. Объем работы не позволяет привести и обсудить данный материал. Здесь мы остановимся на рассмотрении погребенной почвы разреза, приуроченного к мезолитической стоянке на дюне Елин Бор, в профиле которой имеются ясные признаки полигенеза.

Разрез Елин Бор

В долине р. Оки часто встречаются почвы, погребенные в пойме и дюнных песках низких террас (Шанцер, 1951; Асеев, 1959; Бадер, 1970). Большой интерес представляют погребенные почвы, вскрывающиеся на левом берегу Оки, в 25-30 км выше Мурома, близ д. Елино. Здесь находится известная мезолитическая стоянка Елин Бор (Борисковский, 1937; Кольцов, 1966). Стоянка занимает останец первой надпойменной террасы, высота террасы 12-14 м над меженью Оки. К останцу прислоняется высокая пойма высотой до 8 м. Рассмотрим строение разреза высокой поймы и историю ее формирования, что имеет большое значение для определения возраста погребенной почвы Елина Бора.

В толще отложений высокой поймы ниже Елина Бора прослеживается погребенная почва, образовавшаяся на поверхности древнего гривистого рельефа (рис. 11). В рельефе видно несколько понижений с линзами старич- ных отложений, расположенных между гривами. По данным спорово-пыль- цевого анализа, образование гривистого рельефа можно отнести к атлантическому периоду, а его захоронение — к субатлантическому (Асеев, 1959). На относительно недавнее время погребения пойменной почвы указывает и полученная нами радиоуглеродная датировка древесины из верхнего слоя старичной линзы, ближайшей от Елина Бора: 760 ± 30 лет назад (ИГАН-179).

В обнажении прослеживается постепенны^ переход пойменной почвы в дерново-подзолистую почву останца Елин Бор. Последовательно вверх по склону древнего рельефа сменяются следующие почвенные типы: аллювиальная иловато-болотная почва старицы - дерново-глеевая - дерново-подзолисто-глеевая — дерново подзолистая погребенные почвы (см. рис. МБ). Последняя лежит уже выше современного уровня поверхности поймы.

Возраст погребенной почвы разреза Елин Бор установлен на основании археологических и стратиграфических данных. Елин Бор представляет собой сложенный дюнным песком песчаный остров, протягивающийся среди высокой поймы с юго-запада на северо-восток. Дюна образовалась- здесь в результате перевевания берегового вала, насаженного на останец первой надпойменной террасы. В настоящее время Елин Бор, лишенный лесной растительности, усиленно развевается, а также размывается рекой, образующей здесь крутую излучину. Значительному развеванию, особенно в центральной части песчаного острова, подверглась погребенная почва. Она вскрывается в котловинах выдувания между холмиками навеянного песка, преимущественно в краевых частях останца, где сохранились группки соснового молодняка, и в обрыве Оки. В левой части обрыва (разрез 55) она представлена профилем мощной дерново-подзолистой иллювиаль- но-железистой песчаной почвы, погребенной под слоем песка мощностью 40-50 см

[А 1J 0-13 см. Темно-серая (10 YR 4/2) супесь с большим количеством мелких обломков древесного у гля. Переход ясный. [А1А2] 13-30 см. Светло-серый мелкозернистый песок с редкими угольками, книзу постепенно светлеет. Переход ясный, граница ровная [А2| 30-75 см. Серовато-белесый (7,5 YR 7/2) мелкозернистый песок с розоватыми пятнами. Языки и широкие карманы до глубины 110 см. Переход ясный. [Blf] 75-95 см. Буро-ржавый (7,5 YR 4/4) мелкозернистый песок, плотный, сохранился в виде отдельных "останцов" между мощными языками горизонта А2. Переход постепенный, граница ровная. [В2] 95-125 см. Буоовато-охристый (7,5 YR 5/4-5/6) мелкозернистый песок, рыхлый, редко тонкие псевдофибры. Переход постепенный [ВСJ 125-180 см. Желто-бурый (7,5 YR 6/4) песок с псевдофибрами. Переход постепенный.

(СJ 180-230 см. Светло-желтый (7,5 YR 6/6) мелкозернистый песок, в нижней части с крупнозернистым.

Погребенные почвы с мощным горизонтом А2 и разрушенным горизонтом Blf прослеживаются в основном на юго-западном конце Елина Бора. В других его частях горизонт А2 менее мощный, достигает глубины 40— 50 см, а клинья белесого песка, внедряющиеся в горизонты Bf, значительно уже и достигают глубины 80—90 см от поверхности погребенной почвы. Так, в разрезе 118, на северо-восточной оконечности останца, горизонт [Blf] сохранился хорошо, он практически не нарушен белесыми клиньями. При приближении к разрезу 55 оподзоленность почвы увеличивается. В разрезе 117, в правой части обрыва к Оке, мощность горизонтов [А1 + + А2] составляет 50—55 см, клинья оподзоленного песка также еще узкие, но уходят на большую глубину и выражены лучше.

В пределах профиля погребенной почвы выделяются два мезолитических культурных слоя (Кольцов, 1966). Они указывают на время накопления эолового песчаного субстрата, в толще которого впоследствии, под поселившейся на поверхности дюны лесной растительностью, началось формирование почвенного профиля. Лежащий на глубине 70—75 см от поверхности погребенной почвы нижний мезолитический культурный слой, согласно данным Л.В.Кольцова (1965, 1966), можно датировать началом раннего голоцена, а верхний, позднемезолитический (на глубине 20-30 см) - концом бореального или началом атлантического периода.

Очевидно, вскоре после ооразования верхнего культурного слоя, т.е. в начале атлантического периода, эоловые процессы затухают и на дюне появляется почвенно-растительный покров. С этим вполне увязываются данные о значительном увлажнении и потеплении климата на бореально-атлантическом рубеже (Нейштадт, 1957; Предтеченский, 1957; Хотинский, 1977). К этому времени относится закрепление большинства дюн растительностью во многих районах Западной Европы а также ETC.

В отношении времени захоронения почвы Елина Бора имеются весьма противоречивые данные. На основании находок кремневых изделий неолитического возраста, обнаруженных Л.В.Кольцовым (1966) над поверхностью погребенной почвы, можно сделать вывод об ее древнем погребении (более 4 ООО лет назад). Это противоречит почвенно-геологическим данным. Во-первых, погребенная почва Елина Бора имеет единую поверхность с пойменной почвой, захороненной в середине субатлантического периода. Во-вторых, на относительно недавнее время отложения перекрывающего почву эолового песка указывает отсутствие на его поверхности хорошо развитой почвы и лишь местами наличие примитивной почвы, сходной по степени развития профиля с почвами на датированных поверхностях возрастом менее 100-200 лет.

Об этом же свидетельствуют и археологические данные. В юго-западной части Елина Бора на уровне верхнего мезолитического культурного слоя, представленного преимущественно микролитическим материалом, местами встречается неолитический кремневый материал. Он приурочен к широким линзовидным пятнам слабогумусировакного и ожелезненного песка, расположенным в верхней части профиля погребенной почвы. Особенно ярко выражены нижние части линз, заполненные желто-светло-серым песком, более темным, чем горизонт [А2], и более светлым, чем горизонт [Blf] (см. рис. 1). Линзовидные пятна, очевидно, представляют собой хозяйственные ямы неолитического возраста. В отличие от мезолитического культурного слоя, который образовался во время накопления дюнного песка и залегает горизонтально сплошным слоем, неолитический материал попал на ту же глубину локально, когда поверхность дерново-подзолистой почвы стабилизовалась. Верхняя часть ям уже практически не видна, так как в результате длительного воздействия почвообразовательных процессов здесь восстановился нормальный цвет горизонтов А1 и А2. Следовательно, погребение почвы произошло значительно позже неолитического времени. В северо-восточной части Елина Бора в мезолитическом культурном слое были обнаружены не только кремневые изделия неолитического возраста, но и раннеславянская керамика (Борисковский, 1937).

Все эти факты указывают на то, что дерново-подзолистая почва останца была погребена не раньше, а скорее позже, чем пойменная, т.е. не более 1000 лет назад. Очевидно, материал неолитического возраста над поверхностью погребенной почвы находится в переотложенном залегании.

Следовательно, формирование дерново-подзолистой почвы Елина Бора, как и на большинстве дюн Оки и Верхней Волги, продолжалось с начала атлантического периода до последних 500—1500 лет, когда значительно усилилось развевание - песков, вызванное хозяйственной деятельностью человека.

Генезис погребенной почвы разреза Елин Бор представляется весьма сложным. Можно выделить две стадии почвообразования. В течение первой сформировался профиль дерново-подзолистой почвы с мощным горизонтом [А2] (до глубины 40-60 см от поверхности погребенной почвы) и плотным горизонтом [Blf], сцементированным окислами Fe (см. рис. 11, Б). Во время второй стадии произошло дальнейшее увеличение мощности горизонта А2, развитие мощных языков и карманов белесого песка и в результате деградация горизонта [Blf] и частично [В2]. Местами от горизонта [Blf] сохранились отдельные "останцы" (см. разрез 55). Пока не ясны причины увеличенной мощности горизонта [А2] и профиля почвы в целом на всей площади останца, а также глубокой деградации горизонтов В. На других дюнах центра Русской равнины и при близком под- стилании, и на мощных эоловых песках чаще всего происходит образование среднемощных и маломощных дерново-подзолистых или скрытоподзолис- тых почв.

Профиль погребенной почвы Елина Бора характеризуется значительной элювиально-иллювиальной дифференциацией по содержанию оксалатно- растворимого и дитионитного Fe203 ().

В горизонте [А1] сохранилось высокое содержание гумуса, что также свидетельствует о недавнем погребении почвы. Вместе с тем рН почвы уже существенно изменился, в горизонте [А2] значения его стали максимальными. В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты, которые, как и фульвокислоты, представлены преимущественно I фракцией (табл. 12). Вероятно, за время после погребения почвы могло произойти некоторое увеличение отношения Сгк/С фк (1,5-1,6), но в целом такие значения отношения мало отличаются от встречающихся в дерново-подзолистых почвах.

При выяснении возраста стадий известным возрастным репером могут служить неолитические хозяйственные ямы. Скорее всего, они были созданы уже после того, как сформировался мощный профиль дерново-подзолистой почвы. Так, в разрезе 117 видно, как при закладке такой ямы была нарушена верхняя часть горизонта [Blf] и на месте буро-ржавого плотного сцементированного песка здесь залегает серовато-желтый рыхлый песок с неолитическими кремнями (см. рис. 1). Белесый цвет песка восстановился здесь лишь на уровне верхней и средней частей горизонта [А2], что может свидетельствовать об ослаблении интенсивности оподзоливания после образования ям. Как уже отмечалось, неолитические хозяйственные ямы были созданы задолго до захоронения почвы эоловым песком. Вместе с тем здесь не обнаружено белесых клиньев и языков, "срезанных" неолитическими ямами. Возможно, это свидетельствует о начале образования этих языков и клиньев и вообще о деградации горизонтов Bf уже'после заложения ям в неолите.

По нашему мнению, образование клиньев произошло в результате повышения увлажненности и на тех участках останца, где создались условия застаивания воды над плотным, сцементированным окислами железа горизонтом [ВIf]. Восстановление железа и вынос его, очевидно, за пределы почвенного профиля, могли продолжаться долго, вплоть до развития мощных карманов белесого песка, достигших горизонта [В2] (см. рис. И, Б). Дальнейшая деградация горизонтов Bf, очевидно, не должна проходить столь интенсивно, так как сплошной плотный горизонт [Blf] уже разрушен и над хорошо водопроницаемым горизонтом [В2] вероятность застоя воды исключена. Возможно, в образовании языков белесого песка и деградации горизонтов Bf принимали участие и процессы подзолообразования, но их роль вряд ли была значительной.

Таким образом, на основании литературных данных и наших исследований историю развития рельефа и почв в районе Елина Бора можно представить следующим образом. В раннем голоцене завершается накопление дюнного песка на останце, на котором периодически появляется мезолитический человек; завершается и образование гривистого рельефа на пойме. В условиях влажного климата атлантического периода дюна закрепляется растительным покровом, формируется мощная дерново-подзолистая ил- лювиально-железистая почва (7000-5000 лет назад). В пойме начинается накопление старичного аллювия в межгривных понижениях и формирование пойменных почв на гривах и продолжается до середины субатлантического периода.

Во второй половине этапа накопления старичного аллювия старицы периодически пересыхают и в них формируются иловато-болотные почвы. На останце после появления неолитического человека, очевидно, во влажные фазы суббореального и субатлантического периодов происходит деградация горизонтов Bf дерново-подзолистой почвы, протекающая с различной интенсивностью (5000-1000 лет назад). В последние 1000 лет в результате усилившейся хозяйственной деятельности человека началось развевание песков на дюне и возобновилось отложение аллювия на пойме. Дерново- подзолистая иллювиально-железистая почва Елина Бора и почвы поймы были погребены ().

Сходный возраст имеют и погребенные почвы на материковых дюнах. В Брестском Полесье на параболических материковых дюнах нами обнаружены мезолитические стоянки (Осса I, II, III), культурный слой которых залегает на уровне горизонта [А2В1] погребенной дерново-подзолистой песчаной почвы. Захоронение почв, по археологическим и стратиграфическим данным, здесь относится к последним столетиям. Такие недавно погребенные почвы встречаются на дюнах центра Русской равнины и Северо- Запада ETC наиболее часто.

Вместе с тем в Прибалтике обнаружены и более древние песчаные погребенные почвы (Кристапавичус, 1962; Кипиани, Колбутов, 1966). Нами они изучены в различных районах от западных частей Белоруссии и Литвы до Северного Приладожья.

К содержанию книги: А.Л. Александровский - Эволюция почв Восточно-Европейской равнины в голоцене