Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ В ГОЛОЦЕНЕ

ГОЛОЦЕНОВЫЕ ПАЛЕОПОЧВЫ ЦЕНТРА РУССКОЙ РАВНИНЫ

 

почвы

 

Смотрите также:

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

 

Книги Докучаева

докучаев

Фитоценология

 

Химия почвы

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Ботаника

 

Биология

биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Общая биология

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

 

Свойства и генезис разновозрастных палеопочв на суглинках

 

Исследованные голоценовые погребенные почвы довольно хорошо сохранили как свои исходные морфологические, так и химические свойства. Заметные изменения произошли лишь с такими лабильными свойствами, как рН и содержание обменного It (). Так, подзолистый горизонт приобрел наивысшие значения рН и в профиле темноцветно-подзолистой (разрез 5) и в профиле дерново-подзолистой (разрез 99) погребенных почв. Как и во многих других исследованных погребенных почвах, по сравнению с дневными фоновыми снижается содержание обменного К , при этом наиболее заметно (как и рН) в верхней части погребенных почв, а в разрезе 5 обменный водород полностью исчезает. Очевидно, изменяется и содержание обменных Са2+ и Mg2+ .

 

Данные определения содержания Fe2 Оэ по Тамму и Джексону и особенно механического и валового химического анализов, которые отражают более устойчивые и консервативные свойства почвы, свидетельствуют о четкой, хорошо сохранившейся элювиально-иллювиальной дифференциации профиля погребенных почв, как дерново-подзолистых, так и темноцветно-подзолистых. Верхние горизонты этих почв обеднены фракциями < 0,01 мм, окислами Fe и А1, обменными Са2+ и Mg2+ , оксалатнорастворимым и дитионитным Fe. По степени элювиированности они не уступают современным дерново- подзолистым почвам, в том числе и дерново-подзолистым почвам со вторым гумусовым горизонтом.

 

Изменения содержания и состава гумуса погребенных почв и унаследованных гумусовых образований дневных почв зависят от того, насколько древнее органическое вещество изолировано от воздействия современных процессов почвообразования и от устойчивости типа гумуса. Об этом свидетельствуют данные по составу гумуса и оптической плотности гуминовых кислот, полученные как по центру Русской равнины (см. табл. 3,4), так и по другим районам ETC. В темноцветных горизонтах погруженных текстурно-дифференцированных почв (темноцветно-подзолистых) обычно сохраняется высокое содержание Сорг (1,2-2% и более); состав гумуса характеризуется широкими отношениями Сгк/Сфк (3,8-5,6) и резким преобладанием II фракции ГК ().

 

В предполагаемых аналогах этих горизонтов — вторых гумусовых темноцветных горизонтах дневных почв, находящихся в сфере действия интенсивного современного почвообразования, содержание Сорг заметно снижается (< 1%). В сильнодеградированных вторых гумусовых горизонтах отношение Сгк/Сфк может снижаться до 0,7—2,2 (разрезы 2-71, 2-71а). Повышенное абсолютное и относительное содержание гуминовых кислот в горизонтах [Alh ] погребенных почв свидетельствует о большей сохранности их по сравнению с темноцветными горизонтами дневных почв. Преобладает II фракция гуминовых кислот и в горизонте [AlA2h], который по глубине залегания от поверхности темноцветно-подзолистой погребенной почвы (разрез 5) соответствует второму гумусовому горизонту дневных почв ().

 

Следует отметить, что в профиле темноцветно-подзолистых погребенных и дерново-подзолистых дневных почв со вторым гумусовым горизонтом по составу гумуса и оптической плотности выделяются лишь темноцветные горизонты. Горизонты В этих почв, как и обычных дерново-подзолистых, характеризуются одинаково фульватным составом гумуса: Сгк/Сфк = = 0,2—0,4. Темноцветные гумусовые горизонты (дневных и погребенных почв) выделяются, кроме того, наиболее высокими значениями оптической плотности ГК и наименьшими значениями отношения Е4/Е6 (3,2- 3,3). Дерновые горизонты подзолистых погребенных почв, как и дневных почв, имеют средние значения этого отношения (3,5-3,9), а позднеледниковые почвы выделяются максимальными его величинами (до 4,8).

 

В отличие от темноцветных дерновые гумусовые горизонты почв, формировавшихся до и после темноцветной стадии, имеют фульватный и фуль- ватно-гуматный состав тот же, что и современные дерново-подзолистые почвы (Сгк/Сфк = 0,6—1,5; преобладает I фракция ГК; см. табл. 3,4).

 

Таким образом, данные по составу гумуса и оптической плотности ГК отражают специфику гумусообразования прошлого и позволяют различать гумусовые горизонты погребенных почв: дерновые голоценовых подзолистых почв, дерновые мерзлотных дерново-глеевых позднеледниковых почв и голоценовые темноцветные.

 

По составу гумуса к исходным темноцветным гуматно-кальциевым горизонтам, очевидно, в наибольшей степени приближаются темноцветные горизонты погребенных почв (доминирует II фракция ГК). Во втором гумусовом горизонте часто становится преобладающей I фракция ГК (Тюлин, Россохина, 1967). Возможно, здесь происходит трансформация древних гуминовых кислот и переход их из II фракции в I в результате выщелачивания Са из исходных темноцветных горизонтов. Такое предположение было сделано для вторых гумусовых горизонтов почв Западной Сибири и Смоленской области (Караваева, Субботина, 1977; Терешенкова и др., 1979). Однако четкая зависимость между степенью деградирован- ности второго гумусового горизонта  и относительным содержанием II фракции ГК не обнаруживается. Так, в слабодеградированном втором гумусовом горизонте разреза 87-А7 преобладает 1 фракция ГК, а в сильнодеградированном (разрез 2—71а) - II фракция ГК. Установлено, что при определении состава гумуса этого горизонта разными методами могут получаться резко различающиеся результаты (Караваева, Субботина, 1977), при этом данные определения методами и Тюрина и Кононовой— Бельчиковой оказываются близкими, а при определении по методу Пономаревой в составе гумуса обнаруживаются отклонения в сторону фульват- ности и увеличения в составе ГК доли I фракции. Такой различный выход фракций гумуса при использовании разных химических обработок, очевидно, также свидетельствует о нестабильности ГК второго гумусового горизонта, что обусловлено действием на данный горизонт подзолообразования в современную фазу эволюции. Изолированные от такого воздействия темноцветные горизонты погребенных почв, по данным всех методов, характеризуются повышенным содержанием II фракции Г К (см. табл. 4).

 

Хорошо сохраняется состав гумуса и в палеокротовинах. В разрезе 5—9А темноцветное заполнение палеокротовины, залегающей в горизонте В1 по сравнению с деградированным вторым гумусовым горизонтом, характеризуется значительно более высоким содержанием гумуса (1,14 против 0,51 в A2h); меньшим отношением Сгк/Сфк = 3,0, что, очевидно, более точно отражает характер древнего гумусообразования (это отношение в горизонте А2 равно 5,5); преобладанием II фракции ГК, тогда как в горизонте A2h преобладающей стала I фракция ГК.

 

По мнению многих исследователей (Наумов, 1960; Рубцова, 1974; Тюлин, 1976; Караваева, J 978), по составу гумуса темноцветные вторые гумусовые горизонты имеют большое сходство с черноземами и лу- гово-черноземными почвами. Это подтверждается и данными исследовагуминовых кислот I фракции. Следует учитывать также высокое абсолютное содержание Гумуса в темноцветных горизонтах (2,5—4%), состоящего преимущественно из гуминовых кислот (см. табл. 3, 4). Такое высокое содержание гуминовых кислот (а исходно оно было еще выше — часть ГК минерализовалась за 3—5 тыс. лет) в современных дерново-подзолистых почвах не встречается.

 

В целом аналитические данные свидетельствуют если не о лугово-степ- ном, то, во всяком случае, о существенно отличном от современного — евтрофном характере почвообразования во время темноцветной стадии. Вместе с тем темноцветные гумусовые горизонты, унаследованные в профиле современных почв (разрезы 87—А7, 2—71а) и погребенные (разрезы 5, 4), располагаются в элювиальной части профиля, обедненной илом и R203, ПО сравнению с горизонтами В, что обусловлено процессами опод- золивания и партлювации ().

 

Таким образом, аналитические данные, как и морфологические, свидетельствуют о существовании двух разных направлений почвообразования, фиксируемых в профиле этих полигенетических почв: евтрофном (лугово-степном) и элювиально-иллювиальном (вероятно, подзолообра- зовательном), и позволяют выделить в их развитии минимум две стадии: элювиально-иллювиальной дифференциации профиля и темноцветного гумусообразования. По мнению некоторых исследователей (Тюлин, Россо- хина, 1967; Уфимцева, 1966), темноцветный горизонт образовался в верхней части профиля, уже прошедшего этап текстурной дифференциации (наложенная эволюция по Таргульяну, Александровскому, 1976).

 

Нами такой вывод был сделан на основании изучения погребенных почв (Александровский, 1972). Предположение исследователей (Афанасьев, 1916; Хантулев и др., 1968; Караваева, 1978; Алифанов, 1980а) о том, что эти почвы образовались путем деградации исходно недифференцированного профиля темноцветной почвы, по нашему мнению, не вполне увязывается с аналитическими данными. Профиль этих почв характеризуется значительной дифференциацией по илу и R203, обусловленной интенсивным действием процессов партлювации и кислотного гидролиза. Если бы такая сильная дифференциация произошла после образования темноцветного горизонта, она вызвала бы полную его деградацию. Несомненно, такой устойчивый признак, как элювиальный горизонт, значительно обедненный R203 И ИЛОМ, при наложении темноцветного горизонта должен хорошо сохраняться.

 

Более ярко это прослеживается в профилях темноцветно-подзолистых погребенных почв, где в пределах сильно элювиированного горизонта расположен темноцветный горизонт, имеющий практически не деградированный гумус. Так, в разрезе 5 темноцветный горизонт погребенной почвы в отличие от вторых гумусовых горизонтов современных почв (разрезы 87-А7, 2-71) имеет четкий аккумулятивный характер (рис.8). Это проявляется в значительном накоплении фракций < 0,01 мм, Fe203, СаО, обменных Са2* , Mg2* , оксалатнорастворимого Fe2 03. В профиле дневных почв такой аккумулятивный характер темноцветного второго гумусового горизонта выражен слабо или не проявляется — после темноцветной они прошли стадию деградации темноцветного горизонта. На этой стадии основным профилеобразующим процессом является разрушение (стирание гумусовой прокраски) верхней части темноцветного горизонта. По мере деградации этого горизонта происходит некоторое обеднение его тонкими фракциями и R203. В разрезе 5 он имеет четкий аккумулятивный характер, в слабодеградированном горизонте Alh2 разреза 87-А7 аккумуляция проявляется слабее (см. табл. 5-8), а в разрезе 2-71, где темноцветный горизонт сильно деградирован и сохранился в виде отдельных пятен в горизонте А22, он наиболее обеднен илом и R203 (Таргульян и др., 1974).

 

Возраст темноцветной стадии до конца не ясен. Радиоуглеродные датировки темноцветного горизонта дневных и погребенных почв центра Русской равнины находятся в интервале от 5000 до 7000 лет, но преимущественно относятся к позднеатлантическому периоду (АТ-3). При этом они не показывают времени начала и конца этой стадии, а лишь MRT (среднее время пребывания) гуминовых кислот, образовавшихся в течение этой стадии. Кроме того, погребение темноцветных почв могло произойти задолго до окончания темноцветной стадии, во время которой следует предполагать развитие эрозионных процессов и захоронение почв. Второй гумусовый горизонт представляет нижнюю часть мощного среднеголоценового темноцветного горизонта, а верхняя, более молодая его часть в настоящее время разрушена, и определить ее возраст не представляется возможным.

 

Большой интерес для установления исторических смен почвообразования в конце темноцветной стадии представляет разрез высокой поймы у с. Деболовского (разрезы 4а, 46). В нем выделяются две погребенные почвы - дерново-подзолисто-глеевая (верхняя) и темноцветная (нижняя), которые по морфологии и аналитическим данным (рис. 9) резко отличаются от современных пойменных почв р. Сары. Темноцветная погребенная почва имеет сходный возраст по С-14 и состав гумуса с темноцветными горизонтами полигенетических погребенных почв, особенно с почвой третьей надпойменной террасы (разрез 5). Здесь также преобладают гуми- новые кислоты II фракции, а Сгк/Сфк= 3,81—4,88; также невелико и относительное содержание негидролизуемого остатка - 30-38% (см. табл. 3, 4). Почва характеризуется повышенным содержанием гумуса и обменных Са2+ и Mg2+ . Глубина залегания карбонатного горизонта различная: в разрезе 46- 170 см, в разрезе 4а - 95 см от поверхности погребенной почвы, но на свойствах почвы это не сказывается. В обоих разрезах темноцветная погребенная почва имеет сходный состав и морфологию. Большинство анализов свидетельствует о биогенном накоплении элементов в горизонте II [Alh] (см. табл. 5, 8). Аккумулятивный характер имеют кривые содержания гумуса, дитионитного Ре, обменных Са:+ , Mg2+ .

 

В профиле лежащей выше погребенной дерново-подзолисто-глеевой почвы гумуса, обменных Са2* , Mg2+ содержится существенно меньше. По глубине залегания карбонатного горизонта от поверхности почвы - 205 см в разрезе 46 и 180 см в разрезе 4а - она мало отличается от лежащей ниже темноцветной погребенной почвы (170 см в разрезе 46). Следовательно, связь между глубиной залегания карбонатов и свойствами данных почв не обнаруживается, и различия в морфологии и составе между нижней и верхней погребенными почвами обусловлены биоклиматическими факторами.

 

Элювиально-иллювиальная дифференциация профиля верхней погребенной почвы прослеживается в данных большинства анализов: механического, валового, содержания обменных Са2+ , и Mg2* , оксалатнорастворимого и дитионитного Fe203.

 

Таким образом, на высокой пойме р. Сары по крайней мере дважды пойменный режим прерывался (пойма не затоплялась) и формировались нормальные автономные почвы: в позднеатлантическое время — темноцветная, в раннесуббореальное — дерново-подзолисто-глеевая. В соответствии со снижением уровня паводков р. Сары в это время понижается и уровень оз. Неро, в которое в 10 км разреза впадает р. Сара (Алёшинская, 1973).

 

Образование дерново-подзолистых почв на поймах довольно распространенное явление (Еленевский, 1936, Асеев, 1959). Оно началось в среднем голоцене, когда в результате развития сплошного густого растительного покрова на водоразделах и в долинах речной сток был зарегулирован, паводки были невысокие, поймы не заливались, а были заняты лесом. После сведения лесов человеком и распашки больших площадей, особенно в последние века, интенсивность паводков увеличилась и дерново-под- золистые почвы нередко оказывались погребенными под молодым пойменным аллювием. Нами дерново-подзолистая почва, погребенная около 100 лет назад под пойменными отложениями, исследована на высокой пойме р. Волги, ниже по течению от Рыбинска. В исследованном разрезе высокой поймы р. Сары захоронение почв под аллювием и аллюво-делю- вием произошло значительно раньше — в среднем гогоцене.

 

Темноцветные почвы позднеатлантического возраста встречаются в пойменных отложениях р. Оки, где они датированы археологическим методом (раскопки Б.А. Фаломеева). Наличие в них кротовин указывает на автономный характер почвообразования в пойме Оки в это время.

 

Исследованная нами темноцветная почва (), погребенная в пойменных отложениях р. Сары, очевидно, начала формироваться довольно рано - в бореальное время, согласно датировке по С-14 древесины, залегающей в основании синхронного почве торфяника (8300 ± 200 лет, МГУ-30), и спорово-пыльцевым данным. На основании спорово-пыльце- вого анализа почвы и отложений данного разреза Р.Н. Горловой (1968) сделано предположение о сухой климатической фазе в конце времени формирования торфяника и почвы. Эту фазу можно сопоставить с темноцветной стадией почвообразования.

 

Погребенные почвы разрезов 4а и 46, имеющие возраст по С-14 5590 и 4600 лет, свидетельствуют об окончании позднеатлантической темноцветной стадии около 5000 лет назад, на рубеже с раннесуббореальным периодом (похолодание климата, формирование дерново-подзолисто-глеевой почвы). К середине суббореала относится новое потепление (Хотинский, 1977). В это время формирование темноцветного горизонта на водоразделах и террасах могло возобновиться. Именно к суббореалу относят формирование западинного темноцветного горизонта в Брянской и Смоленской областях (Величко, Морозова, 1975; Толчельников, Костарев, 1980). Колебательный характер климата в конце среднего голоцена определяет значительную сложность истории природы и почв на рубеже темноцветной стадии и стадии оподзоливания и деградации темноцветного горизонта. Это, в свою очередь, затрудняет определение времени окончания темноцветной стадии.

 

Еще менее ясно время начала темноцветной стадии. В основном датировки темноцветного горизонта исследованных нами почв приходятся на позднеатлантическое время (АТ-3) и лишь одна датировка — на время АТ-1. Благоприятные условия для образования темноцветных горизонтов были и в бореальный период. Вероятно, изменения биоклиматических условий колебательного характера определяли периодическое проявление процессов образования темноцветного горизонта и на первых этапах его развития. Периоды увлажнения климата и элювиально-иллювиальной дифференциации профиля почв, очевидно, имели место еще в раннем голоцене, но основной период дифференциации следует отнести ко времени климатического оптимума (АТ-1, АТ-2).

 

 

 

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

 

 

Последние добавления:

 

Тимофеев-Ресовский. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

 

Ковда. Биогеохимия почвенного покрова

 

Глазовская. Почвоведение и география почв

 

Сукачёв: Фитоценология - геоботаника

 

Сукачёв. БОЛОТОВЕДЕНИЕ И ПАЛЕОБОТАНИКА

 

ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА

 

Жизнь в почве  Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников

 

 Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ  Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

 

Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы