ГОЛОЦЕНОВЫЕ ПАЛЕОПОЧВЫ ЦЕНТРА РУССКОЙ РАВНИНЫ

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

Возраст и характеристика стадий эволюции полигенетических почв с темноцветным гумусовым горизонтом

Исследованные дерново-подзолистые почвы со вторым гумусовым горизонтом и погребенные темноцветно-подзолистые почвы показывают, что исходный среднеголоценовый темноцветный гумусовый горизонт был хорошо развит, имел высокое содержание гумуса и большую мощность (до 30 см и более). Можно полагать, что общая длительность темноцветной стадии была значительной.

Почвы, образовавшиеся в течение этой длительной стадии (непрерывной или прерывистой), очевидно, можно классифицировать как черноземовид- ные полигенетические. По характеру гумусообразования они существенно отличались от современных дерновых, дерново-подзолистых, дерново-карбонатных и других почв южной части лесной зоны, имеющих фульватные гумусовые горизонты. На основании всего комплекса данных многие исследователи условия этой стадии реконструируют как лугово-степные или степные (Драницын, 1914; Тюлин, Рассохина, 1967; Рубцова, 1974; Уфим- цева, 1966; Караваева, 1978).

Вместе с тем, по данным спорово-пыльцевого изучения торфяников, ни для позднеатлантического, ни для суббореального периодов существование фаз остепнения на юге лесной зоны не установлено (Хотинский, 1977). Не отражены периоды остепнения и в спорово-пыльцевых профилях дерново-подзолистых почв со вторым гумусовым горизонтом (Афанасьева, Ре- мезова, 1974; Гаджиев, Савина, 1976). Однако палинологический материал в почвах, особенно в их верхних горизонтах (в том числе и в Ah ), быстро разрушается, и, возможно, пыльца темноцветной стадии сохранилась лишь в палеокротовинах, так как на глубине разрушение»-и обновление пыльцы и спор идут медленнее.

Можно полагать, что палеопочвенный и спорово-пыльцевой методы обладают разными возможностями, так как почвы и па/Лшологические спектры торфяников по-разному реагируют на изменения природной среды и по-разному ее отражают. Следует учитывав, что в спорово-пыльцевых спектрах торфяников в большой степени отражена история растительности болот и окружающих их заболоченных участков. Повышенная водоудерживающая способность торфяников должна обусловливать сохранение особого гидрологического режима на окружающих его территориях и, следовательно, сохранение лесной растительности даже при значительном уменьшении увлажненности климата. Поэтому в торфяниковых спорово-пыльцевых диаграммах преимущественно должны находить отражение изменения растительности, связанные с изменениями термического фактора. В почвах, напротив, в большей степени сохраняются палеопризнаки, образованные в иных условиях увлажнения: темноцветные 1умусовые, оглеенные, элювиальные горизонты и др. Расхождения в данных этих двух методов требуют дальнейшего изучения.

Основываясь же на результатах исследования почв, сформированных в автономных позициях, которые, по нашему мнению, наиболее чутко реагируют на изменения увлажненности, можно полагать, что во время темноцветной стадии почвообразование было евтрофным гуматно-кальциевым, оно развивалось в условиях более засушливого климата и коренным образом отличалось от современного. Пока нельзя окончательно сказать, в каких именно природных условиях формировались темноцветные горизонты - в условиях луговой степи или в условиях сохранившемся, но видоизменявшейся лесной растительности (парковые леса?). Наличие палео- кротовин свидетельствует о существовании открытых луговых или степных участков. Отмечается большое сходство по свойствам темноцветных горизонтов Владимирского Ополья с исследованными нами в Ярославской области. Учитывая выводы П.Д. Ярошенко и Э.А. Юровой (1970) о большом участии луговых степей в первобытном лесостепном ландшафте Владимирского Ополья, можно сделать предположение о распространении в позднеатлантическое время лесостепных ландшафтов на юге Ярославской области и на Клинско-Дмитровской гряде. Широкое распространение темноцветных вторых гумусовых горизонтов в южной части лесной зоны показывает, что в позднеатлантическое время лесостепи проникали минимум на 300—400 км севернее, чем в настоящее время, и здесь под травянистой растительностью открытых участков лесостепного ландшафта формировались темноцветные гумусовые горизонты почв.

Среди других гипотез, объясняющих образование второго гумусового горизонтг наибольшей поддержкой пользуются две: одну из них можно назвать палеокарбонатной (Долгова, 1964), другую — иллювиально-гумусо- вой (Нечаева, 1979; Пономарева, Плотникова, 1980). Собственно гипотеза о современном иллювиально-гумусовом происхождении второго гумусового горизонта находится в противоречии и с данными радиоуглеродного датирования, и с результатами исследования темноцветных погребенных почв. Однако может быть предложена палеокарбонатно-иллювиально-гу- мусовая гипотеза, которая более полно увязывается с имеющимися фактическими данными. По мнению В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой (1980), серые гуминовые кислоты обладают значительной подвижностью в почвах и могут осаждаться на некоторой глубине при наличии избытка Са. Такое осаждение гуминовых кислот могло происходить в дерново-подзолистых и серых лесных почвах, образованных на лёссовидных суглинках, когда карбонаты еще не были вымыты из их профиля (Долгова, 1964).

Но если исходить из того, что темноцветный горизонт залегает в сильно элювиированной толще (в горизонте А2), то эта гипотеза встречает следующие возражения. Во-первых, такое сильное элювиирование могло происходить только на фоне глубокой (полной) выщелоченности профиля от карбонатов. Во-вторых, темноцветный горизонт (даже если он был иллювиального генезиса) мог образоваться, вероятно, только после стадии элювиально-иллювиальной дифференциации профиля, а следовательно, только в бескарбонатном профиле. Вторичный подъем грунтовых вод, с которыми мог бы поступать СаС03, исключается, так как темноцветный горизонт часто встречается в дерново-подзолистых почвах, которые в течение голоцена находились в хорошо дренированных условиях. Таким образом, требуемого для осаждения гуминовых кислот избытка Са, по мнению В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой (1980), во время образования темноцветного горизонта не было. Следовательно, темноцветный второй гумусовый горизонт является не иллювиальным, а нормальным почвенно-генетическим горизонтом аккумуляции in situ гуматно-кальциевого гумуса, для образования которого было достаточно того небольшого количества Са, который поступал в почву с опадом.

Относительно возраста, условий и характера почвообразования стадии элювиально-иллювиальной дифференциации профиля данных значительно меньше. Нет датировок этой стадии, не известен ее полный почвенный профиль, так как пока не обнаружены почвы, погребенные перед началом темноцветной стадии. Профиль раннеатлантических почв реконструирован косвенно, на основании исследований полигенетических темноцветно-под- золистых погребенных почв. Эти почвы мало отличались от современных дерново-подзолистых и по мощности, и по степени дифференциации профиля. Начало дифференциации почв на элювиальные и иллювиальные горизонты, очевидно, относится к раннему голоцену, так как позднеледни- ковые погребенные почвы имеют еще недифференцированный профиль. Природные условия пребореального периода, особенно во время похолоданий, были близки к позднеледниковым. Климат бореального периода характеризовался преимущественно пониженной увлажненностью, поэтому дифференциация должна была проходить не столь интенсивно. Наиболее благоприятные условия для дифференциации профиля на горизонты А2 и В сложились во время атлантического климатического оптимума, который, по нашему мнению, следует относить к интервалу 8000—6000 лет назад. В условиях теплого, менее континентального и достаточно влажного климата происходило глубокое промывание почвенного профиля. Развивались процессы патрлювации, элювиально-глеевой миграции Fe и А1; магистральные трещины на большую глубину были заполнены натечными глинистыми кутанами.

Растительный покров атлантического периода характеризовался распространением широколиственных пород (дуб, липа, вяз и др.). По утвердившемуся мнению, эти порош не способствуют развитию опод- золивания. Поэтому обычно в схемах эволюции почв к атлантическому периоду относят фазу ослабления подзолообразования (Маданов и др., 1967; Хантулев и др., 1972). Однако элювиально-иллювиальная дифференциация профиля (лессивированные почвы) может проходить без интенсивной кислотной агрессии, в результате элювиально-глеевого процесса в слабокислых условиях. Вместе с тем высокая кислотность может развиваться и под широколиственными породами. Так, нами исследована почва, формировавшаяся не более 1000 лет под дубово-липовым лесом с хорошо развитым травянистым покровом на поверхности славянского кургана (Подушкинское лесничество). Горизонт А1А2 этой почвы характеризуется высокой актуальной и гидролитической кислотностью, высоким содержанием обменных tf и А13+ . Наоборот, в профиле таежных почв ETC, формирующихся в настоящее время под еловыми лесами (в прошлом здесь значительно шире были распространены широколиственные породы), современная фаза почвообразования характеризуется наложением маломощного А1—Fe-гумусового профиля на мощный дифференцированный климатического оптимума (Таргульян и др., 1978). Это подтверждает мнение о нечеткости существующих представлений о взаимосвязи почва — среда. Поэтому реконструкции почвообразования прошлых этапов голоцена исключительно по палеоботаническим данным являются гипотетичными. На основании же палеопочвенных данных этап дифференциации профиля дерново-подзолистых почв следует отнести ко времени до темноцветной (AT—3) стадии.

Определение возраста стадии дифференциации временем 8000—6000 лет назад (АТ-1, 2) нельзя считать окончательным. Имеются радиоуглеродные датировки темноцветного горизонта, относящиеся к интервалу 6000— 7000 лет : 7000 ± 50 лет (ИГАН-214) и 6240 ± 250 лет (Долгова и др., 1979). Датировки же западносибирских вторых гумусовых горизонтов иногда относятся и к бореальному периоду (Караваева, 1978) . Пока таких датировок получено немного, но вряд ли все они могут быть связаны с погрешностями датирования.

Таким образом, не исключена возможность того, что начало темноцветной стадии и стадия дифференциации могут быть отодвинуты к раннему голоцену. Поэтому может быть предложен другой вариант гипотезы, объясняющей возраст и характер почвообразования стадии дифференциации профиля дерново-подзолистых почв. Так, И.П. Герасимовым (1959) было сделано предположение о том, что дифференциация профиля современных почв Европы, так называемых почв на двучленных наносах, зало- жилась на самых первых этапах почвообразования. До этого, в конце плейстоцена, лёссы и лёссовидные отложения были окарбоначены с поверхности. В начале голоцена карбонаты были отмыты на некоторую глубину (стадия декальцификации) и в обескарбоначенном слое началось вымывание тонких частиц, которые задерживались в лежащем ниже слое, где еще сохранялись карбонаты, они заполняли поры, формируя горизонт с пониженной водопроницаемостью (стадия декальмотажа). В результате создались условия для поверхностного переувлажнения и элювиально- глеевого процесса.

С помощью этой гипотезы может быть объяснено раннее заложение дифференциации профиля также и дерново-подзолистых почв Восточно- Европейской равнины. В периоды повышенной увлажненности климата в раннем голоцене и в раннеатлантическое время процессы дифференциации должны были усиливаться. В периоды пониженной увлажненности проходило формирование темноцветного горизонта: достройка или репликация древних гуминовых кислот (Фокин, 1975; Гаджиев, Дергачева, 1977) и, возможно, сохранение их с раннего голоцена. Проверить вероятность этой гипотезы можно будет после обнаружения и изучения раннеголоценовых моно- и полигенетических погребенных почв и почв со вторым гумусовым горизонтом с применением комплекса точных методов исследования.

Дёрново-подзолистые погребенные почвы  по аналитическим данным во многом отличаются от погребенных темноцветно-подзолистых и дневных дерново-подзолистых почв со вторым гумусовым горизонтом. Профиль погребенной дерново-подзолистой почвы разреза 99 столь же сильно дифференцирован по илу и валовым Si02 и R203, как и почвы с темноцветными горизонтами (табл. 10, см. табл. 7). В ее горизонте [А1] содержание гумуса значительно ниже, чем в темноцветных, несмотря на его значительно большую молодость (1685 ± 40 лет, ИГАН-180) и меньшую длительность периода минерализации органического вещества. В разрезе 40 горизонт [А 1 ] древнее (погребен в суббореале) и по возрасту приближается к темноцветным, гумуса в нем содержится еще меньше (0,9%).Состав гумуса горизонта [А1 ] в разрезе 99 фульватно-гуматный: Сгк/Сфк = = 1,44, в разрезе 40 - фульватный: Сгк/СфК = 0,69 (см. табл. 3,4). Эти данные еще раз подтверждают, что со временем в погребенных почвах происходит постепенная минерализация органического вещества, но состав гумуса, свойственный дерново-подзолистым почвам, изменяется слабо.

Биогенное накопление веществ в горизонте А1 разреза 99 прослеживается во многих свойствах, но оно выражено заметно слабее, чем в темноцветном горизонте погребенной почвы (разрез 5), и по обменным Са и Mg, и по содержанию гумуса и совсем не выражено в данных по распределению валовых R203, CaO, MgO. В профиле погребенной почвы разреза 40, сформированной на двучленной породе, хорошо выражен палевый горизонт [A2Bf]. Он характеризуется заметным накоплением валовых R203, слабым накоплением дитионитного Fe203, обменных Са2+ и Mg2+ и сильным накоплением оксалатнорастворимого Fe. Палевый горизонт [А2Х] в разрезе 99 на одночленном суглинке с близким подстиланием песчаным аллювием выражен слабее и по химическим свойствам выделяется слабым накоплением оксалатнорастворимого Fe и валового А1203 по сравнению с лежащим ниже горизонтом [А22 ].

В последнее время многими исследователями образование вложенного Al-Fe-гумусового профиля (палевый горизонт) рассматривается в качестве позднеледниковой стадии эволюции почв с текстурно-дифференциро- ванным профилем (Таргульян и др., 1974; Ильичев, 1975; Тонконогов, Витт, 1981). Исследованные нами погребенные почвы показывают, что палевые горизонты, в различной степени выраженные, существовали уже в среднем голоцене. Это позволяет сделать предположение, что на двучленных породах образование Al-Fe-гумусового профиля в пределах облегченной толщи могло начаться уже на первых этапах голоцена в результате быстрого прохождения следующих стадий саморазвития почв: порода (двучленная) профиль с А2 белесым профиль с А2 палевым. На одночленных породах палевая стадия также могла быть достаточно длительной, но ей, очевидно, должна предшествовать длительная стадия текстурной дифференциации с максимальным развитием элювиально-иллювиальных процессов в раннеатлантическое время.

Данные валового и механического анализов показывают, что на аллювиальных (покровных ?) суглинках первой надпойменной террасы р. Сары, отложение которых окончилось в позднеледниковье, в течение голоцена образовались хорошо развитые, зрелые дерново-подзолистые почвы (погребены относительно недавно — в субатлантический и позднесуббореальный периоды). По степени элювиально-иллювиальной дифференциации профиля они не отличаются от дневных дерново-подзолистых почв, сформированных на лёссовидных суглинках водоразделов и высоких надпойменных террас. Это может свидетельствовать об одновозрастности текстурно-дифференци- рованных почв (все полноголоценовые - 10 000-летние) на этих террасах либо о том, что возрастные различия их невелики и не сказываются на различиях профилей почв, так как они являются зрелыми и находятся в -состоянии квазиравновесия со средой.

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