WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 19 |

«Институт МГУ имени Государственный фундаментальных М.В. Ломоносова биологический музей проблем биологии РАН имени К.А. ...»

-- [ Страница 4 ] --

см. также Barthlmy, Caraglio, 2007). Это дает возможность разложить извес тную динамику B(T) биомассы2 всего дерева в распределенную по высоте дерева систему динамик bi(T) биомасс составляющих дерево секций (T – возраст всего дерева). Динамика i-секции (акропетально – i=0,1,2,…) начинается с появления на макушке дерева почки, даю щей начало секционному осевому междоузлию, которое растет в вы соту в течение сезона. В следующем сезоне ситуация повторяется для (i+1)-секции.

Рассмотрим соотношение между биомассами реальной i-сек ции дерева и целого дерева, используя образ виртуального i-дерева.

В момент Ti инициирования каждой новой i-секции дерево начинает реализовывать новую виртуальную динамику Bi(T-Ti) биомассы вир туального дерева – верхней части всего дерева, начинающейся с этой i-секции (Bi(x)=0 при x=T-Ti 0). С нулевой секции начинает реали зовываться виртуальная динамика биомассы виртуального 0-дерева, которая совпадает с реальной: B0(T)=B(T). В момент Ti+1 появляется следующее виртуальное (i+1)-дерево, вложенное в предыдущие вир туальные деревья. Биомасса реальной i-секции есть разность биомасс виртуальных i- и (i+1)-деревьев где T – временной шаг появления секций.

Предполагая функции Bi(x) монотонными и ограниченны ми ( -функции) можно получить ряд интересных (и реаль Термин биомасса здесь, как и в других работах автора, применяется для обозначения физиологически активной части массы растения. Соответственно, фитомасса – физиологически пассивная часть.

Термин предложен Д.О. Логофетом.

ных) свойств динамики биомассы секции. Модельный результат И.А. Полетаева (1966) показывает, что рост дерева в высоту огра ничен и может быть описан выражением Согласно этому в двумерных моделях (Галицкий, 1999;

Galitskii, 200) биомасса свободно растущего дерева описывается как заданная на всей положительной полуоси где tanh( x) – тангенс гиперболический, A1, Bm, A2, Hm – размер ные параметры, µ – аллометрический показатель, в случае изометрии равный . Рис. 1 представляет нормированные на максимальные зна чения зависимости H(T) и B(T) при A1=A2 и µ = 3.

Для описания динамики биомассы Bi(T-Ti) виртуального i-дерева выражение, подобное выражению (), используется далее с заменой параметра Bm на Bm,i. Из процедуры получения выражения (1) следу ет, что конкретный вид функции B(T) не существенен.

Акропетальное оголение ствола. Из выражения (1) и предпо ложения об идентичности -образных динамик Bi(T-Ti) виртуальных деревьев следует, что динамика биомассы секции имеет колоколооб разную форму, т.е. качественно отличается динамики для дерева. Из этого следует, что биомасса секций с возрастом акропетально ого ляется, что действительно имеет место для многих видов деревьев.

Колоколообразная форма динамики суммарной массы хвои ветви ели (и, следовательно, яруса из примерно пяти ветвей и соответству ющей секции) была продемонстрирована с использованием метода возрастных рядов по натурным данным в работе (Цельникер, 1994).

На рис. 2 (штриховые линии) представлена динамика биомассы, вы Рис. 1. Динамика высоты дерева и его биомассы численная с использованием (1) и (4) для нескольких секций.

Невозможность -образной динамики фитомассы. Ограни ченность или неограниченность динамики биомассы и фитомассы дерева при T не могут быть показаны непосредственно натур ным наблюдением. Как известно, биомасса B(T) является источни ком фитомассы P(T) растения и, следовательно, в рамках детальности используемой модели дерева всю накопленную на момент T растени ем фитомассу можно описать неким интегралом от B(T) в пределах от 0 до T. Предполагая, что интенсивность производства биомассой фитомассы не слишком быстро уменьшается с возрастом и учитывая -образность функции B(T), можно заключить, что рост фитомассы “зонтикообразной” формы существенную биомассу) на область свободного роста – круг, то есть нечто подобное зонтику. На рис.  представлена динамика распределений биомассы секций по высоте свободно растущего дерева для нескольких возрастов T. Неко торые формы деревьев, например, в саванне указывают, что этот эф фект можно встретить в реальности (см. также Barthlmy, Caraglio, 2007, fig.22, p. 91;

Серебрякова и др., 2006, рис.177, 187, с.287, 00).

Распределение биомассы по секциям. Наблюдения форм дере вьев многих лиственных (и не только) видов деревьев зрелого воз раста показывают, что акропетальное оголение ствола значительно замедляется, если не заканчивается на некоторой высоте (в отличие от идеального случая, см. рис. ). Это значит, что динамика биомас сы секций с большим номером i (большей высотой возникновения), возможно сохраняя “колоколообразную” форму, не обязательно стре мится к нулю с увеличением возраста секции (см. рис. 2, сплошные).

Для этого достаточно, чтобы величина Bm,i в выражении (4) зависела бы некоторым образом от высоты Hi появления соответствующего виртуального i-дерева:

При этом следует заметить, что зависимость биомассы Bi(T,Hi) виртуального i-дерева от высоты Hi не отражается в заданной зави симости биомассы B(T) всего реального дерева. Очевидно, что из (1) и (4) следует Bi(T,Hi)Bi+1(T,Hi+1). Это соотношение следует также из физических соображений (Полетаев, 1966). Можно предположить, что тип зависимости который определяет форму распределения биомассы по секциям, может быть специфичным для биоморф деревьев. Функции f0(x) должны быть невозрастающими и уменьшаться от 1 в точке x=0 до 0 в x=1.

Другим источником разнообразия распределений биомассы дерева по секциям (по высоте) в рамках данной модели является соотношение масштабов времени A1 и A2 динамики биомассы и высоты в (1) и (2). На рис. 4 представлены два примера распределения биомассы дерева по вы соте ( f 0 ( x) = (1 x) ), иллюстрирующие сказанное (более подроб но см. Галицкий, 2010).

Рис.4. Динамика распределения биомассы дерева по высоте (по секциям) Секционная модель дерева, растущего не свободно. Как и в двумерном случае (Галицкий, 1999, 2000;

Galitskii, 200), площадь территории, доступной дереву в сообществе, принимаем как меру доступных дереву ресурсов. Свяжем азимутальную структуру био массы дерева и секций с формой и размером территории, на которой дерево растет. Свободно растущее дерево, очевидно, имеет годограф азимутального распределения биомассы в форме круга, увеличиваю щегося с возрастом радиуса. Вполне естественно предположить, что если по какому-то азимуту форма территории не обеспечивает вы полнение условий свободного роста, то для этого азимута рост био массы будет замедляться и, вообще говоря, соответствующая часть биомассы начнет отмирать. Натурные наблюдения над соседними деревьями показывают, что нижние соприкасающиеся части крон между ними растут гораздо слабее, чем в противоположных направ лениях, а рост верхних, вообще говоря, не зависит от азимута. Такое различие ситуаций с нижними и верхними частями кроны определя ет необходимость использования трехмерных моделей конкуренции в сообществе.

Секция и секторы. Дерево в сообществе и составляющие его секции используют ресурсы и растут на части территории сообщес тва – полигоне Вороного (рис. 5, штриховая линия). Разобьем круг свободного роста (угол 2 ) и, соответственно, полигон на ns одина ковых секторов и к каждому j-му сектору i-той секции применим с со ответствующими изменениями уравнение, использованное при дву мерном моделировании динамики биомассы дерева (Galitskii, 200):

где ai,j(T–Ti) и aF,i(T) площадь пересечения j-сектора полигона с кругом свободного роста и площадь, необходимая для свободного роста в возрасте T дерева соответственно, bi,j(T–Ti) и bF,i(T–Ti) биомасса данного сектора и свободно растущего сектора, удельные затраты на основной обмен биомассы B дерева (0k1), удельная интенсивность производства фитомассы биомассой, cG коэффициент дыхания роста (Makela, Hari, 1986), функция f1(x) существенна при возобновлении роста растения ( 0 1 ). На рис. 5 представлена динамика годогра фов биомассы 0-секции дерева, растущего на полигоне.

На рис.6 приведены модельные динамики биомассы дерева, рас тущего на полигоне, изображенном на рис.5, при различных значе ниях масштабного коэффициента ks (разных значениях площади по лигона). В отличие от двумерной модели, секционная модель дерева показывает, что дерево, растущее на полигоне любой площади (рост “в цилиндре”) не отмирает и его биомасса выходит на стационарное значение, определяемое имеющейся площадью роста. Механика этого достаточно очевидна: секции нижней части кроны, последовательно достигающие предела площади полигона, со временем отмирают, но зато появляются свободно растущие секции в верхней части кроны.

Этот существенный вывод указывает на то, что деревья в сообщес тве отмирают (сообщество изреживается) не непосредственно из-за недостатка площади (ресурсов), а из-за того, что недостаточность ресурсов приводит к уменьшению скорости роста дерева в высоту.

Более подробно результаты данного раздела рассматриваются в (Га лицкий, 2005).

Синхронная модель динамики сообщества деревьев. Алго ритм квазитрехмерной синхронной модели сообщества деревьев, как и в случае двумерной модели состоит в следующем. На территории со общества исходно по некоторой схеме размещаются модели деревьев.

Каждому дереву путем построения мозаики Вороного ставится в со ответствие часть территории (и соответствующие ресурсы). Каждое Рис.7. Динамика мозаики Вороного и системы годографов биомасс деревьев в ходе изреживания сообщества дерево развивается в соответствии с площадью территории, которой оно обладает, и явным образом не взаимодействует с соседями. Если в некоторый момент этой территории (ресурсов) стало недостаточно, то дерево начинает отмирать и при выполнении соответствующего условия оно считается отмершим. После отмирания дерева зани мавшаяся им территория подлежит разделу по некоторым правилам между его соседями, что и является, собственно, явным взаимодейс твием деревьев в модельном сообществе. Соседи отмершего дерева, получив прибавку территории, могут, если они тоже находились на стадии отмирания, изменить свои намерения и продолжить рост.

Очевидно, что в действительности члены сообщества взаимо действуют при использовании ресурсов не только в трагические мо менты, но и в промежутках между ними. Поскольку, разделив между деревьями территорию сообщества, мы уже используем двумерные оценки ресурсов, приходящихся на дерево в сообществе, и соответс твующий механизм взаимодействия функционирует во времени то чечно и радикально, то для непрерывного во времени взаимодейс твия деревьев остается лишь взаимодействие в третьем измерении, т.е. в ходе роста в высоту (подробнее см. Галицкий, 2006).

На рис. 7 представлены для двух моментов времени мозаики Воро ного и годографы биомасс деревьев однородного сообщества (Галицкий, 2006;

Galitskii, 2006). В качестве критерия отмирания дерева использо валось соотношение Bi M Bn,i, где Bi – биомасса i-того дерева, Bn,i – ве личина средней биомассы деревьев, соседних по полигону Вороного к фокальному i-тому дереву, параметр M 1. Подобные эмпирические соотношения разной степени громоздкости между характеристиками фокального дерева и его соседей используются в качестве индексов кон куренции во многих работах по эмпирическому анализу влияния окру жения дерева на его рост (Weigelt, Jolliffe, 200).

Заключение. Таким образом, трехмерные модели конкуренции должны отличаться от двумерных именно учетом различий в росте деревьев в высоту, связанных с различием в обеспечении их террито рией (ресурсом). Очевидно, что различие в скорости роста соседних деревьев должно приводить со временем к пространственной «десин хронизации» одновозрастных секций соседних деревьев и, соответс твенно, к необходимости поиска способов учета этого процесса в мо дели динамики биомассы дерева.

Галицкий В.В. Модельный анализ правила -/2 для сообщества растений // ДАН.

1998. Т.62. С. 840–84.

Галицкий В.В. Моделирование сообщества растений: индивидуально-ориентиро ванный подход. I. Модель растения // Изв. АН. Сер. биол. 1999. № 5. С. 59–546.

Галицкий В.В. Моделирование сообщества растений: индивидуально-ориентиро ванный подход. II. Модель сообщества // Изв. АН. Сер. биол. 2000. № 2. С. 178–185.

Галицкий В.В. Квазитрехмерная модель динамики биомассы дерева // Исследова но в России. 2005. № 242. С. 2480–2490. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/242.

pdf Галицкий В.В. Синхронная квазитрехмерная секционная модель динамики био массы сообщества деревьев // Исследовано в России. 2006. № 158. С. 1464–1471.

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/158.pdf Галицкий В.В. О динамике интегральной меры конкуренции в сообществах расте ний различной степени однородности // Изв. АН. Сер. биол. 2006. №2. С. 156–164.

Галицкий В.В. О динамике распределения по высоте биомассы свободно растуще го дерева. Модельный анализ // ДАН. 2006. 407(4). С. 564–566.

Галицкий В.В. Секционная структура дерева. Модельный анализ вертикального распределения биомассы // Исследовано в России. 2008. № 128. С. 109–120. http:// zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/128.pdf Галицкий В.В. Секционная структура дерева. Модельный анализ вертикального распределения биомассы. Журнал Общей Биологии. 2010. №1. С. 19–29.

Галицкий В.В., Тюрюканов А.Н. О методологических предпосылках моделирова ния в биогеоценологии. // А.Н. Тюрюканов. Избранные труды. Изд-во РЭФИА. 2001.

С. 94–108.

Полетаев И.А. О математических моделях биогеоценотических процессов.// Проблемы кибернетики. № 16. М.: Наука, 1966. С. 175–177.

Серебрякова Т.И., Воронин Н.С., Еленевский А.Г. и др. Ботаника с основами фито ценологии: Анатомия и морфология растений. М.: Академкнига, 2006. 54 с.

Тимирязев К.А. Жизнь растения. 8-е издание. М.: М. и С. Сабашниковы, 1914.

60 с.

Цельникер Ю.Л. Структура кроны ели // Лесоведение. 1994. №4. С. 5–44.

Barthlmy D, Caraglio Y. Plant Architecture: A Dynamic, Multilevel and Comprehensive Approach to Plant Form, Structure and Ontogeny // Ann.Bot. 2007. V. 99.

Рр. 75–407.

Galitskii V.V. The 2D modeling of tree community: from “microscopic” description to macroscopic behavior // For. Ecol. & Manag. 200. V.18. (1–). Рр. 95–111.

Galitskii V.V. Dynamics of competition in uniform communities of trees // Community Ecology. 2006. V. 7. Рр. 69–80.

Makela, A., Hari, P. Stand growth model based on carbon uptake and allocation in individual trees // Ecol. Model. 1986. V.. Рр. 15–1.

Weigelt A., Jolliffe P. Indices of plant competition // J. Ecol. 200. V.91. Рр. 707–720.

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И СВОЙСТВА СЕРЫХ

ЛЕСНЫХ И ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ СМЫТЫХ И

НАМЫТЫХ ПОЧВ

Институт фундаментальных проблем биологии РАН, г. Пущино Факультет почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова Водная эрозия является сложным процессом, протекающим в результате взаимодействия различных природных и антропогенных факторов. В то же время эрозионные процессы на склоновых землях занимают одно из основных мест среди факторов нарушения почвен ного покрова под влиянием хозяйственной деятельности человека.

Интенсивное использование земли в условиях разнообразных ландшафтов приводит к нарушению почвенного плодородия, изме нению растительного покрова, сокращению мест обитания животных и другим негативным последствиям. В настоящее время хорошо из вестно, что почвенный покров является не только одним из основ ных средств сельскохозяйственного производства, но и неотъемле мым компонентом наземных биогеоценозов, мощным регулятором свойств и состава атмосферы и гидросферы, а также барьером на пути миграции загрязняющих веществ (Добровольский, Никитин, 1990).

В районах с выраженным рельефом эрозионные процессы при водят не только к масштабным нарушениям почвенного покрова, но и к экологическим изменениям всех звеньев природного комплекса (рек, водохранилищ, озер, мест рекреации и т.д.). В наибольшей сте пени подвержены эрозии земли, находящиеся в интенсивном сель скохозяйственном использовании.

Функционирование ландшафтов зависит от антропогенного вме шательства, сопровождающегося нарушением природного равнове сия, деградацией почвенного и изменением растительного покровов, и как следствие разрушением ландшафтных комплексов. Существен ную роль в этих процессах играет эрозия почв. Решение вопросов за щиты почвенного покрова от эрозии является частью общей экологи ческой проблемы, требующей неотложного решения.

Формирование (изменение) почвенного покрова на склонах зави сит от интенсивности протекания эрозионных процессов. От интенсив ности протекания эрозионных процессов и особенностей рельефа мест ности будет зависеть формирование смытых и намытых почв. Механизм протекания этих процессов практически не исследован. Поэтому особую актуальность приобретают исследования, направленные на разработку мероприятий, направленных на предупреждение неблагоприятных при родных и антропогенных воздействий на почвы ландшафтных комплек сов. Стратегия и тактика рациональной деятельности предполагает зна ние природы и механизма протекания почвообразовательного процесса на эродированных и эрозионно-опасных склоновых землях и разработку мер, обеспечивающих управление этими процессами.

Цель настоящей работы – выявить закономерности формирова ния и изменение свойства серых лесных и дерново-подзолистых смы тых и намытых почв на склонах разной крутизны и длины.

Объекты и методы исследования. Исследования по изучению свойств и особенностей распространения почв по элементам эрозионно опасного рельефа проводились на территориях Опытного хозяйства Вла димирского НИИСХ РАСХН (г. Суздаль) и УОПЭЦ “Чашниково” МГУ им. М.В. Ломоносов (Солнечногорский район Московской области).

Территория Владимирского НИИСХ расположена в юго-восточной части Владимирского Ополья. Владимирское Ополье представляет собой средневысотную морено-эрозионную волнисто-увалистую возвышен ную равнину на размытом верхнеюрском и меловом основании, сильно расчлененную густой, овражно-балочной сетью (Волощук, 2001). Поч венный покров Ополья представлен серыми лесными почвами, которые являются своеобразным островом в зоне дерново-подзолистых почв.

Территория УОПЭЦ “Чашниково” Солнечногорского района Московской области располагается в зоне южной тайги, в центре Рус ской равнины, на южных отрогах Клинско-Дмитровской гряды. По верхность территории пологоволнистая, форма склонов в основном выпуклая и выпукло-вогнутая с длинами от 200 до 700 м. Крутизна склонов изменяется от 1 до 5 градусов. Почвенный покров представ лен дерново-сильно-, средне- и слабоподзолистыми почвами, кото рые сформировались на моренных, водно-ледниковых и аллювиаль ных отложениях различного гранулометрического состава.

В исследованиях использовался профильный метод. На обоих объектах были заложены четыре (по два на каждом) почвенно-эрози онных профиля с последующим их нивелированием.

На территория Владимирского НИИСХ: первый профиль от во дораздела до 1-ой террасы р. Каменка (экспозиция склона – первые 500 м западная, 500–1000 м – юго-западная, далее западная;

длина профиля 1800 м;

форма профиля – слабовыпуклая, в нижней части (200 м), при переходе 2-й террасы р. Каменки в 1-ю – вогнутая);

вто рой профиль на склоне северо-западной экспозиции (длина профиля 2150 м, форма склона выпукло-вогнутая).

На территории УОПЭЦ “Чашниково”: первый профиль на скло не северо-восточной экспозиции (форма профиля – выпуклая, длина 70 м);

второй профиль длиной 525 м (слабовыпуклой формы, экспо зиция северная).

Определение степени смытости, намытости почв и выделение их границ определялось путем заложения и описания почвенных разрезов и прикопок в различных элементах рельефа (Классификация…, 1977). Для определения физико-химических свойств отбирались образцы почвы через каждый 10 см почвенного разреза до глубины 50 см. Отобранные образцы почвы необходимы были для проведения сухого и мокрого про сеивания, определения плотности сложения почвы и содержания гумуса.

Повторность трёхкратная. Определение средневзвешенного диаметра как сухих, так и водопрочных агрегатов проводились по общепринятым методикам (Вадюнина, Корчагина, 197). Содержание гумуса в образцах почвы определялось методом мокрого озоления по Никитину с колори метрическим окончанием по Орлову-Гриндель (Орлов и др., 1969).

Результаты и обсуждение. Способность почвы противостоять смыву и размыву в большой степени зависит от их физико-химических, водно-физических свойств и от механического состава. Из физико-хими ческих свойств важнейшими являются содержание гумуса и состав поч венного поглощающего комплекса. Как известно, органические вещества и тонкие коллоидные фракции почвы в присутствии катионов Ca+2 и Mg+ способствуют образованию водопрочных агрегатов, что обуславливает более рыхлое сложение почвы, уменьшение плотности её сложения и увеличение водопроницаемости и создает более благоприятный водный режим. Поверхностный слой почвы с водопрочной структурой лучше противостоит действию потоков воды и менее склонен к заплыванию по сравнению с бесструктурной почвой (Сурмач, 1976). Механический со став почвы в значительной степени определяет её податливость эрозии:

более тяжелые почвы лучше противостоят смыву и размыву, чем легкие.

С увеличением смытости почв в верхних слоях уменьшается количест во гумуса, часто снижается содержание илистой фракции и происходит увеличение карбонатов. Это приводит к снижению противоэрозионной устойчивости почв (Заславский, 198).

Противоэрозионная устойчивость почв обычно оценивается по содержанию в них водопрочных структурных агрегатов. Поэтому все факторы, влияющие на содержание водопрочных структурных агре гатов, являются и факторами, определяющими противоэрозионную устойчивость почв.

Анализ полученных результатов определения агрегатного соста ва исследуемых почв (сухое просеивание) показал, что в серой лес ной почве наблюдается уменьшение среднего диаметра почвенных агрегатов в слоях почвы 0–20 и 20–0 см в зависимости от степени смытости и намытости почвы по сравнению с несмытой.

Результаты определения средневзвешенного диаметра водопро чных агрегатов показали, что в слое почвы 0–20 см происходит пос тепенное уменьшение диаметра агрегатов от 2,0 мм в несмытой до 1,17–1,21 мм в среднесмытой и увеличение агрегатов в намытой поч ве до 1,81–2,06 мм.

Это связано, по-видимому, с тем, что в результате эрозионных про цессов происходит изменение агрегатного состава верхних слоев почвы.

Результаты определения средневзвешенного диаметра водопро чных агрегатов в слое почвы 20–0 см показали, что наблюдается обратная картина. Происходит некоторое увеличение водопрочных агрегатов слабо- и среднесмытой почвы (0,8–1,1 мм) и намытой (0,8–0,96 мм) по сравнению с несмытой (0,81 мм).

Анализ полученных результатов определения агрегатного соста ва (сухое просеивание) пахотного горизонта дерново-подзолистой почвы показал, что наблюдается возрастание диаметра агрегатов от несмытой (7,2 мм к среднесмытой (8,02 мм) с последующим умень шением диаметра в слабосмытой-слабонамытой (7,01 мм) и средне намытой (6,54 мм) почве.

В то же время средневзвешенный диаметр водопрочных агрега тов изменялся от 0,71 мм у несмытой почвы, 0,89 мм – слабосмытой, 0,91 мм – среднесмытой, до 0,7 мм – у слабосмытой-слабонамытой и резко увеличивался в средненамытой (,1 мм).

Известно, что с увеличением смытости возрастает плотность сложения почвы. Повышение плотности сложения эродированных почв связано, с одной стороны, с более плотным сложением при близившихся к поверхности нижележащих горизонтов, а с другой, – с относительным увеличением содержания в почве минеральной и уменьшением органической частей (Заславский, 198).

Анализ результатов определения плотности сложения в слое 0–20 см серой лесной почвы в зависимости от степени смытости и намытости, показал, что наблюдается некоторое её снижения в слабо смытой (1,11–1,18 г/см) и последующее увеличение в среднесмытой (1,15–1, г/см) и средненамытой (1,29-1,1 г/см) по сравнению с несмытой (1,24 г/см).

В нижележащем слое (20-0 см) показатели плотности сложения оставались практически одинаковыми (1,2–1,46 г/см) с незначи тельным уменьшением её в средненамытой почве (1,24–1,6 г/см).

В изменении плотности сложения дерново-подзолистой почвы в зависимости от степени смытости и намытости нами не обнаружено какой-либо закономерности.

Во всех звеньях потоков, текущих по поверхности суши, просле живается тесная связь между эрозией и аккумуляцией. Оба эти про цесса настолько тесно переплетены, что лишь на отдельных участках относительно малого протяжения можно установить “чистую” эро зию или “чистую” аккумуляцию (Белоцерковский и др., 1984).

Многие исследователи считают, что о степени смытости можно судить по содержанию гумуса в верхнем слое почвы. Для черноземов, серых лесных и других почв со значительной мощностью гумусового горизонта предлагается определять степень смытости почв по измене нию запаса гумуса (по сравнению с несмытой почвой) в слое 0–50 см, а для дерново-подзолистых и других почв с небольшой мощностью гу мусового горизонта – по слою 0–25 см (Белоцерковский и др., 1984).

Проведенные нами анализы содержания гумуса в верхних слоях серой лесной и дерново-подзолистой почв разной степени смытости и намытости показали, что в верхнем 0–20 см слое наблюдается умень шение его содержания с ,98 % в несмытой до 1,92–2,07 % в средне смытой и возрастание содержания до ,06–4,68 % в средненамытой.

Это связано с перемещением верхнего более гумусированного слоя почвы в результате эрозионных процессов и отложении его в ак кумулятивном элементе ландшафта.

Аналогичная закономерность наблюдается и в слое 20–0 см се рой лесной почвы. Следует отметить, что величины содержания гу муса в этом слое несколько ниже и колеблется от 0,79 в среднесмытой до ,7 % в средненамытой.

Изменение содержания гумуса в пахотном горизонте дерново подзолистой почвы также зависят от степени её эродированности и степени намытости.

Исследование влияния длины и крутизны склона на степень смытости почв показывают, что последняя зависит от указанных показателей. Так, по данным почвенно-эрозионных исследований Нечерноземной зоны РСФСР фактор длины и экспозиции склонов нередко более весомо влияет на распределение смытых почв, чем крутизна склонов. По материалам В.К. Орловой (1978), на склонах крутизной 2–5° на расстоянии 200–00 м от водораздела находились среднесмытые почвы, а на склонах крутизной 5–10°, но при отдале нии от водораздела на 50–100 м почвы были смыты в слабой степе ни. В другом участке на склонах крутизной 5–10° при отдалении от водораздела на 00–400 м почвы были сильносмытые, а на склоне крутизной более 10°, но при отдалении от водораздела на 50–100 м – слабосмытые (Орлова, 1978).

Важной проблемой почвенно-эрозионного картографирования является возможность более полного использования в этих целях то пографических карт, в частности, полученных на её основе показателей крутизны, длины и экспозиции склона. Но, очевидно, даже крупномас штабное картографирование не может заменить полевое обследова ние, хотя существенно облегчает его (Кузнецов, Глазунов, 2004). Связь степени смытости дерново-подзолистой почвы с длиной, крутизной и экспозицией склона детально исследована В.П. Лидовым (1981).

И.Д. Брауде (1976) выявлена закономерность влияния крутизны скло на на эродированность почв Нечерноземной зоны (включая серые лес ные), но при постоянной длине склона 600–800 м вне зависимости от его экспозиции. Г.П. Сурмач (1992) показал наличие корреляционной связи между степенью смытости серых лесных почв Орловской облас ти и уклоном склонов продольно-выпуклой формы, однако, не конкре тизировал важный показатель – значение длины склона.

Таким образом, профильный метод исследования позволяет ус тановить возможность формирования на склоновых землях почв той или иной степени смытости и намытости.

Решение вопроса формирования смытых и намытых серых лес ных и дерново-подзолистых почв мы основывали на анализе матери ала, полученного при описании разрезов, заложенных по 4 почвенно эрозионным профилям.

Следует отметить, что при рассмотрении процессов водной эро зии почв правильнее говорить о влиянии не длины склона, а длины линий стока (Иванов и др., 200). Это связано с тем, что даже на длинных склонах, пересеченных ложбинами, отводящими стока в стороны, интенсивность эрозии почв невелика, поэтому почвы раз ной степени смытости могут и не появляться.

Обработка полученных результатов с использованием параметра рельефа (Иванов и др., 200) позволило получить значения парамет ра К, характеризующие появления тех или иных почв разной степени смытости и намытости (табл. 1).

Полученные закономерности удовлетворительно описываются полиноминальными уравнениями 2-ой степени с достаточно высоки ми коэффициентами достоверности аппроксимации (табл. 2).

Таким образом, проведенные нами исследования подтверждают влияние длины и крутизны склонов серых лесных и дерново-подзо листых почв на степень их смытости и намытости.

Выводы. В исследуемых почвах наблюдается уменьшение сред него диаметра почвенных агрегатов в слоях почвы 0–20 и 20–0 см в зависимости от степени их смытости и намытости.

Средневзвешенный диаметр водопрочных агрегатов серой лес ной почвы в зависимости от степени смытости уменьшается, а в де рново-подзолистой почве изменение средневзвешенного диаметра водопрочных агрегатов не наблюдается. Средневзвешенный диаметр водопрочных агрегатов возрастает как в серой лесной, так и в дерно во-подзолистой намытых почвах.

В серой лесной почве происходит постепенное уменьшение плот ности сложения в слабосмытой и увеличение её в среднесмытой и на мытой. Изменение плотности сложения дерново-подзолистой почвы нами не обнаружено.

Таблица 1. Значение параметра рельефа (К) для серой лесной и дерново Примечание: K = Таблица 2. Расчетные уравнения изменения степени смытости и намытос ти серой лесной и дерново-подзолистой почв в зависимости от длины и Примечание: – коэффициент достоверности аппроксимации.

В результате исследований установлено, что как в серой лесной, так и в дерново-подзолистой почвах происходит уменьшение содер жания гумуса в зависимости от степени смытости. В намытых почвах эти величины увеличиваются и становятся близкими к показателям несмытых (или выше).

Оценено влияние длины и крутизны склонов на формирование разной степени смытости и намытости серой лесной и дерново-под золистой почв. Получены значения параметра рельефа (К), позволя ющие по уравнению К=L0.5 tga1.3 рассчитывать вероятность форми рования почв разной степени смытости1.

Белоцерковский М.Ю., Белый Б.В., Беркович К.М. и др. Эрозионные процессы. М.:

Мысль, 1984. 255 с.

Брауде И.Д. Рациональное использование эродированных серых лесных почв Нечерноземной зоны РСФСР. М.: Лесная промышленность, 1976. 72 с.

Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М.: Высшая школа, 197. 99 с.

Волощук А.Т. Принципиальные основы формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия на примере Владимирского Ополья. Автореф. дисс... доктора с.-х наук, М., 2001. 40 с.

Благодарности. В проведении исследований принимала участие студентка факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова П.С. Лесникова, которой автор выражает свою признательность Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функция почв в биосфере и экосистемах. М., 1990. 262 с.

Заславский М.Н. Эрозиоведение. М.: Высшая школа, 198. 20 с.

Иванов А.Л., Кузнецов М.С., Кирюшин В.И. и др. Пространственное распределение эродированных серых лесных почв Владимирского Ополья и их рациональное исполь зование // Доклады РАСХН. 200. № 4. С.19–2.

Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 224 с.

Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв: Учебник. М.: МГУ– КолосС, 2004. 52 с.

Лидов В.П. Процессы водной эрозии в зоне дерново-подзолистых почв. М.: МГУ, 1981. 167 с.

Орлов Д.С., Гришина Л.А. Ерошичева Н.Л. Практикум по биохимии гумуса. М.:

МГУ, 1969.158 с.

Орлова В.К. Развитие процессов эрозии на дерново-подзолистых почвах, сфор мированных на покровных суглинках (на примере Смоленской обл.). Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. биол. наук. М., 1978. 25 с.

Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 255 с.

Сурмач Г.П. Рельефообразование, формирование лесостепи, современная эрозия и противоэрозионные мероприятия. Волгоград, 1992. 175 с.

ПРОБЛЕМЫ ПАЛЕОПОЧВЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ

АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАМЯТНИКОВ СТЕПНОЙ

ЗОНЫ КАК ПАМЯТНИКОВ ГОЛОЦЕНОВОЙ ИСТОРИИ

РАЗВИТИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

В.А. Демкин, д.б.н., профессор, М.В. Ельцов, к.б.н., с.н.с., А.Ю. Саламахин, магистрант, Т.С. Демкина, к.б.н., в.н.с., Т.Э. Хомутова, к.б.н., в.н.с., Н.Н. Каширская, к.б.н., с.н.с., Б.Н. Золотарев, д.с.-х.н., в.н.с, С.Н. Удальцов, к.б.н.

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г.

В последние годы остро встала проблема детальной разработки методических и теоретических основ изучения палеопочв как инди каторов состояния и эволюции биосферы в различные геологические и исторические эпохи. Не случайно все более широкое распростра нение приобретают исследования палеопочв, погребенных на месте археологических памятников (поселения, курганы) каменного века, эпох бронзы, раннего железа и средневековья. Эффективность таких Исследования проводились при поддержке РФФИ (грант 09-0400233) и Программы фундаментальных исследований Президиума РАН.

исследований в решении задач эволюции биосферы и ее отдельных ком понентов в масштабе исторического времени оказывается чрезвычайно высокой, что объясняется, прежде всего, спецификой объекта изучения.

Как известно, почвы являются едва ли не единственным природным образованием, интегрально отражающим в виде определенных свойств и признаков климатические, литологические, геоморфологические, гео химические, биологические, гидрологические и многие другие условия их формирования и развития. Оказываясь в погребенном состоянии поч венный профиль многие тысячелетия сохраняет «палеоклиматическую память». Количественные и качественные характеристики различных почвенных параметров дают основания судить об особенностях природ ной среды в момент погребения палеопочвы и в предшествующее вре мя. Сравнительный же анализ разновозрастных почвенных профилей, погребенных в различное время (то есть исследование педохронорядов), позволяет получить представление о вековой динамике климата, о зако номерностях эволюции почв, установить кризисные и оптимальные эта пы в истории развития природной среды на протяжении голоцена.

Исследованная нами территория южнорусских степей включает Среднерусскую, Приволжскую, Ергенинскую возвышенности и При каспийскую низменность. Климат региона умеренно континенталь ный. С северо-запада на юго-восток количество атмосферных осадков уменьшается с 400 до 280–00 мм/год, а среднегодовая температура возрастает с 5,40 до 8,10С. В почвенно-географическом отношении ре гион входит в зоны сухих и пустынных степей с темно-каштановыми и каштановыми, светло-каштановыми и бурыми полупустынными почвами соответственно.

Объектами изучения послужили палеопочвы археологических памятников (курганов) эпох энеолита (IV тыс. до н.э.), бронзы (ко нец IV–II тыс. до н.э.), раннего железа (VI в. до н.э.–IV в. н.э.) и сред невековья (VIII–XIV вв. н.э.). Время их сооружения, а, следователь но, погребения палеопочв, определялось на основе существующей хронологии и периодизации археологических культур степей юга России. C использованием почвенно-археологического методическо го подхода исследовано около 50 памятников в составе нескольких десятков могильников, включающих от –5 до нескольких десятков курганов, относящихся, как правило, к различным культурно-хроно логическим этапам развития древних и средневековых обществ. На ключевых участках, расположенных в различных природных районах сухо- и пустынно-степной почвенно-географических зон, изучено не сколько десятков подкурганных педохронорядов длительностью от 400–600 до 4000–5000 лет.

Остановимся на методических вопросах полевого палеопоч венного исследования курганов. После вскрытия курганной насыпи и верхней части профиля палеопочв траншеями (с использованием бульдозера или скрепера) или по секторам (вручную) проводится предварительное морфологическое изучение вертикального среза бровок с целью выбора наиболее типичных и ненарушенных участ ков для дальнейшего исследования. Следует отметить, что в зависи мости от диаметра курганов, который преимущественно колеблется от 10–20 до 40–50 м, площадь погребенного почвенного покрова со ставляет от 100–200 до 2000 м2 и более. При такой площади погре бенной почвы практически исключается ошибка в выборе объекта, а в случае комплексного почвенного покрова существует возможность выявить и изучить все его основные компоненты. Исследуемые за тем конкретные профили включают насыпь, погребенную почву и подстилающую грунтовую толщу до глубины не менее двух метров от уровня древней поверхности. Параллельно в серии разрезов или траншее проводится изучение окружающей курган современной фо новой почвы. В подкурганных и современных почвах определяются мощность генетических горизонтов, их цвет и структура, глубина за легания солевых аккумулятивных горизонтов, формы и количество различных новообразований, гранулометрический состав, глубина вскипания от HCl;

полевым каппаметром измеряется величина маг нитной восприимчивости. Также проводится нивелировка древней и прилегающей к кургану современной поверхности. Заключительная операция полевого этапа почвенно-археологических исследований – отбор образцов по генетическим и солевым горизонтам для лабора торных анализов (химические, микробиологические, биохимические, микроморфологические, изотопные и др.). Количественное опреде ление содержания и состава гумуса, легкорастворимых солей, гипса, карбонатов, обменных катионов и др., особенности их распределения по профилю дают возможность уточнить и дополнить данные мор фолого-генетического анализа и определить типовую и подтиповую принадлежность изучаемой подкурганной палеопочвы.

В последние годы одно из приоритетных мест в почвенно-архе ологических исследованиях занимает проблема изучения микробных сообществ подкурганных палеопочв (Демкин и др., 2010). При этом нами используется широкий круг современных методов почвенной микробиологии, биохимии, молекулярной биологии. Определен ком плекс различных параметров, характеризующих состояние микро бных сообществ палеопочв в различные исторические эпохи.

Достоверность природных реконструкций при изучении подкур ганных педохронорядов в первую очередь определяется степенью со хранности исходных свойств палеопочв. Как известно, некоторые из них претерпевают определенные изменения (диагенез), обусловлен ные прекращением поступления растительного опада и нисходящей миграцией водорастворимых веществ из насыпи в верхние горизонты погребенной почвы (Иванов, 1992). Степень сохранности во времени как подкурганных палеопочв в целом, так и отдельных их свойств и признаков зависит от нескольких факторов (Демкин, 1997). В час тности, таковыми являются высота, литологический и химический состав материала насыпи, ее конструктивные особенности;

уровень залегания грунтовых вод;

геоморфологическое положение памятни ка;

характер современного использования участка, на котором распо ложен курган. Максимальная консервация погребенных почв дости гается в автоморфных целинных ландшафтах при уровне залегания грунтовых вод глубже пяти метров, когда они перекрыты курганны ми насыпями мощностью 80–100 см и более.

Исследованиями многих авторов показано, что в палеопочвах, погребенных под культурными слоями поселений, курганными насы пями, оборонительными валами и пр., до настоящего времени сохра нились многие признаки и свойства, в той или иной степени харак теризующие условия почвообразования в прошлые эпохи. На основе сравнительного изучения морфологических, химических, магнитных, микробиологических свойств разновозрастных подкурганных палео почв эпох энеолита, бронзы, раннего железа и средневековья (IV тыс.

до н.э.–XIV в. н.э.) в степной зоне юга России нами выявлены основ ные диагностические показатели, отражающие состояние и вековую динамику природных условий за историческое время (Демкин и др., 2010). К их числу относятся: глубина залегания в почвенном профиле аккумуляции карбонатов, гипса и легкорастворимых солей, их запа сы в различных слоях;

формы новообразований карбонатов;

степень выраженности признаков солонцеватости, цвет и структура солонцо вого горизонта и наличие/отсутствие в нем новообразований оксидов марганца;

окраска и мощность гумусового слоя;

содержание и состав гумуса;

величина магнитной восприимчивости. Кроме того, нами уста новлены микробиологические параметры, дающие контрастную харак теристику биологической активности степных палеопочв в аридные и гумидные климатические периоды (Демкина и др., 2010). Таковыми, в частности, являются: активная биомасса микроорганизмов;

ее доля от суммарной микробной биомассы и Сорг почвы;

эколого-трофическая структура микробного сообщества, характеризующаяся соотношени ем микроорганизмов, растущих на почвенном агаре и использующих элементы питания из рассеянного состояния, на нитритном агаре и потребляющие гумус, на богатой органической среде и разлагающие растительные остатки;

соотношение численности микроорганизмов, использующих легкодоступное органическое вещество – раститель ные остатки и труднодоступное – гумус;

индекс олиготрофности. Из менение палеоэкологических условий в прошлые эпохи вызывало и определенную перестройку биоразнообразия почвенных микробных сообществ. В итоге сравнительный анализ количественных и качес твенных показателей морфолого-химических, магнитных и микро биологических свойств разновозрастных подкурганных палеопочв дает возможность установить хроногеографические закономерности голоценового степного почвообразования, реконструировать направ ленность и масштабы вековой изменчивости увлажненности климата, оценить влияние гумидных и аридных климатических эпох на состоя ние почвенного покрова в древности и средневековье.

Исследования подкурганных педохронорядов свидетельствуют, что эволюция почв дренированных ландшафтов Волго-Донских степей с эпохи энеолита (конец V тыс. до н.э.) до развитого средневековья (XIV в.

н.э.) была однонаправленной и метахронной. В масштабе исторического времени климат являлся ведущим фактором почвообразования. Его веко вая динамика находила отражение в морфолого-химических, магнитных и микробиологических свойствах палеопочв, в состоянии ландшафтов и почвенного покрова, в особенностях их пространственно-временной ор ганизации и функционирования в течение той или иной археологичес кой эпохи. Результаты почвенно-археологических исследований дают основания считать, что разновозрастные подкурганные палеопочвы яв ляются надежными индикаторами вековой изменчивости природных условий. Использование комплекса различных почвенных характерис тик (морфолого-стратиграфические, химические, микробиологические, молекулярно-генетические, магнитные) заметно повышает детальность и достоверность природно-климатических реконструкций. Именно та кой подход использован нами для реконструкции динамики атмосфер ной увлажненности в Волго-Донских степях за последние 60 веков. Его суть состоит в том, что с учетом таксономической принадлежности па леопочв, степени их засоленности, гумусированности, солонцеватости, особенностей состояния микробных сообществ и др. возможна оценка нормы атмосферных осадков в прошлые исторические эпохи по сравне нию с современной. При реконструкции увлажненности климата прини мался в расчет и тот факт, что в настоящее время разница в среднегодо вом количестве осадков в сухих степях Волго-Донского междуречья и в пустынно-степной зоне Заволжья составляет 50–70 мм (таблица).

Реконструкция увлажненности климата Волго-Донских степей в эпохи энеолита, бронзы, раннего железа и средневековья Раннекатакомбная XXV–XXIII вв. до н.э. 00–50 250– посткатакомбные Покровская, XVIII–XIII вв. до н.э. 00–400 250– срубная Раннесарматская 2-я пол. IV–III вв. 00–50 250– Позднесарматская 2-я пол. II–1-я пол. I 0–50 250– Хазары, печенеги, VIII–XI вв. н.э. 00–50 250– половцы и др.

На протяжении IV–III тыс. до н.э. эволюция почв волго-донских степей происходила на уровне подтипов от темно-каштановых к каш тановым, от каштановых к светло-каштановым со сдвигом границ поч венных подзон к северу. Смещение границ природных зон (подзон), вероятно, происходило лишь в пограничной полосе шириной в не сколько десятков километров. В каждом из исследованных природных регионов (Среднерусская, Приволжская, Ергенинская возвышеннос ти, Прикаспийская низменность) отчетливо прослеживается усиление аридизации климата во второй половине III тыс. до н.э. Увеличение засушливости вызвало интенсификацию процесса дефляции, обусло вило значительное засоление, дегумификацию и окарбоначивание па леопочв. Это привело к опустыниванию ландшафтов и формированию в конце III тыс. до н.э. на водоразделах и высоких речных террасах, древнеморской равнине каштановидных полупустынных палеопочв.

Для них были характерны отсутствие признаков солонцеватости и тек стурной дифференциации профиля, монотонность окраски, маломощ ный гумусовый горизонт с содержанием гумуса менее 2 %, поверхнос тная карбонатность, отсутствие сегрегационных форм карбонатных аккумуляций, значительная засоленность профиля, низкие значения магнитной восприимчивости. По сравнению с предшествующим вре менем в каштановидных палеопочвах запасы карбонатов в слое 0– 50 см возросли в 1,5–2 раза, легкорастворимых солей и гипса в верхней двухметровой толще – в 2,5– раза. По организации профиля и мор фолого-химическим свойствам они были весьма близки современным бурым почвам, развитым в настоящее время на буграх Бэра в низовьях Волги в полупустынной зоне. Следует отметить, что подобного обли ка палеопочвы, названные «лессовидными» (Герасименко, 2009), были обнаружены под курганами возрастом около 4000 лет в сухостепной зоне Северного Причерноморья. Изменение условий почвообразова ния отразилось и на состоянии микробных сообществ палеопочв. На протяжении III тыс. до н.э. биомасса активных микроорганизмов сни зилась в десятки раз. В эколого-трофической структуре микробных сообществ отмечен сдвиг в сторону увеличения олиготрофности. Каш тановидная палеопочва отличается наиболее богатым филогенетичес ким разнообразием микробных сообществ, определяемым с помощью генетических методов. Они имеют черты как предшествующих, так и последующих периодов развития, что свидетельствует о сукцессии микробных сообществ в результате изменения климатических усло вий. Таким образом, в результате аридизации климата во 2-й половине III тыс. до н.э. произошла конвергенция почвенного покрова с преоб разованием темно-каштановых, каштановых, светло-каштановых почв и солонцов в каштановидные полупустынные почвы, которые в хроно интервале 4200–900 лет назад занимали доминирующее положение в регионе. В первой половине II тыс. до н.э. наступила очередная смена условий почвообразования, вызванная ростом степени атмосферной увлажненности. Она обусловила дивергенцию почвенного покрова со вторичным формированием к середине II тыс. до н.э. ареалов зональ ных каштановых почв и солонцов на месте каштановидных.

Следовательно, возраст современных каштановых солонцовых ком плексов региона не превышает 500 лет. Гумидизация климата обуслови ла увеличение содержания гумуса и возрастание мощности гумусового горизонта почв, интенсификацию нисходящей миграции легкораствори мых солей и гипса, перестройку карбонатного профиля. Таким образом, в эпохи средней и поздней бронзы (~400–500 лет назад) в Волго-Донс ких степях произошли весьма существенные, быстрые и обратимые эво люционные преобразования почв на таксономическом уровня типа.

Полученные данные свидетельствуют о том, что в IV тыс. до н.э.

палеопочвы Волго-Донских степей развивались в условиях повышен ной атмосферной увлажненности с нормой осадков более 400 мм/год (таблица). Природная обстановка, наиболее близкая современной, име ла место в конце IV–1-й половине III тыс. до н.э. Около 5000 лет назад началась постепенная аридизация климата, продолжавшаяся на протя жении тысячелетия и достигшая максимума на рубеже III–II тыс. до н.э.

За это время среднегодовая норма атмосферных осадков снизилась не менее чем на 100–150 мм и достигла уровня 200–250 мм/год. В конечном счете около 4000 лет назад в Волго-Донских степях возник самый масш табный палеоэкологический кризис за последние 6000 лет. Мы считаем, что резкая аридизация климата в конце III тыс. до н.э. имела глобальный характер. Она зафиксирована в ряде регионов степей и пустынь Евразии, в частности, на Ближнем Востоке (Глушко, 1990;

Weiss, Courty, 199), в Верхней Фракии (Болгария) (Балабина, Мишина, 2008), в Северном Причерноморье (Герасименко, 2009), в Средней Азии (Виноградов, Ма медов, 1975). В XVIII–XVII вв. до н.э. в исследуемом регионе началось смягчение климатических условий с увеличением количества атмосфер ных осадков до 00–400 мм/год в сухих степях Волго-Донского между речья и до 250–50 мм/год в пустынно-степной зоне Заволжья. Пик это го увлажнения пришелся, вероятно, на середину II тыс. до н.э. и повлек за собой значительные эволюционные преобразования почв со сдвигом ландшафтных рубежей к югу. Очередной засушливый этап приходился на конец II–первую треть I тыс. до н.э.

Палеопочвенные исследования курганов ранне-, средне- и позд несарматского времени свидетельствуют о том, что на протяжении II в. до н.э.–IV в. н.э. в палеопочвах Волго-Донских степей происходили циклические изменения морфологических, химических, микробио логических, магнитных свойств. Масштабы выявленных изменений не приводили к эволюционным преобразованиям почв на типовом (подтиповом) таксономическом уровне. Однако они свидетельствует об определенной динамике среднегодового количества атмосферных осадков в пределах ±0–50 мм. Следует отметить, что особенности и направленность изменений каждого из перечисленных выше по казателей отражают одни и те же закономерности динамики кли матических условий. Использование комплекса палеопочвенных, микробиологических, магнитных данных обеспечило достаточно высокую степень достоверности проведенных реконструкций дина мики природных условий. Время существования сарматской куль турно-исторической общности в климатическом отношении можно рассматривать как эпоху чередования микроплювиальных и микро аридных периодов продолжительностью до 150–200 лет (см. табл.). В частности, относительно влажными климатическими условиями как в Волго-Донском междуречье, так и в Заволжье характеризовались I в. до н.э., I и IV вв. н.э. (80–400 и 00–50 мм/год соответственно), а наиболее засушливыми – 2-я пол. II–1-я пол. III вв. н.э. (0– и 250–280 мм/год). Промежуточная и близкая ситуация по степени увлажненности имела место в 1-й пол. II в. н.э. и во 2-й пол. III в. н.э.

(50–80 и ~00 мм/год).

Установленная нами периодизация и хронология динамики кли матических условий Волго-Донских степей в сарматское время в це лом согласуется с закономерностями развития природных процессов в других регионах степей и пустынь Евразии. В частности, по резуль татам палеогеографических и почвенно-археологических исследо ваний микроплювиалы в I–II и/или в конце III–IV веках зафикси рованы на Ближнем Востоке (Enzel, Bookman, Sharon et al., 200), в Приазовье (Песочина, 2004), в Южном Приуралье (Рысков, Демкин, 1997), в Зауралье (Плеханова, Демкин, 2008). В бассейне Аральско го моря во II–III вв. н.э. заметно усилилась засушливость климата (Виноградов, Мамедов, 1991;

Маев, Маева, Карпычев, 1991). В связи с этим можно полагать, что динамика увлажненности климата в Вол го-Уральских степях была синхронной, а, следовательно, в Нижнем Поволжье, как и в Южном Приуралье (Рысков, Демкин, 1997;

Дем кин, Ельцов, Борисов и др., 200), савроматский гумидный период (VI–V вв. до н.э.) сменился раннесарматским аридным (IV–III вв.

до н.э.) со снижением среднегодовой нормы атмосферных осадков не менее чем на 50–70 мм (см. табл.).

Характерной особенностью средневековых палеопочв Волго Донских степей XIII–XIV вв. н.э. на всех исследованных объектах является существенное отличие их свойств как от предшествующего времени, так и от современных фоновых. В это время активизирова лись процессы гумусообразования, рассоления и рассолонцевания почв, произошла перестройка карбонатного профиля, резкие пре образования претерпели почвенные микробные сообщества. Заслу живают внимания выявленные факты формирования каштановых палеопочв на месте сарматских и современных ареалов светло-каш тановых почв. Эти данные дают основания считать, что в эпоху раз витого средневековья произошли довольно существенные изменения климата в сторону его гумидизации. Судя по свойствам палеопочв этого периода можно полагать, что среднегодовая норма атмосфер ных осадков превышала современную на 70–100 мм (см. табл.). Уве личение атмосферной увлажненности повлекло за собой региональ ную миграцию природных рубежей к югу, в частности, экспансию сухостепных ландшафтов в пределы пустынно-степных.

На основании палеопочвенных данных мы можем говорить о су ществовании в южнорусских степях «средневекового климатическо го оптимума», пик которого приходился на XIII век. Благоприятная почвенно-ландшафтная и климатическая обстановка, сложившаяся в золотоордынское время, в определенной мере способствовала сущест венному изменению этнополитической ситуации в регионе, появлению многочисленных городищ, переходу средневековых кочевников к полу оседлому образу жизни. Ранее уже были высказаны предположения (Га ель, Гумилев, 1966;

Глушко, 1996;

Хотинский, 1986) о значительной гуми дизации климата всей евразийской степи во время татаро-монгольского нашествия и существования Золотой Орды. Кроме того, результаты па линологических (Герасименко, 2004) и палеопочвенных (Александровс кий, 2002) исследований археологических памятников свидетельствуют об увеличении количества атмосферных осадков в рассматриваемую ис торическую эпоху в Северном Причерноморье и Предкавказье. Однако уже в конце XIV–XV вв. н.э. наступила очередная аридизация климата (Адаменко, Масанов, Четвериков, 1982;

Демкин, Ельцов, Алексеев и др., 2004;

Колебания климата…, 1988;

Рысков, Демкин, 1997;

Шнитников, 1957), которая, по-видимому, в основном и обусловила заметные измене ния многих свойств почв Волго-Донских степей в постзолотоордынское время (снижение содержания гумуса, увеличение засоленности и др.).

Таким образом, многочисленные курганы евразийских степей являются не только памятниками истории древних и средневековых обществ, но и памятниками природы. До настоящего времени под курганными насыпями сохранились палеопочвы прошлых эпох, «за писавшие» в своем профиле историю развития природной среды на протяжении последних тысячелетий.

Адаменко В.Н., Масанова М.Д., Четвериков А.Ф. Индикация изменений климата.

Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 112 с.

Александровский А.Л. Изменения почв и природной среды на юге России в голоцене // OPUS: Междисциплинарные исследования в археологии. 2002. №1–2. С.109–119.

Балабина В.И., Мишина Т.Н. Телль Юнаците в эпоху ранней бронзы: колебания климата и динамика хозяйственной деятельности // Труды II (XVIII) Всероссийского археологического съезда. Т. III. М., 2008. С. 21–25.

Виноградов А.В., Мамедов Э.Д. Первобытный Лявлякан. М.: Наука, 1975. 287 с.

Виноградов А.В., Мамедов Э.Д. Изменения климата и ландшафтов междуречья Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи (по археологическим и палеогеографическим данным) // Аральский кризис. М., 1991. С.66–75.

Гаель А.Г., Гумилев Л.Н. Разновозрастные почвы на песках Дона и передвижение народов за исторический период // Известия АН СССР, серия географическая. 1966.

№1. С.11–20.

Герасименко Н.П. Развитие зональных ландшафтов четвертичного периода на территории Укранины. Автореф. докт. дисс. Киев, 2004. 40 с.

Герасименко Н.П. Изменения природной среды в степной зоне Украины в течение среднего и позднего периодов эпохи бронзы // Эволюция почвенного покрова. Пущи но, 2009. С.187–189.

Глушко Е.В. Историко-географические исследования ландшафтов Западного Ирака по космическим снимкам // Известия ВГО. 1990. Т.122, вып.. С.255–262.

Глушко Е.В. Цикличность ландшафтообразования Южного Приаралья в голоцене // География и природные ресурсы. 1996. №4. С.0–7.

Демкин В.А. Палеопочвоведение и археология: интеграция в изучении истории природы и общества. Пущино:ОНТИ ПНЦ РАН, 1997. 21 с.

Демкин В.А., Ельцов М.В., Алексеев А.О и др. Развитие почв Нижнего Поволжья за историческое время // Почвоведение. 2004. №12. С. 1486–1497.

Демкин В.А., Ельцов М.В., Борисов А.В.и др. Палеопочвы и природные условия ле вобережного Илека в эпохи бронзы и раннего железа // Вопросы истории и археоло гии Западного Казахстана. Вып.2. Уральск. 200. С.212–219.

Демкина Т.С., Хомутова Т.Э., Каширская Н.Н. и др. Микробиологические иссле дования палеопочв археологических памятников степной зоны // Почвоведение. 2010.

№2. С.21–220.

Иванов И.В. Эволюция почв степной зоны в голоцене. М.: Наука, 1992. 14 с.

Колебания климата за последнее тысячелетие / Под. ред. Е.П.Борисенкова. Л.:

Гидрометеоиздат, 1988. 408 с.

Маев Е.Г., Маева С.А., Карпычев Ю.А. Аральское море в голоцене // Аральский кризис. М.,1991. С.76–86.

Песочина Л.С. Развитие почв и природной среды Нижнего Дона во второй поло вине голоцена. Автореф. канд. дисс. М., 2004. 24 с.

Плеханова Л.Н., Демкин В.А. Палеопочвы курганов раннего железного века степ ного Зауралья // Почвоведение. №1. 2008. С.5–16.

Рысков Я.Г., Демкин В.А. Развитие почв и природной среды степей Южного Урала в голоцене. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1997. 165 с.

Хотинский Н.А. Взаимоотношение леса и степи по данным изучения палеогеог рафии голоцена // Эволюция и возраст почв СССР. Пущино. 1986. С.46–5.

Шнитников А.В. Изменчивость общей увлажненности материков северного по лушария. М. –Л.: Изд-во АН СССР, 1957. 7 с.

Enzel Y., Bookman, R., Sharon, D. et al. Late Holocene climates of the Near East deduced from Dead Sea level variations and modern winter rainfall // Quaternary Research. 200.

Vol. 60. Рp.26–27.

Weiss T.J., Courty M.-A. The genesis and collapse of third millennium North Mesopotamia civilization // Science. 199. Vol.261. Pp.995–1004.

УСТОЙЧИВОСТЬ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ

ПОДКУРГАННЫХ ПАЛЕОПОЧВ СТЕПНОЙ ЗОНЫ



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 19 |
 




Похожие материалы:

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК _ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА имени Н. И. ВАВИЛОВА (ВИР) ТРУДЫ ПО ПРИКЛАДНОЙ БОТАНИКЕ, ГЕНЕТИКЕ И СЕЛЕКЦИИ том 173 Редакционная коллегия Д-р биол. наук, проф. Н. И. Дзюбенко (председатель), д-р биол. наук О. П. Митрофанова (зам. председателя), канд. с.-х. наук Н. П. Лоскутова (секретарь), д-р биол. наук С. М. Алексанян, д-р биол. наук И. Н. Анисимова, д-р биол. наук Н. Б. Брач, д-р с.-х. наук, проф. В. И. Буренин, ...»

«Федеральное государственное бюджетное учреждение Мордовский государственный природный заповедник имени П.Г. Смидовича ТРУДЫ Мордовского государственного природного заповедника имени П. Г. Смидовича Выпуск X Саранск – Пушта 2012 УДК 502.172(470.345) ББК: Е088(2Рос.Мор)л64 Т 782 Редакционная коллегия: с.н.с. О. Н. Артаев, к.б.н. К. Е. Бугаев, н.с. О. Г. Гришуткин, д.б.н. А. Б. Ручин (отв. редактор), н.с. А. А. Хапугин Т 782 Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П. Г. ...»

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Т.Ф. ГОРБАЧЕВА Администрация Кемеровской области Департамент природных ресурсов и экологии Кемеровской области Российская Экологическая Академия МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФОРУМА ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА – ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ ТОМ II 19 – 21 ноября 2013 года Кемерово УДК 504:574(471.17) ББК Е081 Материалы Международного Экологического Форума Природные ресурсы Сибири и Дальнего Востока – взгляд в будущее ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенская государственная сельскохозяйственная академия Совет молодых ученых Пензенской ГСХА Научное студенческое общество Пензенской ГСХА ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ МОЛОДЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ АПК РОССИИ Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых 14…15 марта 2013 г. ТОМ II Пенза 2013 ...»

«АДМИНИСТРАЦИЯ АЛТАЙСКОГО КРАЯ ДЕПАРТАМЕНТ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КРАСНАЯ КНИГА АЛТАЙСКОГО КРАЯ РЕДКИЕ И НАХОДЯЩИЕСЯ ПОД УГРОЗОЙ ИСЧЕЗНОВЕНИЯ ВИДЫ РАСТЕНИЙ Том 1 БАРНАУЛ–2006 1 ББК 28.688 УДК 581.9(571.15) К 78 Красная книга Алтайского края. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений. – Барнаул: ОАО “ИПП “Алтай”, 2006. – 262 с. В первый том Красной книги внесены 212 видов растений, нуждающихся в первоочередной охране, в том числе 2 вида ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АГРАРНАЯ НАУКА – ИННОВАЦИОННОМУ РАЗВИТИЮ АПК В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ Материалы Всероссийской научно-практической конференции, 12-15 февраля 2013 года Том II Ижевск ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА 2013 УДК 631.145:001.895(06) ББК 4я43 А 25 Аграрная наука – инновационному развитию АПК в А 25 ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С.М. Кирова И.В. Григорьев доктор технических наук, доцент А.И. Жукова кандидат технических наук О.И. Григорьева кандидат сельскохозяйственных наук А.В. Иванов инженер СРЕДОЩАДЯЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ЛЕСОСЕК В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА РОССИЙСКОЙ ...»

«В.И. Титова, М.В. Дабахов, Е.В. Дабахова ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНОГО МАТЕРИАЛЬНОГО РЕСУРСА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Н. Новгород, 2009 В.И. Титова М.В. Дабахов Е.В. Дабахова ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНОГО МАТЕРИАЛЬНОГО РЕСУРСА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Допущено УМО вузов РФ по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям Агрономия, Агрохимия и ...»

«i Космическое Послание Мишель Дэмаркэ Перевод с английского оригинала под заглавием Thiaoouba Prophecy Впервые опубликованным под заглавием Abduction to the 9-th planet ISBN 9 780646 159966 Верить недостаточно. Надо ЗНАТЬ. i ii Предисловие Я написал эту книгу как ответ на полученные распоряжения, которым я подчинился. Она – рассказ о событиях, которые произошли со мной лично – я утверждаю это. Я полностью отдаю себе отчет в том, что, до некоторой степени, эта необычная история будет воспринята ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный аграрный университет Л.М. Татаринцев ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ: ОСНОВЫ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА Учебное пособие Часть II Рекомендовано УМО по образованию в области землеустройства и кадастров в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 120300, 120301 – Землеустройство ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КООПЕРАЦИЯ И ИНТЕГРАЦИЯ В АПК Учебник ПЕНЗА 2005 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 40 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет Кооперация и интеграция в АПК Допущено Учебно-методическим объединением по образованию в области производственного менеджмента в ...»

«СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК Сборник статей Международной научно-практической конференции 4 марта 2014 г. Уфа РИЦ БашГУ 2014 1 УДК 00(082) ББК 65.26 С 43 Ответственный редактор: Сукиасян А.А., к.э.н., ст. преп.; СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ С 43 ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК: сборник статей Международной научно-практической конференции. 4 марта 2014 г.: / отв. ред. А.А. Сукиасян. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. – 100 с. ISBN 978-5-7477-3496-8 Настоящий сборник ...»

«Белгородский государственный технологический университет имени В.Г.Шухова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени акад.М.Ф.Решетнева Харьковская государственная академия физической культуры Харьковский национальный педагогический университет имени Г.С.Сковороды Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени П.Василенко Харьковская государственная академия дизайна и искусств ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СПОРТИВНЫХ ИГР И ЕДИНОБОРСТВ В ВЫСШИХ ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова И.А. Самофалова СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ Учебное пособие Пермь 2012 УДК 631.442 ББК Самофалова, И.А. Современные проблемы классификации почв: учебное пособие. / И.А. Самофалова; М-во с.-х. РФ, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь: Изд-во ...»

«1 Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен Москва 2009 2 ББК Рецензенты: доктор биологических наук профессор С.Н.Чуков доктор биологических наук профессор Д.Л.Пинский Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета почвове- дения МГУ им. М.В.Ломоносова в качестве учебного пособия для сту дентов, обучающихся по специальности 020701и направлению 020700 – Почвоведение Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Южный федеральный университет Научный совет по изучению, охране и рациональному использованию животного мира opnakel{ on)bemmni gnnknchh МАТЕРИАЛЫ XVI ВСЕРОССИСКОГО СОВЕЩАНИЯ ПО ПОЧВЕННОЙ ЗООЛОГИИ (4–7 октября 2011 г., Ростов-на-Дону) Москва–Ростов-на-Дону 2011 УДК 502:591.524.21 Проблемы почвенной зоологии (Материалы XVI Всероссийского совещания по почвенной зоологии). Под ред. Б.Р. Стригановой. Мос ква: Т-во ...»

«ВВЕДЕНИЕ От пушных зверей получают как основную, так и побочную продукцию. Основной товарной продукцией является шкурка, а побочной — жир, мясо и пух-линька. Шкурки идут на пошив изделий, мясо — в корм птице и свиньям, а также зверям, пред назначенным для забоя, жир — в корм зверям и на техничес кие нужды, а пух-линька— на производство фетра и других изделий. От всех пушных зверей получают еще и навоз, кото рый после соответствующей бактериологической обработки можно с успехом использовать в ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ СИСТЕМА ВЕДЕНИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ НА 2014-2020 ГОДЫ Ростов-на-Дону 2013 УДК 636 ББК 45/46 С 55 Система ведения животноводства Ростовской области на 2014-2020 годы разработана учеными ДонГАУ, АЧГАА, ВНИИЭиН, СКНИИМЭСХ и СКЗНИВИ по заказу Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области (государственный контракт №90 от 12.04.2013 г.). Авторский коллектив: Раздел 1. – Илларионова Н.Ф., Кайдалов ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КУЛЬТУРА, НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ МАТЕРИАЛЫ V МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ Гродно УО ГГАУ 2011 УДК [008+001+37] (476) ББК 71 К 90 Редакционная коллегия: Л.Л. Мельникова, П.К. Банцевич, В.В. Барабаш, И.В. Бусько, В.В. Голубович, С.Г. Павочка, А.Г. Радюк, Н.А. Рыбак Рецензенты: доктор философских наук, профессор Ч.С. Кирвель; кандидат ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.