VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В процессе своего исторического развития человек всегда являлся частью природной среды. Во время зарождения человеческого общества природные условия были важнейшими факторами жизнедеятельности человека, определявшими его реакцию на изменение природной среды не только на биологическом, но и на социальном уровне. Заселение территорий человеком невозможно рассматривать без сведений о биоклиматических обстановках, влиявших на его деятельность.

Вслед за интеграцией других наук отмечается усиление взаимодействия между археологией и почвоведением[7]. Обмен знаниями между этими науками позволяет каждой из них обогатится новыми фактами и путями решения многих задач.

Суть почвенно-археологического метода заключается в комплексном исследовании археологических памятников, таких как валы и курганы[1,4,6]. Под насыпью вала находится погребенная («законсервированная») почва, сохранившая свойства эпохи своего образования и развития. По этим свойствам возможно проведение реконструкции природных условий древних эпох, главным образом климата и растительности.

Объектом нашего исследования является городище Водяное в Змиевском районе Харьковской области. Оно расположено на юге лесостепной зоны, в 25-30 км от границы леса и степи. Отличительной чертой этой местности как лесостепного ландшафта до ее хозяйственного освоения было мозаичное расположение широколиственных лесов и степных участков[8]. Степные участки были распаханы, а лес остался нетронутым, что и объясняет хорошую сохранность археологических памятников, приуроченных к лесным участкам, одним из которых и является городище Водяное.

Городище расположено на правом берегу реки Уды на месте контакта долинно-речного и междуречного ландшафтов. Поверхность городища покрыта липово-дубовым лесом с примесью осины и клена. На территории городища почвообразующими породами служат легкие лессовидные суглинки малой мощности, которые на глубине 1-1,5 метра сменяются супесями и песками древнеаллювиального генезиса. Городище ограниченно с одной стороны крутым берегом реки, с другой оврагом, выходящим к реке. Городище имеет два оборонительных вала разного времени создания: скифского времени - 2450 л.н., и славянского времени – 1150 л.н. Наличие двух валов позволяет успешно применить метод почвенных хронорядов – сравнения почв разного времени погребения с современными почвами. Схема городища и расположение разрезов показаны на Рис. 1.

При исследовании морфологических свойств почва скифского времени была классифицирована как чернозем типичный по серой лесной почве, почва славянского времени классифицирована как темно серая лесная, а современная почва как серая лесная.

Рис. 1. Схема городища Водяное и расположение почвенных разрезов

Кроме морфологических свойств и описания профилей почв были проведены исследования содержания в почвах гумуса, карбонатов, pH и гранулометрического состава.

В характере профильного распределения содержания гумуса в сравниваемых почвах нами не выявлено существенных различий (Рис. 2.). Однако отметим, что в почвенном слое 0-20 см содержание гумуса закономерно уменьшается от современной почвы к почве под самым древним валом, что логично объяснить большей степенью минерализации гумуса по мере увеличения возраста погребения почвы. Сравнение гумуса в почвах насыпей скифского и славянского времен позволило выявить его неравномерное процентное распределение в изученных почвах, так до 10 см и ниже 35 см процент гумуса в почве скифского вала выше, чем в почве насыпи средневекового периода. Отмечено, что значения гумуса в фоновой почве значительно ниже, чем в исследованных почвах насыпей. Все это может быть связано с минерализацией гумуса, а кроме того и с постепенной эволюционной деградацией черноземных почв скифского времени в темно-серые лесные почвы, а затем в серую лесную почву.

Рис. 2. Содержание гумуса в почвах, погребенных под валами скифской и славянской культур, в фоновой почве и почвах насыпей изученных валов

Низкий процент гумуса и его неравномерное распределение по профилю исследованных почв может быть связан с их легким гранулометрическим составом.

В сравниваемых почвах карбонаты были обнаружены только в палеопочве скифского времени. В почвах последующих периодов (раннесредневековом и современном) карбонаты не были выявлены. Это свидетельствует о том, что на изучаемом участке наиболее засушливые условия почвообразования, способствовавшие подтяжке карбонатов в верхнюю часть почвенных профилей, складывались в скифскую эпоху (Рис. 3.). Низкие значения показателя СО₂ карбонатов в почве под валом скифского времени позволяют нам предположить, что незадолго до периода его создания произошел процесс смены лесной стадии почвообразования на степную. В более позднее время почвообразование снова протекало под пологом лесной растительности, в более влажной обстановке.

Рис. 3. Содержание СО₂ карбонатов в почве под валом скифского времени

Анализ кислотности по профилю изученных почв (Рис. 4.) показал, что наиболее щелочными условиями характеризовалось почвообразование в скифский период, а более кислая среда формировалась в почвах средневекового и современного периодов.

Рис. 4. рН водной (1) и солевой (2) вытяжки почв под валами скифской и славянской культур, и фоновой почвы

В палеопочве кургана скифского времени значения рН, изменяющиеся от нейтральных и слабокислых к щелочным, свидетельствуют о лугово-степных условиях развития почвы 2450 л.н., т.е. отмечены признаки черноземообразования. В фоновой почве отмечаются более кислые условия почвообразования, что говорит об изменении экологических условий с лугово-степных на лесные. Однако наиболее кислая среда была обнаружена в почве, погребенной под земляным оборонительным валом раннего средневековья (роменская археологическая культура). При сравнении почв насыпей скифского и роменского времени (Рис. 5.) также отмечены признаки подщелачивания в почве насыпи самого древнего вала. Это является следствием того, что ее формирование некоторый промежуток времени происходило в лугово-степной обстановке, в которой опад трав способен увеличивать щелочную реакцию, т.к. он содержит основания. Сравнительный анализ почв насыпей с фоновой почвой позволил установить присутствие процессов подщелачивания и в современной почве. Некоторое подщелачивание современной фоновой почвы могло произойти в современный период изреживания леса и усиления роли трав в почвообразовательном процессе, опад которых богат основаниями и мог подщелачивать почву. Данный процесс связан с современным микроклиматом, который был изменен антропогенной деятельностью. В осветленном вырубками лесе активно растут травы, усиливается испарение почвенной влаги, и почвенный раствор богатый основаниями, может подтягиваться по профилю почвы из материнской породы к поверхности.

Рис. 5. рН водной (1) и солевой (2) вытяжки почв насыпей валов скифской и славянской культур, и фоновой почвы

При сравнении погребных почв под валами скифской и славянской культур обнаруживается значительное подкисление профиля почв позднего погребения, что говорит о большей увлажненности климата в раннем средневековье (1150 л.н.) по сравнению с эпохой формирования кургана скифской культуры (2450 л.н.).

Нами отмечено неоднородное профильное распределение рН в фоновой почве и почве под валом средневекового времени (Рис. 6.). Максимальные значения рН водной и солевой вытяжки в современной почве расположены на глубинах 60-70 см (А2В) и 40-55 см (А1А2) соответственно. Мы предполагаем, что это связано с изменением грансостава нижележащих горизонтов почв: от легкосуглинистых к среднесуглинистым, местами тяжелосуглинистым в горизонте Вt. Второй причиной проявления этих максимумов является изменение плотности почвенных горизонтов: от уплотненного к плотному и очень плотному.

Рис. 6. рН водной (1) и солевой (2) вытяжки фоновой почвы и почвы, погребенной под валом славянской культуры

В профиле почвы, погребенной в раннесредневековый период (1150 л.н.), выявлен явный максимум величины рН, который приближается к нейтральной реакции почвы и находится на глубине 55-65 см в горизонте А2А1. Его возникновение также может быть обусловлено тем, что в горизонте А2В (70-80 см) происходит изменение гранулометрического состава почвы: от легкосуглинистого к средне- и тяжелосуглинистому опесчаненному. Данный почвенный горизонт служит некоторым «водоупором» для вымывания по профилю веществ, поступающих в почву.

Анализ гранулометрического состава почв исследуемого хроноряда позволил выявить, что наименьшая дифференциация профиля по илу наблюдается в наиболее древней почве скифского времени (2450 л.н.), а мощность ее элювиальной толщи составляет 35 см (Таблица 1). Это свидетельствует о слабом проникновении процессов выноса тонких фракций из верхних горизонтов и связано с небольшим временем развития профиля почвы по лесному типу. Увеличение степени дифференциации профиля наблюдается в почве славянской культуры (1150 л.н.), кроме того до 70 см увеличивается элювиальная толща. Эта почва более длительное время находилась под лесной растительностью, что и обеспечило более высокую дифференциацию профиля почвы. Наибольшая степень дифференциации профиля выявлена в фоновой почве.

Таблица 1

Степень иллювиированности и коэффициент дифференциации почвенных профилей по содержанию илистой фракции

Профиль почв	Степень иллювиированности, %	Коэффициент дифференциации по илу	Мощность элювиальной толщи, см
Скифского времени (2450 л.н.)	27,91	1,7, среднедифференцированный	35
Славянского времени (1150 л.н.)	37,74	2,1, среднедифференцированный	70
Современная почва	51,06	3,0, сильнодифференцированный	70

На графиках содержания пылеватой и илистой фракции в исследуемых почвенных профилях можно увидеть степень проявления лесного почвообразования. В почве скифского времени (Рис. 7а.) ил вымывается из верхних горизонтов в иллювиальный горизонт и распределяется до материнских пород с равномерным уменьшением содержания ила. Это может свидетельствовать о промывании почвы атмосферными осадками до этих горизонтов и малой интенсивности процессов разрушения первичных глинистых минералов материнской породы и начальным этапам почвообразования. В почве средневекового периода (Рис. 7б.) наблюдается увеличение слоя вымывания, незначительное увеличение содержания илистых частиц, вследствие чего иллювиальный горизонт приобретает более плотную структуру и меньше пропускает влагу в нижние горизонты, в которых интенсифицируются процессы разложения первичных глинистых минералов. Это означает, что за период от скифского времени до создания славянского вала на этой территории господствовал лес. График содержания илистых частиц в почве славянского времени приобретает вид элювиально-иллювиального дифференцированного профиля почв. Фоновая же почва представляет собой серую лесную почву со свойственной ей конфигурацией кривой распределения илистой фракции (Рис. 7в.).

Рис. 7. Графики содержания тонких гранулометрических фракций в почве скифского времени (а), славянского времени (б) и современной почве (в)

Если объединить графики распределения илистой фракции попарно (Рис. 8.), то особенно хорошо видно сходство почвы славянского времени и современной почвы. Так же видна скорость вымывания илистых частиц. В период с 2450 л.н. до наших дней процессы вымывания ила заметно интенсивнее, чем в период с 1150 л.н. до наших дней.

Рис. 8. Попарно объединенные графики распределения илистых частиц городища Водяное

На комбинированном графике содержания ила во всех трех почвах можно увидеть динамику вымывания илистых частиц (Рис. 9.). Наиболее интенсивно ил вымывался в период между 2450 л.н. и 1200 л.н. в связи с наступлением леса на степной участок. Микроклимат изменялся в сторону более прохладного и влажного лесного типа. В дальнейшем скорость вымывания ила значительно снизилась т.к. в лесном сообществе увеличилось значение дернины, которая уменьшает количество влаги, проходящей до глубины иллювиальных горизонтов. Развитие травяной растительности можно связать с деятельностью человека, производившего вырубки в лесу. Разряжение древостоя способствовало увеличению света, поступающего в нижние ярусы, тем самым создавая благоприятные условия для развития травянистой растительности. Также почва становится более зрелой и типичные процессы лесного почвообразования замедляются в связи с длительностью лесной стадии почвообразований (около 2500 лет). За это время почва приблизилась к относительно равновесному, климаксному состоянию со средой и окружающей растительностью, в результате чего процессы почвообразования стали менее интенсивными.

Рис. 9. График содержания тонких гранулометрических фракций в почвах хроноряда городища Водяное

Список использованных источников

1. Александровский А.Л., Александровская Е.И. Эволюция почв и географическая среда. - М.: Наука, 2005. - 223 с.

2. Александровский А.Л., Чендев Ю.Г., Трубицин М.А. Палеопочвенные индикаторы изменчивости экологических условий центральной лесостепи в позднем голоцене // Известия РАН. Серия Географическая. – 2011. - №6. – С87-99.

3. Артемьева З.С. Органическое вещество и гранулометрическая система почвы. – М.: ГЕОС,2010. – 240с.

4. Геннадиев А.Н.. Почвы и время: модели развития. – М.: Изд-во МГУ, 1990. – 232с.

5. Марголина Н.Я., Александровский А.Л., Ильичев Б.А. и др. Возраст и эволюция черноземов – М.: Наука, 1988. – 144с.

6. Память почв: Почва как память геосферно-биосферно-антропосферных взаимодействий / Отв. ред. В.О. Таргульян, С.В. Горячкин. – М.: Изд-во ЛКИ, 2008. – 692с.

7. Процессы почвообразования и эволюция почв / Отв. ред. В.О. Таргульян, А.А. Величко. – М.: Наука, 1985. – 238с.

8. Чендев Ю.Г., Колода В.В. Природная среда, почвы и архитектурные особенности городища Коробовы Хутора в Харьковской области // Российская археология. – 2012. - №1. – С112-121.

Код для цитирования: Скопировать