Влияние палеоэкологических условий позднего плейстоцена на почвенный покров центра Восточно-Европейской равнины

В настоящее время проблеме природопользования уделяется большое внимание. Достаточно важным становится изучение событий, происходивших в прошлые эпохи. Такие исследования необходимы для понимания процессов возникновения современных экосистем и прогнозирования их дальнейшего развития. Почва – компонент биосферы и в настоящее время требует пристального к себе внимания и изучения. Изменяясь в пространстве и во времени вместе с условиями среды и отражая эти изменения в своих признаках, почва фиксирует изменчивость пространственно-временной организации ландшафта. Рассмотрение и восстановление палеоэкологических условий позднего плейстоцена в центре Восточно-Европейской равнины открывает новую страницу в понимании функционирования современных почв.

В настоящий момент известно, что почвообразующие породы, а именно покровные лессовидные суглинки, на которых сформировались современные серые лесные почвы и черноземы центра Восточно-Европейской равнины, пережили период криогенеза в конце позднего плейстоцена (17-15 тыс. лет назад). На переходе

Овчинников Андрей Юрьевич, аспирант к современному межледниковому периоду (голоцену) мерзлота в центре ВосточноЕвропейской равнины деградировала, оставив после себя трещинно-полигональные образования (в покровных лессовидных суглинках), клиновидные структуры и другие криогенные формы.

В прошлом веке палеогеографы отмечали пятнистость почвенного покрова, связанную с системами реликтового мерзлотного микрорельефа [8, 9]. В последние десятилетия продолжают накапливаться сведения, касающиеся происхождения и эволюции современных почв и почвенного покрова Восточно-Европейской равнины. Особенно нарастает интерес к изучению роли палеокриогенных процессов и явлений (существовавших в позднем плейстоцене – начале голоцена), участвующих в дифференциации современного почвенного покрова [1-5, 7, 10-15]. Но все же практически неизученными в истории развития и формирования почв и почвенного покрова центра Восточно-Европейской равнины, остаются ранние этапы, относящиеся к периоду перехода от плейстоцена к голоцену, когда почвообразование начало испытывать сильное влияние криогенных процессов.

Объекты и методы исследования. Изучались черноземы и серые лесные почвы центра Восточно-Европейской равнины. Черноземы изучались на юго-востоке Воронежской области, на территории заказника «Каменная степь». Серые лесные почвы изучались в Московской области в Серпуховском районе на правобережье широтного отрезка р. Оки в районе г. Пущино. В настоящем исследовании применялись следующие методы: дешифрирование аэрофотоснимков; нивелирная съемка поверхности на ключевых участках и выделение элементов палеокриогенного микрорельефа; описание морфологических и исследование физико-химических свойств почв; картирование почв.

Результаты исследования. Данные палеогеографов свидетельствуют, что на территории Восточно-Европейской равнины в поздневалдайское ледниковое время (поздний плейстоцен) происходили многократные и разнонаправленные смены природных условий. В это время возникли два важнейших феномена, имевших большое значение для формирования современных почв и почвенного покрова. Этими феноменами были покровы поздневалдайских лессовидных суглинков, являющихся почвообразующей породой исследованных почв, и, сформированные в этих суглинках, крупные клиновидные грунтовые структуры, образовавшихся в интервале 17-15 тыс. лет назад в ярославский криогенный этап [9]. Именно по палео-криогенным крупным клиновидным грунтовым структурам и скоплениям (сгущениям) языковато-клиновидных трещин формировался полигональный микрорельеф, который в настоящее время представлен полигонально-блочным микрорельефом и является одним из ярких проявлений палеокриогенеза на территории центра Восточно-Европейской равнины.

Выраженный на современной дневной поверхности палеокриогенный полигонально-блочный микрорельеф обусловлен наличием погребенных в почвенной толще клиновидных грунтовых структур мощностью до 3 м (серые лесные почвы) (рис. 1) или скоплений (сгущений) языков-клиньев мощностью около 1 м (черноземы) (рис. 2). Таким образом, полигонально-блочный микрорельеф является реликтовым и представлен блоками и разделяющими их межблочными понижениями. Выявленные формы строения поверхности имеют почти повсеместное распространение на территории центра ВосточноЕвропейской равнины, что подтверждается дешифрированием аэрофотоснимков и литературными данными [ 1, 9, 10 ] .

Рис. 1. Схема морфологического строения клиновидной грунтовой структуры в профиле серой лесной почвы в межблочном понижении. Разрез 1АГ-2007. Ключевой участок «Пущино». Московская область, Серпуховской район

Рис. 2 . Схема скоплений (сгущений) языков-клиньев мощностью около 1 м в профиле чернозема, в межблочном понижении. Разрез 6-2005. Ключевой участок «Лесополоса № 40». Воронежская область, заказник «Каменная степь».

Наши исследования показали, что современное развитие серых лесных почв и черноземов, наложенное на палеокриоген-ный микрорельеф, имеет результатом разное строение почвенных профилей на каждой из двух зон палеокриогенного комплекса – блочном повышении и межблочном понижении, и участвует в формировании комплексного почвенного покрова.

Был проведен морфолого-генетический анализ и сравнение профилей почв на блочных повышениях и межблочных понижениях на многих участках. Исследования были направлены на выявление разницы в строении почв сформированных на блоках и межблочьях, которые в свою очередь сформировались в одних биоклима-тических условиях и расстояние между ними составляет всего лишь несколько метров. При морфологическом сравнении было выявлено до 10 различий в строении почвенных профилей. Морфологические различия убедительно подтверждаются различием физико-химических характеристик на блоке и в межблочье на серых лесных почвах и на черноземах. Например, в почве межблочий гумуса в гумусовом горизонте содержится больше, чем в почве блока, но убывает с глубиной он более резко, кроме того, содержание гумуса и в подгумусовой части профиля почвы меж-блочья больше, чем в почве блока. Эта разница по гумусу видна как на черноземах, так и на серых лесных почвах. Разница между почвами блока и межблочья хорошо видна и в отношении кислотности. В почвах межблочий на серых лесных почвах и на черноземах значения рН более кислые, чем в почвах блоков. По распределению других показателей, а именно Са2+, Mg2+, К2О, Р2О5 и других показателей почвы на блоке и почвы в межблочье также имеют различия.

Таким образом, выявленный на территории центра Восточно-Европейской равнины палеокриогенный полигональноблочный микрорельеф влияет, как мы выяснили, на морфологические и на аналитические характеристики серых лесных почв и черноземов. Выраженный на современной дневной поверхности палеокриоген-ный микрорельеф оказывает заметное влияние на гидрологический режим почв, и, влияя на физико-химические характеристики почв, определяет тем самым неоднородность почвенного покрова. Совокупность всех рассмотренных показателей (морфологических, физико-химических) показывает, что разница в строении и свойствах профилей почв велика и выражается на уровне подтипа почв на серых лесных почвах и черноземах.

Итак, выраженный на современной дневной поверхности палеокриогенный полигонально-блочный микрорельеф обусловленный наличием погребенных в почвенной толще клиновидных грунтовых структур мощностью до 3 м (серые лесные почвы) или скоплений (сгущений) языков-клиньев мощностью около 1 м (черноземы) формирует комплексный почвенный покров в центре Восточно-Европейской равнины. Почвенный покров представляет собой кольцеобразные, ритмически повторяющиеся элементарные почвенные ареалы. На серых лесных почвах это кольцеобразные циклические комплексы, состоящие из серых лесных почв с фрагментарным вторым гумусовым горизонтом на блоках; оконтуривают их светло-серые лесные оподзоленные почвы со вторым гумусовым горизонтом, сформированные в межблочьях. Почвенный покров черноземов представляет собой кольцеобразные циклические комплексы, состоящие из черноземов обыкновенных на блоках и оконтуривающих их по межблочным понижениям черноземов типичных.

Выводы: исследования черноземов и серых лесных почв центра ВосточноЕвропейской равнины, в том числе и не приведенных в данной работе, позволили в достаточно широком географическом аспекте получить новые результаты. Изучение роли палеокриогенеза в истории формирования серых лесных почв и черноземов центра Восточно-Европейской равнины, дифференциации их свойств и современном функционировании открывают, как мы полагаем, новую страницу в их исследовании.