Минералогический и химический составы палеопочв как отражение динамики климата юго-востока Русской равнины во второй половине голоцена тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.13, кандидат биологических наук Татьянченко, Татьяна Валерьевна

• Татьянченко, Татьяна Валерьевна
• кандидат биологических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Татьянченко, Татьяна Валерьевна

Оглавление

Введение

Глава 1. История исследований эволюции почвенного покрова

Нижнего Поволжья за последние 5000 лег

Глава 2. Природные условия района исследований

2.1. Ергенинская возвышенность

2.2. Приволжская возвышенность

Глава 3. Объекты и методы исследований

3.1. Объекты исследований

3.1.1. Курганная группа «Калмыкия»

3.1.2. Курганная группа «Авилов»

3.1.3. Курганная группа «Абганерово»

3.2. Методы исследований разновозрастных палеопочв

позднего голоцена

Глава 4. Результаты исследования палеопочв позднего голоцена на территории юго-востока Русской равнины

4.1. Курганная группа «Калмыкия»

4.1.1. Базовые свойства изученных почв

4.1.2. Магнитная восприимчивость почв

4.1.3. Минералогический состав илистой фракции изученных почв

4.1.4. Валовой химический состав палеопочв

и химический состав их илистой фракции

4.1.5. Органическое вещество почв

4.1.6. Заключение

4.2. Курганная группа «Авилов»

4.2.1. Базовые свойства изученных почв

4.2.2. Магнитная восприимчивость почв

4.2.3. Минералогический состав илистой фракции изученных почв

4.2.4. Валовой химический состав палеопочв

и химический состав их илистой фракции

4.2.5. Органическое вещество почв

4.2.6. Заключение

4.3. Курганная группа «Абганерово»

4.3.1. Базовые свойства изученных почв

4.3.2. Магнитная восприимчивость почв

4.3.3. Минералогический состав илистой фракции изученных почв

4.3.4. Валовой химический состав палеопочв

4.3.5. Органическое вещество почв

4.3.6. Заключение

Выводы

Список литературы

Приложения (описание почв курганных групп)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Минералогический и химический составы палеопочв как отражение динамики климата юго-востока Русской равнины во второй половине голоцена»

Введение

Изучение палеопочв второй половины голоцена, погребенных под разновозрастными курганными насыпями на территории степной зоны Нижнего Поволжья с точки зрения пространственно-временной изменчивости условий их формирования привлекало внимание многих ученых, начиная с 80-х годов XX в. [Александровский, 1983; Губин, 1984; Иванов, 1984; Иванов, 1992; Демкин, 1987; Демкин, 1993, 1994, 1995; Алексеев, 1992; Демкин и др., 2002; Борисов, 2002; Хохлова, 2002 и др.]. В результате исследований были установлены признаки, отражающие изменения климатических условий в различные исторические эпохи: морфологические особенности (цвет и структура, мощность гумусового слоя), содержание и глубина залегания карбонатов, гипса и легкорастворимых солей, наличие новообразований, степень выраженности признаков солонцеватости, содержание и состав гумуса, величина магнитной восприимчивости, различные микробиологические параметры.

Тем не менее, изучению минералогического и химического составов погребенных голоценовых почв уделялось существенно меньше внимания. В литературе представлены немногочисленные работы, в которых были подробно изложены результаты изучения минералогического и химического составов таких объектов [Чижикова, 2009; Алексеева и др., 2010; Калинин, 2008, 2009; Каргалев, 2004; Алексеев, 1999 и др.]. Вместе с тем данные характеристики относятся к наименее подверженным диагенезу признакам палеопочв [Дергачева, 2008; Соколова, Дронова, 2008; Алексеева и др., 2010; Калинин, 2008], что позволяет рассматривать их в качестве очень перспективных показателей для реконструкции природной среды и климата прошлых исторических эпох.

В данной работе к полученным ранее результатам по сравнительному изучению базовых, морфологических, химических, магнитных, микробиологических свойств почв [Борисов A.B., 2002; Борисов и др., 2006;

Демкин В.А. и др., 2010; Демкин В.А. и др., 2004; Хохлова О.С., 2002; Демкин В.А. и др., 1995; Демкин В.А. и др., 2002; Демкина Т.С. и др., 1994, 2000, 2010; Иванов И.В., 1992; Калинин П.И., 2009; Хомутова Т. Э. и др., 2006; АЬЬееу А.О., 2010; Аккзееуа Т., 2007] представлены итоги исследования минералогического и химического составов почв и их илистой фракции, а также содержания и характеристик органического вещества палеопочв второй половины голоцена.

Изучение илистой фракции почв, как наиболее информативной части почвы, представляется важной задачей, решение которой позволит дополнить и уточнить ранее полученные результаты и сопоставить полученные данные с динамикой климатических условий на юго-востоке Русской равнины во второй половине голоцена.

Цель настоящей работы заключается в выявлении роли климата (степени его увлажненности) в формировании вещественного состава голоценовых почв, погребенных под разновозрастными курганными насыпями.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить минералогический состав илистой фракции почв и проанализировать его связь с климатическими изменениями, происходившими на территории исследования.

2. Изучить химический состав почв и их илистой фракции и оценить его связь с климатическими изменениями.

3. Дать характеристику содержания и структурно-группового состава органического вещества (ОВ) почв и их илистой фракции.

4. Выявить связи между потерями ОВ, палеоклиматом и временем погребения почвы.

Защищаемые положения: 1. Основные процессы изменения минералогического состава илистой фракции разновозрастных голоценовых палеопочв (процессы трансформации

смектитовой фазы, накопление иллитов, разрушение/сохранение хлоритов) характеризуются различной интенсивностью и варьируют в зависимости от климатических условий почвообразования.

2. Выявлена взаимосвязь поведения органического углерода (Сорг) в гор А1 подкурганных палеопочв и в составе их илистой фракции со временем, прошедшим с момента погребения, и с колебаниями климата в эти периоды. Структурно-групповой состав гумуса отражает климатические условия формирования почвы. Со временем, прошедшим с момента погребения, отмечается накопление ароматических структур.

3. Наличие в илистой фракции верхних горизонтов палеопочв периодов -4410-4260, -4000, -1600 лет назад (аридные условия) скрытокристаллического К^-кальцита может свидетельствовать о потеплении климата.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 156 страниц, 37 рисунков, 6 таблиц, 3 приложения. Список литературы насчитывает 125 наименований, в том числе 28 зарубежных. Исследования выполнялись при финансовой поддержке РФФИ - гранты № 11-04-09462-моб_з (Р), № 11-04-01507-а (И), № 11-04-10069-к (И), № 12-05-16036-моб_з_рос (Р), № 12-04-00387-а (И) и проекта МНТЦ № 4028.

Апробации работы.

Результаты исследований были представлены на следующих научных конференциях: Всероссийской научной конференции «Биосферные функции почвенного покрова» (Пущино, 2010), Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения «Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов» (Санкт-Петербург, 2011), I Российском рабочем совещании «Глины, глинистые минералы и слоистые материалы» (Москва, 2011), 6-ом Всероссийском литологическом совещании «Концептуальные проблемы литологических исследований в России» (Казань, 2011), II Российском рабочем совещании «Глины 2012» (Пущино, 2012), VI съезде

Общества почвоведов им. В.В. Докучаева «Почвы России: современное состояние, перспективы изучения и использования» (Петрозаводск, 2012), Всероссийском литологическом совещании (Санкт-Петербург, 2012), 5th Mid-European Clay Conference (Будапешт, 2010), Международной Европейской конференции Euroclay 2011 (Анталия, 2011). Публикации работы.

1. Алексеев А.О. Геохимия и минералогия палеопочв как индикатор динамики биосферных процессов / А.О. Алексеев, П.И. Калинин, Т.В. Алексеева, Т.В. Татьянченко // Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 40-летнему юбилею Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. - Пущино: SYNCHROBOOK. -2010.-С. 9-11.

2. Татьянченко Т.В. Минералогический состав палеопочв курганной группы «Калмыкия» (Южные Ергени) и аридизация климата в период III-II тыс. до н.э. / Т.В. Татьянченко, Т.В. Алексеева // Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 40-летнему юбилею Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. -Пущино: SYNCHROBOOK. - 2010. - С. 303-304.

3. Кабанов П.Б. Окско-серпуховские разрезы типовой местности серпуховского яруса: новые данные по литофациям и стратиграфическим несогласиям с предварительной интерпретацией / П.Б. Кабанов, Т.В. Алексеева, А.О. Алексеев, Т.В. Татьянченко // Палеострат-2010. - Москва, 2010. - С. 27-28.

4. Татьянченко Т.В. Минералогический состав разновозрастных палеопочв, его связь с изменением климата на территории юго-востока Русской равнины во второй половине голоцена / Т.В. Татьянченко, Т.В. Алексеева // Материалы Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения, посвященной 165-летию со дня рождения

В.В.Докучаева «Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов». -Санкт-Петербург, 2011 - С. 89-91.

5. Татьянченко Т.В. Особенности минералогического и химического составов палеопочв курганной группы «Калмыкия» (Ергенинская возвышенность) и их связь с динамикой климата во второй половине голоцена / Т.В. Татьянченко, Т.В. Алексеева // Материалы I Российского рабочего совещания «Глины, глинистые минералы и слоистые материалы», посвященного 90-летию со дня рождения Б.Б. Звягина. - Москва, ИГЕМ РАН, 2011.-С. 127-128.

6. Крайнов A.B. Установление генезиса тугоплавких глин на основе химического и электронно-микроскопического анализов на примере участка Черкасские Дворики (Елецкий район, Липецкая область) / A.B. Крайнов, А.Д. Савко, Т.В. Татьянченко, Н.С. Базиков, Д.А. Дмитриев // Материалы 6-го Всероссийского литологического совещания «Концептуальные проблемы литологических исследований в России». -Казань, Казанский федеральный университет, 2011. - С. 434-437.

7. Татьянченко Т.В. Минералогический и химический составы разновозрастных палеопочв курганной группы "Авилов" как отражение динамики климата на территории Русской равнины во второй половине голоцена / Т.В. Татьянченко, Т.В. Алексеева // Материалы II Российского рабочего совещания «Глины и глинистые минералы». - Пущино, ИФХиБПП РАН, 2012. - С. 64-65.

8. Татьянченко Т.В. Связь минералогического и химического составов разновозрастных палеопочв с климатическими изменениями на территории Приволжской возвышенности в позднем голоцене / Т.В. Татьянченко, Т.В. Алексеева // Материалы докладов VI съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева. Всероссийская с международным участием научная конференция «Почвы России: современное состояние, перспективы

изучения и использования. - Петрозаводск, Карельский научный центр РАН, 2012. - С. 593-595.

9. Крайнов А.В. Аптские глины континентальных и прибрежно-морских обстановок на примере Болыыекарповского и Лукошкинского месторождений / А.В. Крайнов, Т.В. Татьянченко // Материалы Всероссийского литологического совещания, посвященного 100-летию со дня рождения Л.Б. Рухина. - Санкт-Петербург, Геологический факультет Санкт-Петербургского государственного университета, 2012. - С. 209-211.

10.Alekseev А.О., Alekseeva T.V, Kalinin P.I., Tatyanchenko T.V. 2010. Holocene climate dynamic and biogeochemistry of palaeosols // Acta Mineralogical-Petrographica. Volume 6. Abstract series MECC 2010. 5th Mid-European Clay Conference, 25-29 August, 2010. - Budapest, Hungary. - P. 641.

11.Tatyanchenko Т., Alekseeva Т., Kalinin P. Clay mineralogy, geochemistry, and organic matter of Late Holocene buried soils as paleoclimate proxies // Book of Abstract. European Clay Conference. EUROCLAY 2011. Antalia, 26 Jun - 1 Jul, 2011.-P. 266.

12. Татьянченко Т.В. Вещественный состав разновозрастных палеопочв курганной группы «Авилов» как отражение динамики климата на территории Русской равнины во второй половине голоцена / Т.В. Татьянченко, Т.В. Алексеева // Вестник ВГУ. Сер. Геология. - 2012. - №1. -С. 38-50.

13.Татьянченко Т.В. «Минералогический и химический составы разновозрастных подкурганных палеопочв Южных Ергеней и их палеоклиматическая интерпретация» / Т.В. Татьянченко, Т.В. Алексеева, П.И. Калинин // Почвоведение. - 2013. - № 4. - С. 379-392.

Научная новизна работы.

Впервые представлены результаты детального исследования

минералогического состава илистой фракции подкурганных палеопочв

позднего голоцена (последние 5000 лет).

Показано, что основные процессы преобразования минеральной массы почв (трансформация смектитовой фазы, накопление иллитов, разрушение хлоритов) хорошо отражают климатические особенности формирования почв на территории степной зоны юго-востока Русской равнины - этапы понижения (-4000, 1750, 1600 лет назад) и повышения (-5100, 1900, 700-600 лет назад) атмосферной увлажненности.

Химический состав почв и величины геохимических коэффициентов CIA, Al203/(CaOfMg0+K20+Na20), Rb/Sr, и Ba/Sr, отвечают климатическим изменениям, имевшим место на изученной территории во второй половине голоцена.

Впервые показано, что илистая фракция верхних горизонтов голоценовых палеопочв, погребенных в условиях аридного климата (-44104260, 4000, 1600 л.н.), содержит карбонаты (магнезиальные разновидности кальцита) в скрытокристаллическом (колломорфном) виде, наличие которых свидетельствует о потеплении климата в данные периоды.

Изучение органического вещества показало, что поведение Сорг в почвах и в их илистой фракции определяется и степенью увлажненности (климатом), и временем, прошедшим с момента погребения почв. Данные 13С-ЯМР спектроскопии свидетельствуют, что со временем, прошедшим с момента погребения почвы, структурно-групповой состав гумуса характеризуется накоплением ароматических структур.

Практическая значимость.

Полученные результаты подтверждают, что в качестве диагностических показателей и индикаторов климатических обстановок прошлых исторических эпох могут быть использованы следующие характеристики: минералогический состав илистой фракции почв, величины геохимических коэффициентов, содержание и структурно-групповой состав органического вещества. Полагаем, что их следует использовать наряду с другими, более традиционными методами при проведении палеогеографических и почвенных

исследований, исследовании биоклиматической обстановки в позднем голоцене.

Применение метода Фурье ИК-спектроскопии позволяет обнаружить в составе тонкодисперсной илистой фракции почв магнезиальный скрытокристаллический кальцит, наличие которого в верхних горизонтах почв свидетельствует о потеплении климата. Выявление температурного параметра для почв степной зоны дает возможность дополнить и уточнить схемы палеоклиматических реконструкций в позднем голоцене на территории юго-востока Русской равнины.

Фактический материал и личный вклад автора.

В ходе работы над диссертацией автором собран, проанализирован и обобщен значительный объем материала по изучению голоценовых палеопочв трех курганных групп (15 разрезов) и их современных аналогов. Исследования проводились под руководством научного руководителя - кандидата биологических наук - Алексеевой Т.В. в лаборатории геохимии и минералогии почв ИФХиБПП РАН. Полевой материал для исследования был предоставлен сотрудниками лаборатории археологического почвоведения ИФХиБПП РАН.

Исследователем выполнен большой объем экспериментальных работ, в том числе и препаративных. Для достижения полноценных результатов был использован комплекс сложных методов исследования - рентгеновская дифрактометрия, рентгенофлуоресцентный анализ, Фурье РЖ-спектроскопия, твердофазная 13С -ЯМР спектроскопия и др. Лично автором изучено -220 рентген-дифрактограмм, -100 ИК-спектров, 6 ЯМР-спектров образцов почв и их илистой фракции почв. Собран и дополнен материал ранее проведенных исследований по химическому составу почв (величины геохимических коэффициентов) [Калинин, Алексеев, 2008; Калинин и др., 2009], величине магнитной восприимчивости [Алексеев, 1992, 2000, 2003; Аккзееуа, 2007], базовым свойствам почв [Демкин 2004, 2008, 2010 и др.; Демкина, 1994, 2000; Борисов, 2005, 2006; Ельцов, 2007 и др.].

Благодарности. Автор глубоко признателен своему научному руководителю - кандидату биологических наук, ведущему научному сотруднику лаборатории геохимии и минералогии почв Т.В. Алексеевой за постоянную помощь и консультации в ходе подготовки диссертации. Особую благодарность автор выражает заведующему лабораторией геохимии и минералогии почв ИФХиБПП РАН - д.б.н. А.О. Алексееву и сотрудникам лаборатории в лице А.Ю. Кудеяровой, В.В. Галицкого, Г.М. Осиной, Е.И. Елфимова, М.В. Калачиковой за поддержку и оказанную помощь в написании работы. Слова признательности за постоянное внимание к работе и ценные замечания автор выражает научному сотруднику лаборатории геохимии и минералогии почв, к.г-м.н. - П.И. Калинину. Отдельно автор благодарен рецензенту диссертации, ведущему научному сотруднику лаборатории физико-химии почв ИФХиБПП РАН, д.с.-х.н. - Золотаревой Б.Н.

Автор считает своим долгом выразить благодарность заведующему лабораторией археологического почвоведения ИФХиБПП РАН - д.б.н., профессору В.А. Дёмкину за предоставленный материал для исследований, ценные замечания и возможность участвовать в экспедиционных работах на территории Волгоградской области в 2010 году с целью ознакомления с объектами исследования - погребенными под археологическими памятниками голоценовыми палеопочвами, а также всему коллективу лаборатории археологического почвоведения за помощь в подготовке работы. Вопросы, изложенные в диссертации, периодически обсуждались с И.В. Ивановым, О.И. Худяковым, И.В. Припутиной, которым автор высказывает свою признательность. Слова благодарности за успешно проведенные исследования, вошедшие в материалы диссертации, автор выражает руководителю Центра коллективного пользования (ЦКП) "Физико-химические методы исследования почв и экосистем" ИФХиБПП РАН к.б.н. С.Н. Удальцову, старшему научному сотруднику ЦКП к.б.н. Ходжаевой А.К., инженеру лаборатории физико-химии почв ИФХиБПП РАН Мальцевой А.Н. За постоянные консультации и

поддержку в ходе подготовки работы автор благодарен к.б.н. А.Г. Кондрашину, к.б.н. И.В. Черепухиной. Особые слова признательности автор выражает заведующему кафедрой исторической геологии и палеонтологии Воронежского государственного университета - д.г.-м.н. профессору А.Д. Савко, без участия которого не состоялось бы знакомство с коллективом лаборатории геохимии и минералогии почв ИФХиБПП РАН, обучение в аспирантуре и дальнейшее совместное сотрудничество.

Глава 1. История исследований эволюции почвенного покрова Нижнего Поволжья за последние 5000 лет

Данная работа является продолжением исследований эволюции почвенного покрова Нижнего Поволжья за последние 5000 лет на примере курганных могильников «Калмыкия», «Авилов», «Абганерово», расположенных на территории степной зоны юго-востока Русской равнины. Исследование данной территории связано с именами многих известных ученых [Высоцкий Г.Н., 1915; Герасимов И.П., 1961; Демкин В.А., Лукашов A.B., 1987; Зонн И.С., 1995].

Комплексное изучение почв, погребенных под археологическими памятниками (курганами) на территории степной зоны Нижнего Поволжья с применением почвенно-археологического, радиоуглеродного,

микробиологического, геофизических и химических методов для реконструкции условий образования почв в прошлые исторические эпохи проводится различными авторами, начиная с 90-х годов [Алексеев А.О., 1992; Алексеев А.О., 2010; Алексеев А.О., Алексеева Т.В., Махер Б.А., 2003; Алексеев А.О., Демкин В.А., Алексеева Т.В., 2000; Алексеев В.Е., 1999; Алексеева Т.В., 1992; Алексеева Т.В. Золотарева Б.Н., Колягин Ю.Г., 2011; Алексеева Т.В., Кабанов П.Б., Золотарева Б.Н., Алексеев А.О., Алексеева В.А., 2009; Алексеева Т.В., Золотарева Б.Н., Колягин Ю.Г., 2010; Алексеева Т.В. и др., 2010; Борисов A.B., 2002 и др.].

Основы этих работ были заложены в основном сотрудниками Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (Пущино): Ивановым, Демкиным, Борисовым, Алексеевым, Алексеевой, Демкиной, Хомутовой, Хохловой и др. [Иванов И.В., 1992; Демкин В.А., 1995; Борисов А.В , 2002; Борисов A.B., Демкина Т.С., Демкин В.А., 2006; Демкин В.А., 2002; Демкин В.А. и др., 2010; Демкин В.А., Ельцов М.В., Алексеев А.О., Алексеева Т.В. и др., 2004; Алексеева Т.В. и др., 2010; Хомутова Т. Э., 2006;

Плеханова, 2008; Хохлова О.С., Хохлов A.A., 2002; Хохлова О.С., 2008; Калинин П.И., 2009; Золотарева Б.Н. и др., 2012; Alekseev А.О., Alekseeva T.V, Kalinm P.I., Tatyanchenko T.V., 2010; Alekseeva Т., Alekseev A., Mäher B. A., Demkin V., 2007; Alekseev A.O., Alekseeva T.V. et al, 2010; Khomutova, at al, 2007 и др.]. Ими установлена зависимость ряда почвенных свойств разновозрастных палеопочв от пространственно-временной изменчивости условий почвообразования на изученной территории за последние 5000 лет. До этих работ реконструкции палеоклиматических событий носили в большей степени качественный (не количественный) характер.

В основе методики палеопочвенных исследований использовался почвенно-археологический метод [Иенни Г., 1948; Геннадиев А.Н., 1978; Иванов И.В., Александровский А.Л., 1984; Stevens, P.R., Walker, T.W., 1970; Vreeken, W.J., 1975]. Его суть состоит в сопряженном изучении палеопочв, погребенных под разновозрастными археологическими памятниками (курганами, оборонительными сооружениями и др.) и их современных аналогов, время сооружения которых определяется методами археологии и радиоуглеродным методом. Почвенно-археологический метод опирается на следующие теоретические положения [Демкин В.А., 1997]: в почвенном профиле находят отражение все изменения во времени таких факторов почвообразования, как климат, растительность, рельеф, уровень грунтовых вод и др. В связи с этим происходит формирование определенного почвенного типа в соответствии с существующей природной обстановкой. Достоверность природных реконструкций при изучении подкурганных педохронорядов в первую очередь определяется степенью сохранности исходных свойств палеопочв. Почвы, погребенные под курганами, сохраняют в течение длительного времени признаки и свойства, по которым их можно диагностировать на таксономических уровнях типа, подтипа, рода. Первоначальным этапом изучения погребенных и ископаемых почв является описание их морфологических особенностей и выявление аналогов среди

современных почв и ископаемых почв другого возраста [Дергачева М.И., 1997]. Использовались такие почвенные характеристики как: глубина залегания в почвенном профиле аккумуляции карбонатов, гипса и легкорастворимых солей, формы новообразований карбонатов, степень выраженности признаков солонцеватости, цвет и структура солонцового горизонта и наличие в нем новообразований оксидов марганца, окраска и мощность гумусового слоя, содержание и состав гумуса, величина магнитной восприимчивости [Борисов A.B., 2002, Демкин В.А. и др., 2004, 2005; Борисов

A.B. и др., 2006; Демкин В.А. и др., 2006, 2010].

Сравнительный анализ количественных и качественных показателей морфолого-химических, магнитных и микробиологических свойств разновозрастных палеопочв дает возможность установить закономерности голоценового степного почвообразования, оценить влияние гумидных и аридных климатических эпох на состояние почвенного покрова в древности и средневековье [Демкин В.А. и др., 2010].

На основе полученных результатов была разработана новая концептуальная модель педогенеза в степях Восточной Европы во второй половине голоцена. В частности, было установлено, что в хроноинтервале -4400-3900 л.н. на данной территории резко активизировались процессы соленакопления, дегумификации, окарбоначивания, эрозии почв, что привело к опустыниванию ландшафтов и широкому распространению в конце III тыс. до н.э. эродированных, засоленных, карбонатных каштановидных палеопочв, не имеющих аналогов в современном почвенном покрове. Причиной этого послужила катастрофическая аридизация климата, отмечаемая многими исследователями [Борисов A.B., Демкина Т.С., Демкин В.А., 2006; Демкин

B.А. и др., 2002; Alekseeva Т. et al., 2007].

Важным этапом в палеопочвенных исследованиях явилось привлечение геофизических методов, в частности, комплекса магнитных методов. Первые работы были проведены в начале 90-х годов А.О. Алексеевым [Алексеев А.О.,

1992]. Исследование магнитных свойств степных почв показало прямую зависимость прироста величины магнитной восприимчивости материала почвенного профиля относительно почвообразующей породы от среднегодового количества осадков [Алексеев А.О., Демкин В.А., Алексеева Т.В., 2000]. Это позволило количественно рассчитать величины атмосферных осадков на изучаемой территории в прошлые исторические эпохи [Алексеев А.О. , 2010; Алексеев А.О., Алексеева Т.В., Махер Б.А., 2003; Alekseeva Т., Alekseev А., Mäher В. А., Demkin V., 2007].

На фоне заметного числа публикаций, в которых приводятся такие характеристики погребенных почв, как морфологические особенности (цвет и структура, мощность гумусового слоя), содержание и состав гумуса, степень выраженности признаков солонцеватости, величина магнитной восприимчивости, глубина залегания карбонатов, гипса и легкорастворимых солей, наличие новообразований, их состав и формы [Борисов A.B., 2002; Борисов A.B., Демкина Т.С., Демкин В.А., 2006; Демкин В.А. и др., 2010; Демкин В.А., Ельцов М.В., Алексеев А.О., Алексеева Т.В. и др., 2004; Хохлова О.С., Хохлов A.A., 2002], имеются лишь единичные работы, в которых детально представлены результаты изучения минералогического и химического составов таких объектов [Алексеева Т.В. и др., 2010; Калинин П.И., Алексеев А.О., 2008; Калинин П.И., 2009; Чижикова Н.П., Ковда И.В., Борисов A.B., Шишлина Н.И., 2009; Alekseeva Т., 2007]. Вместе с тем показано, что эти характеристики относятся к наименее подверженным диагенезу признакам палеопочв и, следовательно, могут считаться надежными носителями почвенной памяти [Алексеева Т.В. и др., 2010; Дергачева М.И., 1997; Дергачева М.И., 2008; Калинин П.И., Алексеев А.О., 2008; Калинин П.И., 2009; Соколова Т.А., Дронова Т.Я., 2008; Чижикова и др., 2009].

Минералы составляют основную часть почвенной массы, поэтому изучение их состава и превращений необходимо для понимания различных свойств почв и особенностей почвообразования в разных природных зонах.

[Золотарева Б.Н., 1969]. Вторичные (глинистые) минералы, преобладающие в составе почв, играют огромную роль в определении емкости поглощения почв и являются основным источником поступления минеральных элементов в растения, в связи с чем имеет место их подробная характеристика.

Основная часть глинистого материала находится в самой тонкодисперсной - илистой фракции почв (< 2 мкм). В большинстве почвенных типов в ее составе преобладают окристаллизованные глинистые минералы, относящиеся к подклассу слоистых силикатов, который характеризуется присутствием в кристаллических решетках слоя кремнекислородных тетраэдров. Наиболее широко распространенными в почвах и в почвообразующих породах глинистыми минералами являются каолиниты, слюды и гидрослюды (иллиты), вермикулиты, монтмориллониты (смектиты), хлориты, почвенные хлориты и смешанослойные минералы [Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И., 2005; Белицина Г.Д., Васильевская В.Д., Гришина JI.A., 1988]. Изучением вторичных (глинистых) минералов занимались многие ученые, среди них (Katja Emmerich, 2009; Meunier, 1995; Inoue, 1995; Kohut, Warren, 2002 и др.). Изучение эволюции глинистого материала почв (его изменения во времени) лежит в основе изучения ее направления и скорости. Основные направления эволюции сформулированы Джексоном [Jackson M.L., 1965].

Напротив, почвенное органическое вещество (OB) - его содержание и свойства - относятся к неустойчивым характеристикам. Содержание гумуса после погребения почвы постепенно уменьшается, что обусловлено процессами его минерализации. Литературные данные показывают, что количество гумуса в погребенных почвах в среднем в 10 и более раз меньше, чем в современных почвах [Герасимов И.П., 1961; Дергачева М.И., 2008; Морозова Т.Д., Чичагова O.A., 1968]. Показано, что в степных почвах через 170 лет после их погребения остается 60 %, через 1 тыс. лет - 43 %, а через 2 тыс. лет - только 40 % гумуса от исходного содержания [Губин С. В., 1984;

Демкина Т.С., Демкин В.А., 1994; Иванов И.В., 1992; Ларионова А.А. и др., 2002].

Помимо фактора времени, прошедшего с момента захоронения почвы, и условий захоронения, на скорость минерализации ОВ оказывает влияние его статус: свободное и рыхлосвязанное ОВ трансформируется быстрее, в то время как химически связанное ОВ, которое концентрируется, в первую очередь, в илистой фракции почв и представляет собой так называемый "пассивный пул", сохраняется намного дольше. Среднее время его существования оценивается разными авторами в 1-3 тыс. лет [Ко§е1-КпаЬпег, I., 2008; Ьиейгош М.У., Ко§е1-КпаЬпег I., 2007]. Сохранность гумуса ископаемых почв во многом зависит и от состава минеральной части органо-минерального комплекса. Например, показано, что палыгорскитовая минеральная матрица способна обеспечить сохранность гумуса в ископаемых почвах карбона, возраст которых составляет ~ 300 млн. лет [Алексеева Т.В., Кабанов П.Б., Золотарева Б.Н. и др., 2009; Алексеева Т.В., Золотарева Б.Н., Колягин Ю. Г., 2010].

Целью данной работы было выявление роли климата (степени его увлажненности) в формировании минералогического и химического составов разновозрастных погребенных под курганными насыпями почв на территории юго-востока Русской равнины. Изучение содержания и свойств органического вещества в палеопочвах и их илистой фракции было направлено на выявление связей между потерями ОВ, климатом и временем погребения почвы.

Глава 2. Природные условия района исследований

Волгоградская область относится к наиболее засушливой юго-восточной части Русской равнины. Климат умеренно-континентальный. Его характерными чертами являются большая инсоляция, резкие годовые и суточные амплитуды отдельных показателей (осадки, температура, влажность и др.), короткие переходные сезоны, резкая атмосферная сухость, устойчивость ветров, частые зимние оттепели [Демкин В.А. и др., 2009].

2.1. Ергенинская возвышенность

Изучением Ергенинской возвышенности занимались многие исследователи [Димо, Келлер, 1907; Высоцкий, 1915; Герасимов, 1939; Ковда, 1946; Карандеева, 1957; Доскач, 1979; Демкин В.А., Лукашов A.B., 1987; Зонн, 1995; Ташнинова, 2000]. Почвенный покров Ергеней, которые входят в область сухих и пустынных степей России, в основном состоит из каштановых и светло-каштановых почв различной степени солонцеватости и засоленности в комплексе с солонцами. Почвообразующие породы представлены лёссовидными карбонатными засоленными суглинками. Эволюция каштановых почв и изменение природной среды в голоцене занимала внимание многих исследователей [Иванов, Александровский, 1984; Александровский и др., 2001; Демкин, 1997; и др.].

По особенностям климата север и юг Ергеней несколько отличаются. Для северной части характерен сухой и менее жаркий климат, чем на юге. Количество осадков за теплый период 165-190 мм. Лето не очень жаркое, средняя температура июля 23,5 - 24,5°С. Зима умеренно холодная, средняя январская температура -8, -9°С. Для южной части Ергенинской возвышенности характерен умеренно жаркий и очень засушливый климат. Количество осадков за теплый период 200-250 мм. Температура июля 24,5 -

25,5°С. Зима умеренно мягкая, средняя январская температура -5, -6°С. [Демкин В.А. и др., 2009; Борисов A.B., Демкина Т.С., Демкин В.А., 2006].

Голоценовая история почвенного покрова Ергенинской возвышенности была изучена путем анализа свойств и строения почв, погребенных под курганными насыпями, бутанами землероев, а также на основе спорово-пыльцевых спектров болотных и других отложений. Так, по данным Киселевой [Киселева, 1976] на протяжении всего голоцена на водоразделе Ергеней царил аридный ландшафт, а на придонской части усиление засушливости произошло всего лишь 4000 л.н. [Иванов, 1988] [Демкина и др., 2000].

Ергенинская возвышенность является весьма информативным природным объектом. Простираясь строго с севера на юг почти на 400 км, она ограничивает с запада Прикаспийскую низменность, возвышаясь над ее поверхностью на 200-250 м, и является своего рода климатическим рубежом, зоной контакта сухих центральноазиатских воздушных масс и более влажных атлантических. Этим, по-видимому, объясняется меридиональная почвенно-географическая зональность, динамичностью почвенных свойств и основных почвенных диагностических параметров. Следовательно, палеопочвенные и палеоэкологические реконструкции в данном случае должны иметь высокую информативность и в полной мере отражать все изменения природной обстановки [Борисов A.B. и др., 2005].

Растительный покров Ергеней находится в тесной связи с почвенно-климатическими условиями. Глубокое залегание грунтовых вод (до 10 м от поверхности) исключает возможность использования их растениями, поэтому основным источником водоснабжения последних являются атмосферные осадки.

Особенностью растительного покрова является комплексность. На относительно повышенных участках микрорельефа располагаются злаковые группировки, на участках с солонцами - полынные и солянковые. Наиболее резко комплексность травостоев выражена на почвах тяжелого

гранулометрического состава. Растительный покров отличается бедностью видового состава (около 30-50 видов). Степень покрытия составляет 40-45%. Особой разреженностью отличается растительный покров на солонцах. В пониженных элементах рельефа (лиманах, западинах, ложбинах) растительный покров отличается большей густотой, и степень покрытия составляет 70-90 %. На севере Ергеней в сухостепной зоне с каштановыми почвами естественная растительность представлена ксерофитными дерновинными злаками (ковыль волосатик, ковыль Лессинга, типчак, тонконог), полынью белой и степным разнотравьем.

По причине неблагоприятных природно-климатических условий естественная древесная растительность почти отсутствует. В глубоких балках Ергеней в лучших условиях произрастания встречаются заросли таких древесных пород, как дуб, осина, вяз, терн, боярышник, дикая яблоня и др. Кустарники на Ергенинской возвышенности представлены небольшим числом видов: джузгун, тамарикс [Агроклиматические..., 1974].

На значительных площадях светло-каштановые почвы имеют признаки солонцеватости. На террасах рек, в лиманах и других отрицательных элементах рельефа получили распространение лугово-каштановые почвы. Они не образуют сплошного покрова и встречаются пятнами среди зональных почв каштанового типа [Ташнинова, 2000; Борисов и др., 2006].

2.2.Приволжская возвышенность

Приволжская возвышенность занимает обширную территорию вдоль правого берега Волги. Формирование рельефа здесь происходило под воздействием интенсивного проявления новейших тектонических поднятий и эрозионных процессов, абсолютные отметки достигаю 300-350 м. К югу от Волгограда Приволжская возвышенность переходит в Ергенинскую с отметками 150-180 и менее. [Демкин В.А. и др., 2009].

Ряд исследователей [Динесман, 1976; Киселева 1974], изучая погребенные почвы Ергенинской и Приволжской возвышенностей под бутанами землероев с использованием спорово-пыльцевого анализа, пришли к выводу, что здесь существовали хорошо развитые незаселенные, но окарбоначенные с поверхности почвы современного каштанового облика. Растительный покров имел сходство с луговыми степями, и лишь в позднем голоцене здесь появились признаки большей аридности. (Демкина и др., 2000).

В природном отношении Приволжская возвышенность находится в пределах сухостепной почвенно-географической зоны. Почвообразующими породами Приволжской возвышенности преимущественно являются карбонатные лёссовидные суглинки и мелкозернистые пески аллювиального происхождения. Терраса аккумулятивная, возраст ее по палинологическим данным позднечетвертичный (мологошекснинско-осташковский, около 12000 лет) [Четвертичные отложения..., 1982]. В современном почвенном покрове территории преобладают каштановые солонцеватые засоленные почвы. Среди палеопочв преобладают каштановые солонцеватые почвы в различной степени засоленные.

Климат умеренно-континентальный (Брылев, 1996). Среднегодовое количество осадков составляет 350-400 мм. Среднегодовая температура

о

воздуха +6 С. Гидротермический коэффициент равен 0,5. Преобладающие абсолютные высоты водораздельных поверхностей изменяются от 100 до 250

м. Значительная линейная расчлененность территории с глубинами врезов до 60-80 метров обеспечивает хорошую дренированность и большую глубину (более 10 м) залегания грунтовых вод. Как правило, воды слабоминерализованные (до 1 г/л) гидрокарбонатно-натриевого состава. В растительном покрове доминирует типчаково-полынно-злаковая ассоциация [Ельцов М. В., 2007].

Заключение диссертации по теме «Почвоведение», Татьянченко, Татьяна Валерьевна

Выводы

1. Проведенные ранее исследования морфологических, физико-химических, магнитных, микробиологических свойств палеопочв второй половины голоцена показали, что климат на территории Нижнего Поволжья носил циклический характер. Наши исследования свидетельствуют, что имевшие место колебания климата находят свое отражение в минералогическом и химическом составах этих почв.

2. Процессы преобразования минералогического состава илистой фракции изученных почв проявляются в разной степени в зависимости от климатических условий их формирования. В частности, для почв, формирование которых происходило в условиях гумидного климата характерны следующие процессы: разрушение смектитов, формирование смешанослойных иллит-смектитов в ходе процесса иллитизации, увеличение содержания слюдистой составляющей, разрушение хлоритовой фазы в гор AI. Для почв, обладающих солонцовыми признаками, отмечается более существенная иллитизация смектитов и их вынос в гор В1 почвенных профилей; этот процесс сопровождается накоплением тонкодисперсного кварца в гор AI. В почвах, формировавшихся под влиянием аридных условий, процессы разрушения и преобразования сметитов выражены слабее, но отмечается сохранение хлоритов в пределах всего почвенного профиля.

3. Величины геохимических коэффициентов CIA, AI2O3/(Ca0+Mg0+K20+Na20), Rb/Sr, Ba/Sr хорошо отражают климатические особенности формирования разновозрастных почв и связанные с ними процессы преобразования минеральной массы, а также генезис почвы (наличие-отсутствие солонцеватости). Наибольшие значения этих коэффициентов характерны для почв влажных климатических эпох (-5100, 1900, 700-600 лет назад) и современной почвы, минимальные - для почв, формировавшихся в условиях засушливого климата (-4000, 3960, 1750 лет назад). Для почв, имеющих признаки солонцеватости характерно элювиально-иллювиальное распределение величин CIA, Al203/(Ca0+Mg0+K20+Na20) и Rb/Sr. Величины отношения Ba/Sr хуже описывают солонцовый процесс.

4. Илистая фракция карбонатных горизонтов изученных почв, как правило, содержит кальцит. Полученные в работе результаты показали наличие в илистой фракции гор Al некоторых палеопочв скрытокристаллической формы Mg-кальцита (3-10%). Его формирование может свидетельствовать о теплом аридном климате в интервалах -4410—4260, 4000 и 1600 л.н.

5. Изучение ОВ погребенных почв показало, что потери С орг почв и их илистой фракции при диагенезе контролируются как временем, прошедшим с момента погребения, так и климатическими изменениями, которые имели место на данной территории в исторические эпохи.

13

Данные СЯМР-спектроскопии свидетельствуют, что качественный состав ОВ образцов почв и их илистой фракции имеет сходные характеристики. Структурно-групповой состав ОВ отражает климатические особенности формирования почвы. Так, гумус каштановидной почвы (-4000 л.н., сухой и жаркий климат), в отличие от почв гумидного ряда, характеризуется низким содержанием ароматических структур и преобладанием в составе ОВ О-алкилов. При диагенезе отмечается накопление ароматических структур.

6. Полученные данные по минералогическому и химическому составам погребенных почв позднего голоцена позволяют существенно дополнить имевшуюся ранее информацию. Например, В.А. Демкиным и др. [Демкин и др., 2008] было показано, что почва территории Нижнего Поволжья, погребенная -4000 л.н. не имеет аналогов в современном почвенном покрове и была диагностирована этими авторами как каштановидная карбонатная несолонцеватая солончаковатая почва, сформированная в условиях аридного климата.

На основании полученных нами данных эта аридная почва (величина атмосферных осадков 330 мм/год) характеризуется отсутствием признаков текстурной дифференциации, высоким содержанием карбонатов (4.9-7.8 %) и гипса (1.8 %), начиная с поверхности, карбонаты в верхней части профиля представлены колломорфной формой Mg-кальцита. Минеральная матрица в минимальной степени (по сравнению со всеми остальными почвами) преобразована процессами почвообразования. Для почвы характерны: минимальная величина %, сохранность хлоритов и смектитов в гор. Al и В1, низкие и минимальные для изученного ряда почв значения геохимических коэффициентов CIA, Rb/Sr, Al203/(Ca0+Mg0+K20+Na20). Наличие скрытокристаллической формы Mg-кальцита свидетельствует о том, что климатические условия были не только засушливыми, но и жаркими. Структурно-групповой состав гумуса илистой фракции данной почвы принципиально отличается от такового остальных изученных почв.

7. Изучение илистой фракции почв, как наиболее информативной части почвы, позволило дополнить и уточнить ранее проведенные исследования и сопоставить полученные данные с динамикой климатических условий на юго-востоке Русской равнины во второй половине голоцена.

4.3.6. Заключение Исследования палеопочв позднего голоцена и современной светло-каштановой почвы курганной группы «Абганерово» с применением различных методов по изучению минералогического состава илистой фракции, геохимических коэффициентов выветривания, величины магнитной восприимчивости, ОВ (содержания и структурно-группового состава) позволяют сделать следующие выводы.

Согласно полученным данным по изучению минералогического состава илистой фракции почв можно выделить процессы, которые отвечают климатическим условиям формирования почв. В частности, для почв, формирование которых происходило во влажные климатические периоды, характерны процессы разрушения смектитов, формирования смешанослойных минералов слюда-смектитового типа, увеличения содержания слюдистой составляющей и разрушения хлоритовой фазы в гор А1. Для остальных почв, погребенных в аридные периоды, перечисленные процессы выражены в меньшей степени, а также отмечается сохранение хлоритов как в А1, так и в В1 горизонтах.

Мы полагаем, что сохранность хлоритов в почвах, погребенных -1600 и 5000 лет назад, обусловлена, с одной стороны, более аридными климатическими условиями (360 мм/год), с другой - существенно меньшим временным интервалом их формирования. Причины низкой устойчивости этого минерала в почвах обсуждались нами выше.

Результаты изучения разновозрастных палеопочв, расположенных в зоне сухих степей юго-востока Русской равнины (курганная группа «Калмыкия» и «Авилов») также показали сохранение хлоритов в пределах всего почвенного профиля почв, сформированных в условиях наиболее аридного климата - -3960, 4000 и 1750 л.н. (среднегодовое количество атмосферных осадков - 340, 330 и 350 мм/год соответственно).

Результаты изучения химического состава палеопочв исследуемого хроноряда и величин геохимических коэффициентов показали, что полученные значения коэффициентов выветривания для образцов почв, как и данные по минералогическому составу, в равной степени отвечают климатическим условиям формирования почв.

Илистая фракция, выделенная из А1 и В1 горизонтов палеопочв содержит скрытокристаллическую форму кальцита. Прослеживается связь между его концентрацией и химическим составом (содержание в структуре) с усилением аридности климата.

Данные по содержанию ОВ (С орг и Ы) подтверждают ранее полученные выводы о том, что скорость минерализации ОВ в составе образцов почв и органо-минеральных комплексов (илистой фракции) отражает и палеоклиматические условия почв, и время их погребения. А обр. почвы

2,5 Н ИЛ 2

1,5 О 1

0,5

5000

1600 600 Возраст, л.н.

Рисунок 37 - Характеристика органического вещества горизонтов А1 палеопочв и их илистой фракции курганной группы «Абганерово»: А - содержание органического С (обр. почвы и ил), Б - содержание N (илистая фракция)

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Татьянченко, Татьяна Валерьевна, 2013 год

Список литературы

1. Агроклиматические Ресурсы Татарской АССР: справочник. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1974. - 127 с.

2. Александровский, А.Л. Эволюция Почв Восточно-Европейской Равнины В Голоцене / Александровский А. Л.-М.: Наука, 1983 - 150 с.

3. Александровский, А. Л. Предварительные результаты изучения погребенных почв и археологических памятников в пойме Москвы-реки / А.Л. Александровский, H.A. Кренке, В.А. Низовцев, Е.А. Спиридонова, Б.Е. Янишевский // Звенигородская Земля. - М., 2001.

4. Алексеев, А.О. Состояние соединений железа в почвах степных ландшафтов / А.О. Алексеев // Автореф. дис. ... канд. биол. н. М., 1992. - 17 с.

5. Алексеев, А.О. Геохимические закономерности формирования состояния соединений железа в почвах сопряженных ландшафтов Центрального Предкавказья / А.О. Алексеев, Т.В. Алексеева, Е.Г. Моргун, Е.М. Самойлова // Литология и полезные ископаемые. 1996. N 1. - С. 12 - 22.

6. Алексеев, А.О. Роль железоредуцирующих бактерий в формировании почвенного магнетита / А.О. Алексеев, Т.В. Алексеева, Д.Г. Заварзина // Органическая минералогия: материалы I Российского совещания по органической минералогии. - Санкт-петербург, 2002. - С. 55 - 56.

7. Алексеев, А.О. Особенности оксидогенеза железа в условиях степной зоны. Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв / А.О. Алексеев, Т.В. Алексеева. - М.: Наука, 2006. - С. 312 - 327.

8. Алексеев, А.О. Оксидогенез железа в почвах степной зоны / А.О. Алексеев // Автореф. дис.... докт. биол. н. М., 2010. - 48 с.

9. Алексеев, А.О. Магнитные свойства и минералогия соединений железа степных почв / А.О. Алексеев, Т.В. Алексеева, Б.А. Махер // Почвоведение. -2003. -№ 1. - С. 62-74.

10. Алексеев, А.О. Использование минералогических и петрофизических параметров состояния соединений железа в палеопочвах археологических

памятников для реконструкции климатических условий степей Восточной Европы / А.О. Алексеев, В.А. Демкин, Т.В. Алексеева // Нижневолжский археологический вестник. - 2000. - Вып. 3. - С. 240-251.

11. Алексеев, В.Е. Минералогия почвообразования в степной и лесостепной зонах Молдовы. Диагностика, параметры, факторы, процессы / В.Е. Алексеев. - Кишинев. - 1999. - 240 с.

12. Алексеева, Т.В. Геохимические закономерности формирования состояния илистого компонента почв степных ландшафтов / Алексеева Т.В. // Автореф. дис.... канд. биол. н. М., 1992.

13. Алексеева, Т.В. Фракционирование гуминовых кислот в ходе адсорбции на монтмориллоните и палыгорските / Т.В. Алексеева, Б.Н. Золотарева, Ю.Г. Колягин // Глины, глинистые минералы и слоистые материалы: материалы I Российского рабочего совещания. - Москва, ИГЕМ РАН, 2011. - С. 85-86.

14. Алексеева, Т.В. Гуминовые вещества в составе палыгорскитового органо-минерального комплекса из ископаемой почвы верхнего карбона южного Подмосковья / Т.В. Алексеева, П.Б. Кабанов, Б.Н. Золотарева, А.О. Алексеев, В.А. Алексеева // Докл. АН. - 2009. - Вып. 425(2). - С. 265-270.

15. Алексеева, Т.В. Фракционирование гуминовых кислот при

11

взаимодействии с глинистыми минералами по данным С-ЯМР спектроскопии / Т.В. Алексеева, Б.Н. Золотарева, Ю.Г. Колягин // Докл. АН. -2010. - Вып. 434 (5). - С. 712-717.

16. Алексеева, Т.В. Физико-химические и минералогические признаки солонцового процесса в почвах нижнего Поволжья в позднем голоцене / А.О. Алексеев, В.А. Демкин, В.А. Алексеева, 3. Соколовска, М. Хайнос, П.И. Калинин // Почвоведение. - 2010. - № 10. - С. 1171-1189.

17. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е. В. Аринушкина. - М.: Изд-во МГУ, 1970. - 490 с.

18. Белицина, Г.Д. Почвоведение.Ч. 1.Почва и почвообразование / Г.Д. Белицина, В.Д. Васильевская, JI.A. Гришина и др. М.: Высш. шк., 1988. - 400 е.: ил.

19. Березин, П.Н. Особенности распределения гранулометрических элементов почв и почвообразующих пород / П.Н. Березин // Почвоведение. -1983.-№2.-С. 64-72.

20. Богатырев, Л.Г. Почвоведение. Ч. 2. Типы почв, их география и использование / Л.Г. Богатырев, В.Д. Васильевская, A.C. Владыченский и др. М.: Высш. шк., 1988. - 368 е.: ил.

21. Борисов, A.B. Развитие почв пустынно-степной зоны Волго-Донского междуречья за последние 5000 лет / Борисов A.B. // Дис. ... канд. биол. наук. Москва. 2002. - 201 с.

22. Борисов, A.B. Палеопочвенные исследования курганов катакомбной культуры в Калмыкии (2 половина 3 тыс. до н.э.) / A.B. Борисов, М.В. Ельцов, Н.И. Шишлина, T.C. Деникина, В.А. Демкин // Почвоведение. -2005.-№2.-С. 140-148.

23. Борисов, A.B. Палеопочвы и климат Ергеней в эпоху бронзы (IV—II тыс. до н.э.) / A.B. Борисов, T.C. Демкина, В.А. Демкин. М.: Наука, 2006. - 210 с.

24. Бушинский, Г.И. Титан в осадочном процессе / Г.И. Бушинский // Литология и полезные ископаемые. - 1963. - №2. - С. 7-14.

25. Воробьева, Л.А. Щелочные засоленные почвы России / Л.А. Воробьева, Е.И. Панкова // Почвоведение. - 2008. - №5. - С. 517-532.

26. Высоцкий, Г.Н. Ергеня, культурно-фитологический очерк / Г.Н. Высоцкий // Тр. Бюро по прикладной ботанике. - 1915. - Т. 8. - № 10-11. - С. 1113-1443.

27. Геннадиев, А.Н. Изучение почвообразования методом хронорядов / А.Н. Геннадиев // Почвоведение.- 1978.- № 12.- С.33-43.

28. Герасимов, И.П. Новая схема общей классификации почв СССР / И.П. Герасимов, A.A. Завалишин, E.H. Иванова // Почвоведение. - 1939. - № 7. - С. 10-43.

29. Герасимов, И.П. Погребенные почвы и их значение / И.П. Герасимов // Мат-лы Всесоюзного совещания по изучению четвертичного периода. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - Т. 1. - С. 224-231.

30. Глазовская, M.А. Погребенные почвы, методы их изучения и их палеогеографическое значение / М.А. Глазовская // Вопросы географии. Сб. статей для XVIII международного географического конгресса. - M.-JL: Изд-во АН СССР, 1956. - С.59-68.

31. Горбунов, Н.И. Высоко дисперсные минералы и методы их изучения / Н.И. Горбунов. -. М.: Издательство Академии наук СССР, 1963. - 303 с.

32. Градусов, Б.П. Закономерности географии и генезиса минералого-кристаллохимической основы почв и процессов ее изменений при почвообразовании / Б.П. Градусов // Почвоведение.- 2005. - № 9. - С. 1138— 1146.

33. Губин, C.B. Диагенез почв зоны сухих степей, погребенных под искусственными насыпями / C.B. Губин // Почвоведение. - 1984. - № 6. - С. 5— 13.

34. Демкин, В.А. Почвы сухих и пустынных степей Восточной Европы в древности и средневековье: автореф. дис. ... д-ра биол. наук / В.А. Демкин // М., 1993.-48 с.

35. Демкин, В.А. Пространственно-временные закономерности развития солонцового процесса в почвах сухих и пустынных степей / В.А. Демкин // Почвоведение. - 1995. - № 5. - С. 533-540.

36. Демкин, В.А. Палеопочвоведение и археология: интеграция в изучении истории природы и общества / В.А. Демкин // Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1997.-213 с.

37. Демкин, В.А. Развитие почв и природной среды Ергенинской возвышенности в эпохи энеолита и бронзы / В.А. Демкин, A.B. Борисов, Т.С. Демкина, М.В. Ельцов, М.А. Борисова, В.М. Клепиков, И.В. Сергацков, А.Н. Дьяченко, Н.И. Шишлина, Е.В. Цуцкин // Могильник Островной: Итоги комплексного исследования памятников археологии Северо-западного Прикаспия. - М; Элиста . - 2002 . - С. 113-114.

38. Демкин, В.А. Палеопочвенные исследования курганов в долине р. Иловля (Приволжская возвышенность) / В.А. Демкин, H.H. Каширская, Т.С.

Демкина, Т.Э. Хомутова, М.В. Ельцов // Почвоведение. - 2008. - № 2. - С. 133-145.

39. Демкин, В.А. Волго-Донские степи в древности и средневековье / В.А. Демкин, A.B. Борисов, Т.С. Демкина, Т.Э. Хомутова, Б.Н. Золотарева, H.H. Каширская, С.Н. Удальцов, М.В. Ельцов. - Пущино, 2010.- 120 с.

40. Демкин, В.А. Палеопочвы и природная среда Южных Ергеней в конце IV—III тыс. до н.э. / В.А. Демкин, Т.С. Демкина, М.А. Борисова, Н.И. Шишлина // Почвоведение. - 2002. - № 6. - С.645-653.

41. Демкин, В.А. Палеопочвы и климат степей Нижнего Поволжья в 1-4 вв. н.э. / В.А. Демкин, Т.С. Демкина, А.О. Алексеев, Т.Э. Хомутова, Б.Н. Золотарева, H.H. Каширская, С.Н. Удальцов, Т.В. Алексеева, A.B. Борисов, Е.В. Демкина, А.Н. Журавлев - Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2009. - 96 е., илл.

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

43. Демкин, В.А. О скорости и направленности почвообразовательного процесса в зоне сухих степей в голоцене / В.А. Демкин, A.B. Лукашов // Почвоведение. - 1987. - № 6. - С. 5-14.

44. Демкина, Т.С. Изменение гумусного состояния почв сухих и пустынных степей за историческое время / Т.С. Демкина, В.А. Демкин // Почвоведение. -1994.-№9.-С. 5-11.

45. Демкина, Т.С. Микробные сообщества палеопочв археологических памятников пустынно-степной зоны / Т.С. Демкина, A.B. Борисов, В.А. Демкин // Почвоведение. - 2000. - № 9. - С. 1117-1126.

46. Демкина, Т.С. Микробиологические исследования палеопочв археологических памятников степной зоны / Т.С. Демкина, Т.Э. Хомутова, H.H. Каширская, И.В. Стретович, В.А. Демкин // Почвоведение. - 2010. - №2. - С.213-220.

47. Дергачева, М.И. Археологическое почвоведение / М.И. Дергачева. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. - 228 с.

48. Дергачева, М.И. Гумусовая память почв / М.И. Дергачева // Память почв: почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. М.: ЛКИ, 2008. - С. 530-560.

49. Димо, H.A. В области полупустыни / H.A. Димо, Б.А. Келлер. - Саратов, 1907.-215 с.

50. Динесман, Л.Г. Голоценовая история биогеоценозов Русской равнины в позднем антропогене / Л.Г. Динесман // История биогеоценозов СССР в голоцене. - М.: Наука, 1976. - С. 122-132.

51. Доскач, А.Г. Природное районирование Прикаспийской полупустыни / А.Г. Доскач - М.: Наука, 1979. - 170 с.

52. Елизарова, Т.Н. Современные и реликтовые свойства почв лесостепных ландшафтов Западной Сибири / Т.Н. Елизарова, Л.Ю. Дитц, А.И. Сысо, Б.А. Смоленцев и др.// Сибирский экологический журнал. - 2005. - № 5. - С. 871— 883.

53. Ельцов, М.В. Палеоэкологические условия в низовьях Иловли (Приволжская возвышенность) в древности и средневековье / М.В. Ельцов,

A.B. Борисов, A.C. Якимов, А.О. Алексеев, Т.С. Дёмкина, В.А. Дёмкин, И.В. Сергацков // Материалы по археологии Волго-Донских степей. - Выпуск 2. -Волгоград, 2004. - С. 60-86.

54. Ельцов, М.В. Эволюция почв сухостепной зоны Приволжской возвышенности за последние 50 веков: автореф. дис. ... канд. биол. наук / М.

B. Ельцов. - М., 2007. - 23 с.

55. Золотарева, Б.Н. Минералогический состав темно-каштановых почв и солонцов Казахского мелкосопочника / Б.Н. Золотарева // Почвоведение. -1969. -№ 5. - С. 81-89.

56. Золотарева, Б.Н. Структурное состояние погребенных и современных почв солонцового комплекса сухостепной зоны Нижнего Поволжья / Б.Н. Золотарева, A.B. Бухонов, В.А. Демкин // Почвоведение. - 2012. - №7. -С.770-780.

57. Зонн, И.С. Республика Калмыкия Хальмг Таигч - европейский регион экологической напряженности / И.С. Зонн // Биота и природная среда Калмыкии. -М., 1995. - С. 6-18.

58. Иванов, Д.Н. Содержание редких щелочных элементов в почвах / Д.Н. Иванов // Почвоведение. - 1954. - № 2. - С. 32-45.

59. Иванов, И.В. Методы изучения эволюции и возраста почв / И. В. Иванов, А. Л. Александровский. - Пущино: ОНТИ НЦБИ РАН, 1984. - 54 с.

60. Иванов, И.В. Эволюция почв степной зоны в голоцене / И.В. Иванов. -М.: Наука, 1992. -144 с.

61. Иванов, И.В. Методы изучения эволюции и возраста почв / И.В. Иванов, A.JI. Александровский // ПРЕПРИНТ // Доклад к всесоюз. Конф. Пущино, 1984. - 54 с.

62. Иванова, E.H. Почвенные комплексы сухих степей и их эволюция / E.H. Иванова, В.М. Фридланд // Вопросы улучшения кормовой базы в степной, полупустынной и пустынной зонах СССР. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1954. -234 с.

63. Иенни, Г. Факторы почвообразования / Г. Иенни // пер. с англ. A.A. Роде, C.B. и И.А. Моро; авт. предислов. В.П. Бушинский. - М. Изд-во иностр. литры, 1948.-345 с.

64. Калинин, П.И. Геохимические характеристики погребенных голоценовых почв степей Приволжской возвышенности / П.И. Калинин, А. О. Алексеев // Вестник ВГУ. Сер. География, геоэкология. - 2008. - №1. - С. 915.

65. Калинин, П.И. Лёссово-почвенные комплексы плейстоцена и палеопочвы голоцена юго-востока Русской равнины / П.И. Калинин. Автореф. дис. ... канд. геол.-мин. н. Воронеж, 2009. - 24 с.

66. Калинин, П.И. Лёссы, Палеопочвы и палеогеография квартера юго-востока Русской равнины / П.И. Калинин, А.О. Алексеев, А.Д. Савко -Воронеж: ВГУ, 2009. - 140 с.

67. Карандеева, M.B. Геоморфология Европейской части СССР / М.В. Карандеева. Изд-во МГУ, 1957. - 314 с.

68. Каргалёв, И.В. Сравнительная характеристика современных и погребенных почв каштановой зоны Ставрополья в голоцене / И.В. Каргалёв // Афтореферат канд. дис. биол. наук. РГБ ОД. Ростов-на-Дону, 2004. - 180 с.

69. Кауричев, И.С. Почвоведение / И.С. Кауричев, И.П. Гречин. - М.: Изд-во «Колос», 1969. - 544 с.

70. Ковда, В.А. Происхождение и режим засоленных почв / В.А. Ковда. -М., Д.: Изд-во АН СССР, 1946-1947. - Т. 1-2,- 573с., 375с.

71. Корнблюм, Э.А. Изменения глинистых минералов при образовании южного и слитого черноземов, лиманной солоди и солонца. (1 терраса р. Западный Маныч) / Э.А. Корнблюм, Т.Г. Дементьева, Н.Г. Зырин, А.Г. Бирина и др. // Почвоведение. - 1972. - № 1. - С. 107-114.

72. Кузнецова, A.M. Морфология карбонатных новообразований в почвах различных типов / A.M. Кузнецова, О.С. Хохлова // Литология и полезные ископаемые. - 2010. - №1. - С. 99-110.

73. Куст, Г.С. Диагностические критерии степени солонцеватости южных черноземов / Г.С. Куст // Почвоведение. - 1985. - № 10. - С. 23-30.

74. Ларионова, A.A. Баланс углерода в естественных и антропогенных экосистемах лесостепи / A.A. Ларионова, Л.Н. Розанова, И.В. Евдокимов, A.M. Ермолаев // Почвоведение. - 2002. - № 2. - С. 177-185.

75. Ларионова, A.A. Идентификация лабильного и устойчивого пулов органического вещества почвы. / A.A. Ларионова, Б.Н. Золотарева, И.В. Евдокимов, Д.В. Сапронов // Биосферные функции почвенного покрова: мат-лы Всеросс. науч. конф., посвященной 40-летнему юбилею Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. - Пущино, 2010. - С. 192-194.

76. Лобова, Е.В. Почвы пустынной зоны СССР / Лобова E.B. - М.: Изд-во АН, 1960. -363 с.

77. Морозова, Т.Д. Исследование гумуса ископаемых почв и их значение для палеогеографии / Т.Д. Морозова, O.A. Чичагова // Почвоведение. - 1968. -№ 6. - С. 34-44.

78. Орлов, Д.С. Инфракрасные спектры почв и почвенных компонентов / Орлов Д.С., Осипова H.H.- М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. -89 с.

79. Плеханова, JT.H. Палеопочвы курганов раннего железного века степного Зауралья / JI.H. Плеханова, В.А. Демкин // Почвоведение. - 2008. - № 1. - С. 5-16.

80. Соколова, Т.А. Глинистые минералы в почвах / Т.А. Соколова, Т.Я. Дронова, И.И. Толпешта // Учебное пособие. - Тула: Гриф и К, 2005. - 336 е., ил.

81. Соколова, Т.А. Глинистые минералы почв как компонент почвенной памяти / Т.А. Соколова, Т.Я. Дронова // Память почв: Почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. - М.: ЛКИ, 2008. - С. 182-204.

82. Татьянченко, Т.В. Минералогический состав разновозрастных палеопочв, его связь с изменением климата на территории юго-востока Русской равнины во второй половине голоцена / Т. В. Татьянченко, Т. В. Алексеева // Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов: мат-лы Всероссийской научной конференции «XIV Докучаевские молодежные чтения». - СПб., 2011. - С. 89-91.

83. Татьянченко, Т.В. Особенности минералогического и химического составов палеопочв курганной группы «Калмыкия» (Ергенинская возвышенность) и их связь с динамикой климата во второй половине голоцена / Т. В. Татьянченко, Т. В. Алексеева // Глины, глинистые минералы и слоистые материалы: мат-лы I Российского рабочего совещания. - Москва, 2011.-С. 127-128.

84. Татьянченко, Т.В. Вещественный состав разновозрастных палеопочв курганной группы «Авилов» как отражение динамики климата на территории

Русской равнины во второй половине голоцена / Т. В. Татьянченко, Т. В. Алексеева // Вестник ВГУ. Сер. Геология. - 2012. - №1. - С. 38-50.

85. Татьянченко, Т.В. «Минералогический и химический составы разновозрастных подкурганных палеопочв Южных Ергеней и их палеоклиматическая интерпретация» / Т. В. Татьянченко, Т. В. Алексеева, П.И. Калинин // Почвоведение. - 2013. - № 4. - С. 379-392.

86. Ташнинова, JI.H. Геокомпонентная парадигма устойчивости природных экосистем Калмыкии / JI.H. Ташнинова // Вестник института. - 2000. - №1. -С. 63-69.

87. Травникова, Л.С. Минералогический состав фракций <1цш некоторых солонцов черноземной и каштановой зон / Л.С. Травникова // Бюл. Почв, инта им. В.В. Докучаева, г 1968. - Вып. 11. - С. 52-60.

88. Травникова, Л.С. Состав и распределение глинистых минералов по фракциям <5 мк почв солонцового комплекса Калмыцкой степи / Л.С. Травникова, H.A. Титова // Почвоведение. - 1978. - № 4. - С. 74—86.

89. Травникова, Л.С. Факторы, регулирующие распределение органического вещества по фракциям < 5 мкм в почвах солонцового комплекса Калмыкии / Л.С. Травникова, H.A. Титова // Почвоведение. - 1978. - № 11. - С. 109-121.

90. Франк-Каменецкий, В.А. Рентгенография основных типов породообразующих минералов (слоистые и каркасные силикаты) / Франк-Каменецкий В.А. - Л.: Недра, 1983. - 359 с.

91. Хитров, Н.Б. Диагностика солонцовых горизонтов / Н.Б. Хитров // Почвоведение. - 1984. - № 3. - С. 31-43.

92. Хитров, Н.Б. Выбор диагностических критериев существования и степени выраженности солонцового процесса в почвах / Н.Б. Хитров // Почвоведение. - 2004. - № 1. - С. 18-31.

93. Хомутова, Т.Э. Динамика микробной биомассы подкурганных палеопочв пустынно-степной зоны в связи с изменчивостью климатических условий / Т.Э. Хомутова, H.H. Каширская, Т.С. Демкина и др. // Экология и

почвы: Лекции и доклады XIII Всерос. школы. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2006. - Т. 5. - С. 271-277.

94. Хохлова, О.С. Пространственная изменчивость свойств современных и погребенных голоценовых темно-каштановых почв Южного Приуралья / О.С. Хохлова, А.А. Хохлов // Почвоведение. - 2002. - № 3. - С. 261-272.

95. Хохлова, О.С. Карбонатное состояние степных почв как индикатор и память их пространственно-временной изменчивости / О.С. Хохлова. -Автореф. дис. докт. геогр. наук. М., 2008. - 48 с.

96. Чижикова, Н.П. Минералогический состав высокодисперсной части черноземов Центральной фации / Н.П. Чижикова // Науч. доклады Высш. школы. Сер. Биологические науки. - 1968. - № 6. - С. 115-119.

97. Чижикова, Н.П. Проявление солонцового процесса в современных и подкурганных почвах и его отражение в минералогической памяти почв / Н.П. Чижикова, И.В. Ковда, А.В. Борисов, Н.И. Шишлина // Почвоведение. -2009. - № 10.- С. 1266-1277.

98. Alekseev А.О., Alekseeva T.V, Kalinin P.I., Tatyanchenko T.V. Holocene climate dynamic and biogeochemistry of palaeosols // Acta Mineralogical-Petrographica. - V. 6. - 2010. - 641 p.

99. Alekseeva Т., Alekseev A., Maher B. A., Demkin V. Late Holocene climate reconstructions for the Russian steppe, based on mineralogical and magnetic properties of buried paleosols // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. - 2007. - V. 249. - P. 103-127.

100. Alekseeva T.V., Alekseev A.O., Demkin V.A., Alekseeva V.A., Sokolowska Z., Hajnos M., and Kalinin P.I.. Physicochemical and Mineralogical Diagnostic Features of Solonetzic Process in Soils of the Lower Volga Region in the Late Holocene. Eurasian Soil Science. - 2010. - Vol. 43. - No. 10. - pp. 1083-1101.

101.Bettina Schilman, Miryam Bar-Matthews, Ahuva Almogi-Labin, Boaz Luz. Global climate instability reflected by Eastern Mediterranean marine records during the late Holocene // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. -2001. -V. 176.-P. 157- 176.

102.Biscaye P.E. Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans // Geological Soc. America Bull. -1965.-V.76.-P. 803-832.

103. Alexander Dumig, Werner Hausler, Markus Steffens, Ingrid Kogel-Knabner. Clay fractions from a soil chronosequence after glacier retreat reveal the initial evolution of organo-mineral associations. Geochimica et Cosmochimica Acta 85. -2012. P. 1-18.

104. Gallet, S., John, B.M., Toril, M. Geochemical characterization of the Luochuan loess-paleosol sequence, China, and paleoclimatic implications. Chemical Geology 133. - 1996. - p. 67-88.

105. Inoue A. Formation of Clay Minerals in Hydrothermal Environments. In: Velde B. (Ed.) Origin and Mineralogy of Clays. Springer - Verlag, Berlin Heidelberg New York. - 1995.- p. 335.

106. Jackson M.L. Clay transformations in soil genesis during the Quartenary. Soil Sei.-v. 99.-№1.- 1965.

107. Katja Emmerich, Felicitas Wolters, Guenter Kahr, Gerhard Lagaly. Clay profiling: the classification of montmorillonites // Clays and Clay Minerals. - 2009. -Vol. 57.-No. l.-P. 104-114.

108. C. Keeler, Eugene F. Kellyb, Gary E. Maciel. Chemical-structural information from solid-state 13C NMR studies of a suite of humic materials from a lower montane forest soil, Colorado, USA. Geoderma 130. - 2006. - P. 124-140.

109. Khomutova, Tatiana E., Tatiana S. Demkina, Alexander V. Borisov, Natalia N. Kashirskaya, Maxim V. Yeltsov, Vitaly A. Demkin. An assessment of changes in properties of steppe kurgan paleosoils in relation to prevailing climates over recent millennia. Quaternary Research 67(3). - 2007. - P. 328-336.

110. Kogel-Knabner, I., Guggenberger, G., Kleber, M., Kandeler, E., Kalbitz, K., Scheu, S., Eusterhues, K. and Leinweber P. Organo-mineral associations in temperate soils: intergrating biology, mineralogy, and organic matter chemistry // J. Plant Nutr. Soil Sei. - 2008. - V. 171. - P. 61-82.

111. Kohut C.K., Warren C.J. Chlorites. In: Dixon J.B., Schulse D.G. (Ed.) Soil Mineralogy with Environmental Application. - Madison, Wisconsin, USA. - 2002. -P. 531-553.

112. Leifeld J., Kogel-Knabner I. Organic carbon and nitrogen in fine soil fractions after treatment with hydrogen peroxide // Soil Biol. & Bioch. - 2001. - V. 33. - P. 2155-2158.

113. Leifeld J., Kogel-Knabner I. Soil organic matter fractions as early indicators for carbon stock changes under different land-use? // Geoderma. - 2005. - V. 124. -P. 143-155.

114. Luetzow M.V., Kogel-Knabner I., Ekschmitt K., Flessa H., Guggenberger G., Matzner E. and Marshner B. SOM fractionation methods: Relevance to functional pools and to stabilization mechanisms // Soil Biol. & Bioch. - 2007. - V. 39. - P. 2183-2207.

115.Maher B. A., Alekseev A., Alekseeva T. Climate dependence of soil magnetism across the Russian steppe: significance for use of soil magnetism as a palaeoclimatic proxy // Quaternary Science Reviews. - 2002. - V. 21. - P. 15711576.

116.Maher B. A., Alekseev A., Alekseeva T. Magnetic mineralogy of soils across the Russian steppe: climatic dependence of pedogenic magnetite formation // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. - 2003. - V. 201. - P. 321341.

117. Meunier A. Hydrothermal Alteration by Veins. In: Velde B. (Ed.) Origin and Mineralogy of Clays. Springer - Verlag, Berlin Heidelberg New York. - 1995. - P. 247-268.

118. Nesbitt H. W., Young G. M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. - 1982. - V. 299. - P. 1523-1534.

119. Retallack G.J. Soils of the Past: an Introduction to Paleopedology. Oxford: Blackwell. -2001. -600 p.

120.Retallack G.J. Soils and Global Change in the Carbon Cycle over Geological Time // Treatise on Geochemistry. - 2003. - P. 581-605.

121.Salminen R., Batista M.J., Bidovec M., Demetriades A. et al. Geochemical Atlas of Europe. P. 1. - 2005. - 525 p.

122. Stevens, P.R., Walker, T.W. The chronosequence concept and soil formation. Quart. Rev. Biol. 45. - 1970. - P. 333- 350.

123. Tatyanchenko T.V. Clay mineralogy, geochemistry, and organic matter of Late Holocene buried soils as paleoclimate proxies / Т. V. Tatyanchenko., Т. V. Alekseeva, P. I. Kalinin // Euroclay 2011: мат-лы международной Европейской конференции. - Анталия, Турция, 2011. - С. 266.

124. Thorez J. Practical identification of clay minerals (a handbook for teachers and students in clay mineralogy). - Belgium: Institute of Mineralogy. - 1976.

125.Vreeken, W.J. Principal kinds of chronosequences and their significance in soil history. J. Soil Sci. 26. - 1975. P. 378- 394.

Описание почв курганных групп Приложение А.

Курганная группа «Калмыкия» Разрез Д-529, 5100±50 л.н., светло-каштановая солонцеватая солончаковатая почва

Верхние 30-40 см курганной насыпи переработаны процессом почвообразования. Этот слой дифференцирован на горизонты Акург. (мощность 7-10 см, светло-серый легкий суглинок с плитчатой структурой) и Вкург. (мощность около 30 см, бурый средний суглинок, структура призматическая с признаками солонцеватости, трещиноватый, плотный). Ниже залегает смесь древнего карбонатного горизонта ВСса и почвообразующей породы, которая сменяется равномерно перемешанным материалом гумусового слоя палеопочвы. Нижняя часть насыпи четко отделяется от древней поверхности и характеризуется бескарбонатностью, практически отсутствием легкорастворимых солей (ЛРС) и гипса. Стратиграфические и химические особенности материала насыпи и ее большая мощность обеспечили хорошую консервацию погребенной почвы и свели к минимуму диагенетические изменения ее свойств. Палеопочва диагностируется как светло-каштановая солонцеватая солончаковатая. Она характеризуется следующим строением профиля:

гор. А1 0-10 см: мощность колеблется в пределах 9-12 см, цвет белесый, структура плитчато-порошистая, легкий суглинок, свежий, уплотнен, тонкопористый, нижняя граница ровная, переход резкий по структуре и цвету;

гор. В1 10-34 см: коричнево-бурый с красноватым оттенком средний суглинок, структура мелкопризматическая, признаки солонцеватости выражены хорошо, по граням структурных отдельностей в большом количестве присутствуют марганцевые примазки, уплотнен, свежий, нижняя граница ровная, переход заметный по цвету и количеству карбонатов;

гор. В2са 34-52 см: белесовато-бурый средний суглинок, структура ореховато-мелкопризматическая, свежий, плотный, присутствуют примазки марганца, новообразования карбонатов в виде пропитки, нижняя граница волнистая, переход заметный по формам новообразований карбонатов;

гор. ВСса 52-82 см: зона аккумуляции карбонатов с новообразованиями в виде белоглазки, желто-бурый средний суглинок, структура ореховатая, свежий, плотный, встречаются прожилки легкорастворимых солей, грани структурных отдельностей отмыты встречаются марганцевые примазки, нижняя граница ровная, переход заметный по количеству карбонатов;

гор. С 82-180 см: однородный желто-бурый легкий суглинок, структура глыбистая, свежий, плотный, встречаются редкие прожилки легкорастворимых солей и гипса.

Для профиля палеопочвы характерна текстурная дифференциация. Отношение содержания илистых и глинистых частиц в гор. В1/ гор. А1 2,18 и 1,43 соответственно. Верхняя метровая толща преимущественно средне-суглинистая, нижняя легкосуглинистая. Мощность гумусового горизонта А1 + В1 в среднем 36 см. Фиксируемое содержание гумуса в гор. А1 0,52 %, с учетом диагенеза исходно оно составляло около 2% [Демкин, 1997]. Сумма обменных катионов в гумусовом слое 16-20 мг-экв/100 г, величина рН 7,47,6. Глубже 30 см щелочность возрастает (рН 8,1-8,5). Вскипание отмечается с 30 см, морфологические выделения карбонатов появляются с 35 см. Средняя мощность карбонатного горизонта составляет 50 см. В его верхней части преобладает пропитка, в нижней - редкая белоглазка (3 штуки/дм ) со средним размером 5,0 мм. Содержание СаСОз в зоне аккумуляции 13-14 %, среднепрофильное - 8,6 %. Количество легкорастворимых солей и гипса невысокое (не более 0,6 %), по профилю они распределены равномерно без выраженной аккумуляции. Гипс представлен прожилочными новообразованиями, которые встречаются с 80 см. Прожилки легкорастворимых солей отмечаются с 60 см. Средневзвешенное содержание

солей в слое 0-180 см 0,38 %, гипса - 0,48 %. Засоление палеопочвы хлоридно-натриевое. Весь профиль сравнительно сухой [Демкин В.А., Борисов A.B., 2002].

Разрез Б-1, 4410 ± 100 л.н., светло-каштановая слабосолонцеватая глубокозасоленная почва

Высота курганной насыпи достигает 2 м. Погребенная почва идентифицируется как светло-каштановая солонцеватая глубокозасоленная. Ее поверхность четко отделяется от материала курганной насыпи. Дифференциация профиля на генетические горизонты имеет следующий вид: AI (0-9 см), В1 (9-25 см), В2 са (25-46 см), ВС са (46-88 см), С (88-152 см), Cs,r (152-200 см). Для данной палеопочвы характерны слабо выраженные признаки солонцового процесса. Содержание гумуса в гор AI составляет 0.44%, в гор. В1 - 0.60%. Изменение содержания гумуса с глубиной происходит постепенно. Характерной особенностью почв данного времени является значительное количество железисто-марганцевых новообразований в гор. AI, Bl, В2 и ВС. Вскипание почвы с 28 см. Мощность карбонатного горизонта составляет 63 см. Новообразования карбонатов представлены как пропиточными формами в верхней части горизонта, так и белоглазкой - в нижней части. Средневзвешенное содержание СаСОз в слое 0-50 см - 5.8%, в слое 0-200 см - 9.3%. Верхняя граница зоны аккумуляции легкорастворимых солей (содержание>1%) совпадает с границей залегания гипса (-150 см). Среднепрофильное содержание солей невелико - 0.6%. Тип засоления почвенной толщи хлоридно-натриевый, в гор. Cs, г изменяется на сульфатно-натриевый. Характерно уменьшение содержания хлорид-иона с глубиной: в верхнем полуметровом слое этот показатель составляет 8.1-8.5 мг-экв/100 г, а в почвообразующей породе - 5.1 мг-экв/100 г. Незначительные количества сульфат-иона в верхней части профиля могут быть вызваны проникновением диагенетических солей из насыпи в первые годы существования кургана [Борисов A.B. и др., 2005].

Разрез Б-17у 4260 ± 120 л.н., светло-каштановая слабосолонцеватая солончаковатая почва

Высота курганной насыпи около 100 см. Погребенная почва - светло-каштановая солонцеватая солончаковатая. Профиль почвы имеет следующий набор генетических горизонтов: А1 (0-10 см), В1 (10-31 см), В2Са (31-46 см), ВССа (46-80 см), Cs (80-124 см), Cs, г (124-200 см). Содержание гумуса в погребенной почве 0,44% в гор. А1. В гор. В1 - 0,86%. Гранулометрический состав иллювиальной части почвенного профиля среднесуглинистый, гор. А1 и почвообразующей породы - легкосуглинистый. Данную почву отличает некоторая активизация солонцового процесса, проявляющееся в большей текстурной дифференциации верхней части профиля (отношение содержания ила в гор. В1/А1 - 1.81) и появлении красноватых оттенков в гор. В1. Глубина вскипания 23 см. Мощность карбонатного горизонта 51 см. В гор. Bl, В2 и верхней части гор. ВС карбонатные новообразования представлены пятнами и пропиткой, в нижней части гор. ВСса - мелкой обильной белоглазкой. Средневзвешенное содержание СаСОэ в слое 0-50 см - 6.5%, в слое 0-200 см -9.1%. Верхняя граница солевой и гипсовой аккумуляции (содержание >1%) располагалась на глубине -120 см. Тип засоления хлоридно-сульфатно-натриевый. Характерно увеличение содержания S04 в нижней части верхнего метра почвенно-грунтовой толщи. Средневзвешенное содержание солей в профиле составляет 0.8%. Гипс в виде мелких конкреций встречается с глубины 124 см, в этом слое его содержание достигает 1.4% при среднепрофильном содержании 0.86%.

Разрез Б-3, 4120 ±70 л.н., светло-каштановая слабосолонцеватая солончаковая почва

Высота курганной насыпи около 1 м. Погребенная почва светло-каштановая солонцеватая солончаковатая. Ее профиль дифференцирован на горизонты: А1 (0-8 см), В1 (8-23 см), В2 са (23-39 см), ВС са (39-54 см), Cs (54-72 см), Cs,r (148-276 см). Весь профиль почвы, за исключением гор. А1, среднесуглинистый. Фиксируемое в настоящий момент содержание гумуса в

гор. А1 составляет 0.29%, вниз по профилю этот показатель изменяется незначительно. Признаки солонцеватости выражены слабо, текстурная дифференциация невелика. Характерно отсутствие железисто-марганцевых новообразований. Величина рН на уровне 8.2-8.3. Вскипание с 20 см бурное. Мощность карбонатного гор. В2са + ВСса небольшая. Карбонаты представлены пропиточными формами, белоглазки не обнаружено. Средневзвешенное содержание карбонатов в слое 0-50 см довольно велико -8.4%, в слое 0-200 см - 8.8%. Легкорастворимые соли распределены в верхней части профиля равномерно, их содержание не превышает 1% до глубины 72 см. В гор. Сб, г содержание легкорастворимых солей составляет 1.54%, среднее по профилю -1.26%. Тип засоления хлоридно-натриевый, в гор. Сб, г - хлоридно-сульфатно-кальциевый. Гипсовая аккумуляция совпадает с зоной солевой аккумуляции. Гипс встречается в виде мелких прожилок и конкреций, средневзвешенное содержание в слое 0-200 см -1.66%, в гор. Сб, г -2.41%.

Разрез Д-530, 3960±40 л.н., каштановидная карбонатная несолонцеватая солончаковая почва

Высота курганной насыпи в месте заложения разреза около 60 см. Погребенная почва, ввиду отсутствия аналогов в современном почвенном покрове региона, определена нами как каштановидная карбонатная несолонцеватая солончаковая. Для профиля данной почвы характерно отсутствие признаков солонцеватости и текстурной дифференциации, монотонная окраска почвенно-грунтовой толщи, постепенные переходы между горизонтами. Профиль почвы стратифицирован на горизонты: А1 (0-7 см), В (7-22 см), В са,з,г (22-37 см), ВС са (37-70 см), Сб, г (70-220 см). Гумусовый горизонт маломощный (А1 + В = 22 см), содержание гумуса 0.30.6%. Сумма обменных катионов в гор. А1 составляет 22 мг-экв/100 г. Весь профиль отличается повышенной щелочностью, величина рН преимущественно 8.5-8.9. Палеопочва характеризуется поверхностной карбонатностью, содержание СаСОэ в гор. А1 превышает 5%. Карбонатный

горизонт оформлен слабо, мощность горизонтов Вса,з,г + ВСса = = 48 см. Среди новообразований доминирует пропитка, белоглазки нет. Максимальное количество углекислого кальция приходится на гор. ВСса (более 16 %), его среднепрофильное содержание составляет 9.6%. Палеопочва сильно засолена, тип засоления хлоридно-сульфатно-натриевый. Прожилки легкорастворимых солей встречаются уже с глубины 25 см. Отмечаются две зоны их аккумуляции, приуроченные к гор. Вса, б, г и верхней половине гор. Сб,г, где величина плотного остатка водной вытяжки достигает 1.5-1.7 % (средневзвешенное значение в слое 0-180 см 1.19%). Профильное распределение гипса аналогично солевому. Его содержание в аккумулятивных горизонтах превышает 3%, среднее в толще 0-180 см - 2.1%. Новообразования представлены прожилками, пятнами, налетом и морфологически обнаруживаются с 25 см. Такого рода свойства позволяют предположить, что данные почвы являются результатом интенсивной ветровой эрозии водораздельных пространств. Выделяемый гор. А1, скорее всего, является верхним слоем иллювиального горизонта, преобразованного почвообразованием после выхода на дневную поверхность. Авторы предполагают, что растительный покров в такой ситуации был крайне изрежен, либо отсутствовал вовсе, что приводило к глубокому прогреву почвы и активизировало восходящую миграции солей, в том числе карбонатов кальция, которые, возможно, способствовали рассолонцеванию почвы и деградации призматической структуры.

Разрез Б-210, современная светло-каштановая глубокосолончаковатая почва

А1 (0-20 см) светло-серый легкий суглинок комковато-порошистой структуры. Свежий, уплотнен. Обильно встречаются корни, с поверхности задернован, на поверхности почвы ветошь. Нижняя граница ровная. Переход постепенный по цвету, структуре и гранулометрическому составу. В1 (20-40 см) серо-бурый с красноватым оттенком средний суглинок. Структура комковатая, комковато-призматическая. Обильно встречаются

корни, норы землероев. Грани структурных отдельностей не отмыты, органо-глинистые кутаны и железисто-марганцевые новообразования не отмечены. Нижняя граница ровная, переход постепенный по цвету и структуре. В2 (40-53 см) бурый средний суглинок ореховато-призматической структуры. Плотный, увлажнен. Сложение и структура в отдельных местах соответствует солонцовому горизонту. При подсыхании заметна слабая карбонатная пропитка. В верхней части горизонта есть участки с хорошо заметными органоминеральными пленками и кутанами. Нижняя граница ровная, переход заметный по цвету и структуре.

ВС са (52-105 см) - желто-бурый средний суглинок глыбисто-ореховатой структуры. Свежий, плотный. Заметно разделяется на 2 подгоризонта по формам новообразований карбонатов. В верхней части грани структурных отдельностей хорошо отмыты, без кутан. Карбонаты до глубины 60 см представлены повсеместной пропиткой и пятнами, хорошо заметными при подсыхании. С глубины 60 см и ниже карбонаты обособляются от почвенной массы и формируют обильную крупную белоглазку с четким гранями. Нижняя граница ровная, переход заметный по сокращению встречаемости карбонатных новообразований.

С (105-200 см) буровато-желтый, однородный средний суглинок глыбистой структуры, плотный, свежий. Гипсовые новообразования и прожилки легкорастворимых солей визуально не прослеживаются, [описание современной почвы предоставлено Борисовым A.B.]