ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КУЛЬТУРНЫХ СЛОЕВ И АНТРОПОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ НА ПРИМЕРЕ ПОСЕЛЕНИЯ ИШКИНИНСКОЕ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF CULTURAL LAYERS AND LANDSCAPES ANTHROPOGENIC TRANSFORMATION ON EXAMPLE ARCHAEOLOGICAL SITE ISHKININSKOE OF ORENBURG REGION
Л.Н.Плеханова1, В.В.Ткачев2
L.N.Plekhanova1, V.V.Tkachev2
1Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
(142290, г.Пущино Московской обл., ул.Институтская, 2; e-mail: trinia3@gmail.com)
1Institute of physicochemical and biological problems in soil science of the RAS
(142290, Pushchino Moscow Region, Institutskaya str., 2, trinia3@gmail.com)
2Орский гуманитарно-технологический институт, филиал ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»
(г. Орск Оренбургской обл., пр. Мира, д. 15а)
2Orsky Humanitarian and Technological Institute of Orenburg State University
(Orsk, Orenburg region., Mira, 15a)
Проведенные почвенно-археологические исследования погребальных и поселенческих памятников древней истории в долинах рек степного Зауралья позволили впервые установить, что наиболее сильное воздействие на палеоландшафты региона оказало общество эпохи поздней бронзы (II тыс. до н.э.). Получены физико-химические характеристики почв поселения Ишкининское Оренбургской области. Почвы памятника представлены палеоурбаноземами, сформировавшимися в результате древнего антропогенного воздействия на естественные палеопочвы.
Soil-archaeological investigations of ancient burial sites and settlements in river valleys of the steppe zone in the southeasten Ural region proved that the local paleolandscape were strongly affected by humans in the second millennium BC, during the Late Bronze epoch. Physicochemical properties of cultural layers archaeological site ishkininskoe of orenburg region are characterized. The paleourbanozems formed under human impacts on natural paleosols in the areas of ancient settlements.
В степной зоне доля почв, преобразованных человеком с древности, в речных долинах составляет около 1% [6]. Вместе с тем, деградация современных пастбищ в местах наличия палеоурбаноземов идет быстрее в 3-6 раз [4], что заставляет обратить особое внимание на состав и свойства палеоурбаноземов, а также на их интеграцию в современный ландшафт в разных природных зонах.
Основные задачи почвенно-археологических исследований заключаются в познании закономерностей эволюции почв различных биогеографических областей юга России, в установлении направленности и скорости изменчивости почвенных свойств и процессов в связи с вековой динамикой климата в голоцене на основе исследований разновозрастных погребенных палеопочв грунтовых памятников древней и средневековой истории общества (курганы, поселения, оборонительные валы) с III тыс. до н.э. до XVIII в. н.э., в оценке степени влияния человека на почвенный покров и ландшафты в различные исторические эпохи
К настоящему времени накоплен опыт исследований антропогенно-преобразованных почв-палеоурбаноземов Зауралья с различной степенью трансформации, где особый интерес вызывает горизонт «культурный слой» различной мощности, являющийся новым горизонтом, встроенным в систему горизонтов естественных почв [5, 8]. Исследования многослойных разновозрастных археологических памятников имеют как широкую географию, так и различные методические подходы [1, 2, 3, 7].
Археологический памятник поселение Ишкининское расположено в Гайском районе Оренбургской области, вблизи ущелья Аул-Ган, пос. Ишкиновка на расстоянии 650 м, азимут 270. Координаты поселения: север 51?27?42? восток 58?17?03,6?. Площадка поселения ровная, с небольшим уклоном. Площадь проективного покрытия растительности составляет 70%, высота 20 см, ассоциации полынно-типчаковые. В нижней части площадки заросли конопли.
Вся площадь поселения интенсивно использовалась. Культурный слой сплошной, многогоризонтный, с общей мощностью около 1 метра до 1,5 м, золистый, легкосуглинистый, распашке не подвергался. Разрезы с 1 по 11 характеризуют антропогенно-преобразованные почвы, включающие в себя горизонт «культурный слой» (далее - КС) различной мощности. На раскопе расчищено два колодца, два очага и развалы двух конструкций с большим содержанием органических включений. Кроме обычных для подобных поселений золистого, углистого и прокаленного КС, отметим сохранность многослойности культурных слоев, в особенности, наличие и сохранность органического КС. Морфологическая характеристика наиболее многослойного участка поселения представлена в табл. 1. Также отметим наличие на поселении плотного светло-серого КС.
Таблица 1
Морфологическая характеристика Разреза Ишкинино-1 (квадрат Д2 раскопа, западная стенка восточной экспозиции).
|
Горизонт, глубина, см |
Морфологическое описание |
|
А1 0-5 (10) |
Сухой, светло-серый, легкосуглининстый, тонкопластинчатый с горизонтальной ориентацией; пылит. Конями пронизан сильно. Переход в нижележащий горизонт ясный, граница слабоволнистая. |
|
КС 8 ОРГ 5(10)-18(22) |
Сухой, светло-коричневый с буроватостью, горизонтально-слоистый, легкосуглинистый, с белесыми горизонтальными высветленными прослоями, которые чередуются с чуть более коричневыми тонкими прослоями шириной до 0,3-0,5 см. Порами пронизан сильно, размеры пор средние, горизонт легкий. Включения – камни 1*1,5 см. Представляет собой горизонт развала жилищных конструкций или перекрытий, предположительной саманных. Горизонт вскипает от 10% HCL, вскипание слабое, с одним слоем пузырьков. Переход в нижележащий горизонт заметный по исчезновению коричневого оттенка, обусловленного исчезновением органических включений, граница перехода слабоволнистая. |
|
КС 7 18(22)-30(32), с костью |
Сухой, светло-серый, легкосуглинистый, мелкокомковатый, корнями пронизан сильно. Поры тонкие, обильны. Вскипание от 10% HCL бурное многослойное. Встречаются карбонатные кутаны по корневым ходам, размерами до 1 мм, обилие 1 балл. Имеются включения кости разных размеров, в том числе крупных (ребра), обилие 3-4 балла. Переход ясный по изменению цвета и наличию органики в нижележащем горизонте. Граница перехода слабоволнистая. |
|
КС 6 ОРГ-ЯРК 30(32)-35(40) |
Сухой, коричнево-бурый, в профиле является наиболее ярким. Фактически представляет собой прослой хорошо сохраненной древесины, являясь остатком перекрытия деревянной конструкции; ширина варьирует от 7 до 15 см, имеются норы. В зоне древесной коры, лежащей горизонтально отмечены два сильнокарбонатных прослоя, представляющие собой идентичный гор. ВС материал, карбонатно-пропиточный, вскипающий бурно, имеющий белесовато-светло-зеленый оттенок. Вероятно является промазкой в жилищной конструкции, в любом случае является деталью конструкции. Вероятно, расплылся, попав между слоями древесной коры, которая и сейчас является уплотненным барьером. Переход в нижележащий горизонт ясный, граница сильноволнистая. |
|
КС 5 35(40)-50, вариаб.
|
Сухой, светло-серый, легкосуглинистый, упрессован в тонкие «кирпичики» размерами 0,5*0,2 см, в профиле резко выделяется своеобразной «пестротой», напоминающей картинку пегматита. Тонкое сложение обусловлено неравномерной слоистой высадкой карботанов кальция 0,3*0,2 см. От вышележащего отделяется некоторой светло-серой прослойкой этого же материала, но не столь яркого пестрого сложения. Вскипание бурное. Имеются норы. Переход в нижележащий ясный, граница сильноволнистая, местами образует языки. |
|
КС 4 50-60 |
Сухой, светло-серый, легкосуглинистый, комковатый – впервые в профиле структурный – легко давится рукой, обильно тонкопористый. Содержит тонкие хаотичные прослои древесной органики. Вскипание от 10% HCL нормальное, имеются новообразования СаСО3 в виде точек, а также высадки по очень тонким корневым ходам. Мощность слоя варьирует от 30-50 см в левой части бровки (глубина 40-60(70) см), до 10 см в правой (глубина 50-60 см). Переход в нижележащий горизонт в данном квадрате является ясным, поскольку ниже находится развал очага; граница перехода волнистая. |
|
КС 3 60-67 |
Сухой, темно-серый с древесными углями |
|
КС 2 60-65 прокал |
Сухой, белесовато-светло-ржавый, легкосуглинистый непрочно-комковатый, пылит; лежит локально. Вскипание от 10% HCL бурное, не исключена вторичная внутрипочвенная высадка карбонатов. |
|
КС 1 65(70)-75 |
Сухой, светло-серый (серовато-коричневатый), легкосуглинистый, остаточно-зернисто-комковатый с нечеткими мягкими гранями, легко давится рукой. Поры средние, редко встречаются крупные. Вскипание от 10% HCL нормальное, переход заметный, местами до ясного. |
|
ВС 70(75)-80? |
Сухой, белесоватый со слабым желтовато-зеленоватым оттенком, тяжелосуглинистый, остаточно-зернистый с четкими гранями. Вскипание от 10% HCL очень бурное. Ограничен глубиной раскопа. |
Верхние 70 см разреза представляют собой природно-антропогенный нанос, включающий среднесуглинистый гумусированный культурный слой с остатками органический древесных конструкций и включениями кости. Особенностью разреза является выделение большого числа подгоризонтов культурного слоя, в том числе «пегматитового» зольника, возможно являющегося примером чистого зольника, и ярких органических прослоев хорошей сохранности. Сформировался палеоурбанозем с встроенными в систему естественных горизонтов горизонтами искусственного происхождения. На 6 образцах произведен споро-пыльцевой анализ, результаты которого будут представлены в докладе.
После того, как население эпохи бронзы оставило поселение, территория неоднократно использовалась людьми. Непосредственно культурный слой, представленный преимущественно легкосуглинистым зольником (с переходами к супеси, либо к среднему суглинку) в пределах поселения выходит на современную поверхность почвы, где подвергся неоднократным циклам залосоления-осолодения.
Природно-антропогенный нанос охватывает верхние 30-45 см профиля. Особенностью разреза 4 (квадрат Б2, восточная стенка западной экспозиции) является двукратное формирование солонцового горизонта в в толще современного горизонта КС(АВSL) орг. (5-45 см). Отметим неоднородное растрескивание стенки при подсыхании, толщу возможно подразделить на три подгоризонта, по степени выраженности остаточно-солонцовых столбчатых отдельностей. На глубине 10-15 см расположение трещин через 5 см, второй тип растрескивания на глубине 30-40 см, с шириной отдельностей 7-9 см. Вскипание горизонта от 10% HCL местами, в целом среднее-нормальное; внутри отдельностей при разломах выражается слабее, чем в иных точках горизонта, как и на гранях отдельностей. Граница горизонта является линией сплошного вскипания (выше линии вскипание участками). Сформировался палеоурбанозем остаточно-солоцеватый с двумя циклами засоления-рассоления в профиле. Вероятно данный КС отражает этапы почвообразования на заброшенном поселении.
В разрезе 5 мы встречаем сформированные по культурному слою осолоделый и солонцовый горизонты. Солонец тонкостолбчатый с отдельностями шириной 3-5-7 см, длиной до 10-12 см, верх окатан, имеет горизонтальную непрочно-призматическую делимость. Отдельности непрочные, при легком надавливании рукой разрушаются. Корнями пронизан сильно. Вероятно, солонцовый процесс имел место в некотором прошлом.
Внутрипочвенные застойные водные явления отмечены в квадратах Б-В-2, где на поверхности фиксируется микропонижение. Поверхностным горизонтом становится А1А2 – яркий, белесый, пылящий с тонкой пластинчатостью, ниже лежит АВSL слабо уплотненный, вероятно на начальном этапе осолонцевания, либо на конечном рассолонцевания. В правом углу квадрата В2, где разрез Ишк-02 светло-серый горизонт прошел над очагом – над внутрипочвенным водоупором, сам горизонт в своей современной морфологии является частично следствием внутрипочвенных застойных явлений. Гранулометрический состав представим в докладе, химические свойства и состав водной вытяжки представлены в табл. 2-3.
Таблица 2
Химический состав почв поселения Ишкинино.
|
Горизонт, глубина отбора, см |
рН водн |
Гумус |
СаCO3 |
СаSO4 |
P2O5 По Мачигину |
Обменные катионы |
ЕКО
|
||||||
|
Ca++ |
Mg++ |
Na+ |
К+ |
||||||||||
|
% |
Мг/100 г. почвы |
% от ЕКО |
мг-экв/100 г |
||||||||||
|
Разрез ИШК-01 |
|||||||||||||
|
A1A2 0-5 |
7,3 |
14,913 |
4,385 |
0,050 |
21,6 |
67,9 |
18,4 |
0,6 |
13,0 |
45,06 |
|||
|
КС /8 5/10-20 |
7,24 |
21,085 |
4,635 |
0,374 |
14,4 |
77,3 |
18,4 |
0,6 |
3,6 |
70,51 |
|||
|
КС /7 18/22-30 |
7,58 |
9,999 |
6,952 |
0,419 |
36,0 |
73,4 |
21,0 |
0,7 |
4,9 |
57,60 |
|||
|
КС /6 орг30-30 |
5,82 |
35,894 |
6,952 |
0,580 |
20,0 |
62,0 |
32,5 |
0,7 |
4,8 |
109,84 |
|||
|
КС /5 зол 40-50 |
6,46 |
7,344 |
6,702 |
1,249 |
16,8 |
61,4 |
28,8 |
1,3 |
8,5 |
99,02 |
|||
|
КС /4 50-60 |
6,90 |
7,775 |
6,952 |
0,419 |
26,4 |
56,5 |
30,2 |
1,4 |
11,9 |
71,74 |
|||
|
КС /3 угл 60-70 |
6,89 |
15,016 |
2,636 |
0,566 |
22,4 |
52,4 |
33,1 |
1,9 |
12,6 |
83,98 |
|||
|
КС /2 прк 60-65 |
7,07 |
1,810 |
10,179 |
0,720 |
15,2 |
57,5 |
24,7 |
1,7 |
16,1 |
73,20 |
|||
|
КС /1 65/70-75 |
6,97 |
5,844 |
8,793 |
0,499 |
22,4 |
55,3 |
28,2 |
1,8 |
14,8 |
67,49 |
|||
|
ВС 70/75-80? |
7,14 |
1,483 |
12,496 |
0,448 |
16,0 |
62,6 |
22,2 |
1,6 |
13,7 |
46,83 |
|||
|
Разрез Ишк-05 |
|||||||||||||
|
А1А2 0-7 |
7,80 |
13,516 |
9,724 |
0,029 |
27,2 |
75,4 |
10,6 |
0,6 |
13,5 |
49,23 |
|||
|
АВsl 10-15 |
7,37 |
23,429 |
0,454 |
0,124 |
56,0 |
81,0 |
14,2 |
0,8 |
3,9 |
68,24 |
|||
|
КС орг 20-30 |
5,70 |
21,309 |
4,158 |
1,214 |
45,6 |
73,9 |
22,9 |
0,4 |
2,8 |
72,55 |
|||
|
КС кмк 40-50 |
7,10 |
17,257 |
7,180 |
0,669 |
58,4 |
73,3 |
21,0 |
0,4 |
5,3 |
72,44 |
|||
|
КС сер пл 45-60 |
7,04 |
5,637 |
9,724 |
0,816 |
28,0 |
67,7 |
22,2 |
0,7 |
9,5 |
67,25 |
|||
|
Разрез Ишк-12, фон |
|||||||||||||
|
КС 0-7 |
7,35 |
11,896 |
3,476 |
0,021 |
24,8 |
57,0 |
30,4 |
0,5 |
12,2 |
45,12 |
|||
|
КС 15-20 |
7,45 |
8,948 |
4,158 |
0,029 |
28,0 |
46,0 |
37,8 |
0,5 |
15,7 |
45,48 |
|||
|
КС 30-35 |
7,56 |
9,051 |
3,476 |
0,029 |
20,8 |
40,8 |
40,0 |
0,6 |
18,6 |
46,78 |
|||
|
КС 45-55 |
7,27 |
7,775 |
3,226 |
0,036 |
16,8 |
39,2 |
35,8 |
0,4 |
24,7 |
46,69 |
|||
|
АВ 65-75 |
7,53 |
4,155 |
2,772 |
0,043 |
9,8 |
40,3 |
31,2 |
0,3 |
28,2 |
41,70 |
|||
|
ВС 85-90 |
7,86 |
0,948 |
2,317 |
0,029 |
5,0 |
53,3 |
22,8 |
0,3 |
23,7 |
39,98 |
|||
Таблица 3
Состав водной вытяжки почв поселения Ишкинино
|
Горизонт, образец, см |
НСО3 - |
CL- |
SO4-- |
Ca++ |
Mg++ |
K+ |
Na+ |
? кат |
? ан |
? солей |
Сухой остаток |
|
|
мг-экв/100г. почвы |
% |
|||||||||||
|
Разрез ИШК-01 |
||||||||||||
|
A1A2 0-5 |
0,600 |
0,175 |
0,289 |
0,425 |
0,300 |
0,730 |
0,130 |
1,585 |
1,064 |
0,1002 |
0,1850 |
|
|
КС /8 5/10-20 |
0,625 |
0,625 |
3,106 |
5,150 |
2,300 |
0,461 |
0,304 |
8,215 |
4,356 |
0,3646 |
0,9775 |
|
|
КС /7 18/22-30 |
1,100 |
0,525 |
2,900 |
3,675 |
1,950 |
0,346 |
0,239 |
6,210 |
4,525 |
0,4406 |
0,6675 |
|
|
КС /5 зол 40-50 |
0,825 |
10,800 |
10,981 |
25,600 |
23,100 |
4,038 |
1,260 |
53,998 |
22,606 |
1,9294 |
4,9650 |
|
|
КС /4 50-60 |
0,400 |
3,850 |
3,808 |
9,650 |
10,000 |
3,077 |
0,891 |
23,618 |
8,058 |
0,7954 |
2,3300 |
|
|
КС /3 угл 60-70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КС /2 прк 60-65 |
0,400 |
3,400 |
5,399 |
14,500 |
13,800 |
3,525 |
1,347 |
33,172 |
9,199 |
1,0268 |
3,2075 |
|
|
КС /1 65/70-75 |
0,325 |
2,950 |
4,201 |
7,700 |
9,275 |
4,294 |
1,413 |
22,682 |
7,476 |
0,7900 |
2,1525 |
|
|
ВС 70/75-80? |
0,250 |
1,300 |
2,250 |
3,650 |
4,025 |
3,077 |
0,826 |
11,578 |
3,800 |
0,4290 |
1,1175 |
|
|
Разрез Ишк-05 |
||||||||||||
|
А1А2 0-7 |
0,750 |
0,125 |
0,119 |
0,450 |
0,425 |
0,564 |
0,217 |
1,656 |
0,994 |
0,0968 |
0,1575 |
|
|
АВsl 10-15 |
1,000 |
0,125 |
1,660 |
3,900 |
0,550 |
0,538 |
0,456 |
5,444 |
2,785 |
0,2575 |
0,6275 |
|
|
КС кмк 40-50 |
0,950 |
0,375 |
5,527 |
10,125 |
4,275 |
0,948 |
0,195 |
15,543 |
6,852 |
0,6318 |
1,5550 |
|
|
КС сер пл 45-60 |
0,375 |
0,875 |
5,065 |
12,200 |
5,825 |
1,884 |
0,326 |
20,235 |
6,315 |
0,4483 |
2,0200 |
|
|
Разрез Ишк-12, фон |
||||||||||||
|
КС 0-7 |
0,450 |
0,100 |
0,154 |
0,325 |
0,750 |
0,410 |
0,028 |
1,513 |
0,704 |
0,0703 |
0,1575 |
|
|
КС 15-20 |
0,425 |
0,100 |
0,222 |
0,575 |
0,650 |
0,538 |
0,069 |
1,832 |
0,747 |
0,0819 |
0,1825 |
|
|
КС 30-35 |
0,525 |
0,100 |
0,128 |
0,375 |
0,525 |
0,512 |
0,104 |
1,516 |
0,753 |
0,0778 |
0,1975 |
|
|
КС 45-55 |
0,500 |
0,125 |
0,547 |
0,200 |
0,375 |
0,435 |
0,084 |
1,094 |
1,172 |
0,0885 |
0,1425 |
|
|
АВ 65-75 |
0,725 |
0,175 |
0,179 |
0,125 |
0,400 |
0,512 |
0,071 |
1,108 |
1,079 |
0,0878 |
0,1400 |
|
|
ВС 85-90 |
1,025 |
0,175 |
0,179 |
0,175 |
0,200 |
0,718 |
0,117 |
1,210 |
1,379 |
0,1138 |
0,1275 |
|
На глубине 40-65 см в разрезе 4 (квадрат Б2, западная стенка) сохранилась нижняя часть погребенной почвы мощностью около 20 см, представленная горизонтом [А/В], языки-трещины которого являются реликтом эпохи с резко континентальным климатом, имевшей место до строительства поселения, т.е. более 3500 лет назад.
Разрез 12 находится в 30 м от поселения и является нестрогой фоновой почвой для поселения, поскольку почва здесь также испытывала антропогенное воздействие , и шло формирование природно-антропогенного наноса, содержащего слабее выраженный, и более плотный, чем на поселении, культурный слой мощностью до 40 см. Глубже лежит среднесуглининстый горизонт[А/В], представляющий собой остаток погребенной почвы, включенный в процессы почвообразования. С 80 см лежит переходный к почвообразующей породе тяжелосуглинистый горизонт ВСFE, MN , имеющий карбонатные новообразования в виде конкреций до 1 см диаметром, карбонатные корки по граням отдельностей, а также железо-марганцевые новообразования в виде точек, либо пропиток и корочек по граням отдельностей. Дернина не обособлена ни на самом поселении, ни в фоновом разрезе, вся площадка использовалась в различные периоды.
Во всех случаях в пределах поселения сформировались антропогенно-преобразованные почвы представленные палеоурбаноземами с различной степенью трансформации, с новыми горизонтами, встроенными в систему горизонтов естественных почв. При накоплении данных о физико-химических свойствах культурных слоев, возможно описать разнообразие природно-антропогенных отложений, в настоящее время классифицируемых как КС.
Исследования проводились при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: