Влияние состава и свойств хвалынских отложений на эволюцию почв Волго-Уральского междуречья (по результатам минералогических и микроморфологических исследований)

В северо-западной части Прикаспийской равнины для двух разных типов почв, подстилаемых слоистыми отложениями, проведено сравнение макро-, микроморфологических, гранулометрических, физико-химических показателей и минералогического кварц-полевошпатового коэффициента криогенной контрастности (ККК). Значения ККК для подстилающих почвы отложений ≥1 свидетельствуют о криогенных преобразованиях осадка. Скачкообразное распределение коэффициента ККК в зависимости от текстурного класса слоев (ККК <1 для суглинистых, ККК ≥1 для глинистых) слоистых шоколадных глин у оз. Эльтон в обнажении Лисья балка (+12 м над у. м.) указывает на сезонный привнос и отложение материала верхней части нижнехвалынских морских отложений в водоемы со слабой проточностью на границе голоцен-плейстоцена. Для территории с высотой +26 м над у. м. (Джаныбекский стационар) тоже выявлены лессовидные слои с ККК ≥1, в которых отмечены включения фрагментов шоколадных глин, похожих на глины у озера Эльтон. Это свидетельство того, что отложения слоистых шоколадных глин близ оз. Эльтон являются одним из источников нижних лессовидных слоев отложений на территории Джаныбекского стационара. В сравниваемых почвах на одной и той же глубине (около 100 см) отмечены признаки синлитогенного криоаридного педогенеза: гранулярная структура и гипсовые аккумуляции с признаками растворения и перекристаллизации. В поверхностных “теплых” слоях отложений сформированы разные типы почв, что связано с разными факторами почвообразования в современных и палеоклиматических условиях голоцена. Предполагаем, что после этапа повышенного атмосферного увлажнения в хроноинтервале 3500–3000 л. н. развитие поверхностных почв происходило по-разному. На недренированной территории стационара при неглубоком залегании грунтовых соленых вод сформировался характерный трехчленный солонцовый комплекс с микрорельефом, включающий изученный разрез солонца на микроповышении. На дренированной плоской поверхности у оз. Эльтон промытость почвы от легкорастворимых солей до глубины 70 см маркирует этап повышенного атмосферного увлажнения. Карбонатность лессовидных “теплых” отложений, низкий уровень грунтовых вод и современный аридный педогенез не позволили на этой территории проявиться солонцовому процессу. В результате на этой поверхности сформирована бурая аридная гипсоносная почва. С 2000-х гг. на Джаныбекской равнине происходит увеличение аридности климата, сопровождающееся небольшим увеличением количества осадков зимнего периода, что вызывает более глубокое весеннее промачивание почвы. В результате в верхних 50 (70) см изученных почв отмечены повышенная биогенная активность и усиление гумусонакопления, вынос легкорастворимых солей и перераспределение карбоната кальция. Микрорельеф обусловливает относительную выраженность этих процессов. 

1. Arkhipov S.A. On the lithological and facies characteristics of Khvalynian chocolate clays and the conditions of their formation. Byulleten’ komissii po izucheniyu chet vertichnogo perioda. Vol. 22. Moscow: USSR Academy of Sciences (Publ.), 1958. P. 19–25. (in Russ.)

2. Borisov A.V., Demkin V.A., and Demkina T.S. Paleopochvy i klimat Ergenei v epokhu bronzy, IV–II tysyacheletie do n. e. (Paleosoils and climate of Ergeni in the Bronze Age, IV–II millennium BC). Moscow: Nauka (Publ.), 2006. 210 p. (in Russ.)

3. Britsyna M.P. Distribution of Khvalynian Chocolate clays and some issues of paleogeography of the Northern Caspian. Trudy Instituta geografii AN SSSR. 1954. Vol. 62. P. 5–27. (in Russ.)

4. Bujanovskij M.S., Doskach A.G., and Fridland V.M. Priroda i sel’skoe khozyaistvo Volgo-Ural’skogo mezhdurech’ya (Nature and agriculture of the Volga-Ural interfluve). Moscow: USSR Academy of Sciences (Publ.), 1956. 231 p. (in Russ.)

5. Demkin V.A. and Ivanov I.V. The age of the microrelief and the complexity of the soil cover in the conditions of the semi-desert of the Northern Caspian. Struktura pochvennogo pokrova i ispol’zovanie pochvennykh resursov. Moscow: Nauka (Publ.), 1978. P. 171–178. (in Russ.)

6. Gorbunov N.I. Vysokodispersnye mineraly i metody ih izucheniya (Highly dispersed minerals and methods of their study). Moscow: USSR Academy of Sciences (Publ.), 1963. 302 p.

7. GOST 26213-91 Soils. Methods of determination of organic matter. Moscow: Publishing House of standards, 1992. 8 p. (in Russ.)

8. Guidelines for Soil Description (4th ed). Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome (Publ.), 2006. IUSS Working Group WRB 2015 World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports. 2015. Vol. 106.

9. Kachinskiy N.A. Fizika pochv (Soil Physics). Moscow: Vysshaya shkola (Publ.), 1965. 320 p. (in Russ.)

10. Konyushkova M.V. and Abaturov B.D. The specificities and properties of soils of solonetzic complex on the latest stages of development in the area of Caspian sea region. Dokuchaev Soil Bulletin. 2016. Vol. 83. P. 53–76. (in Russ.)

11. Kovda V.A. Pochvy Prikaspiiskoi nizmennosti (severo-zapadnoi chasti) (Soils of the Caspian lowland (north-western part)). Moscow: USSR Academy of Sciences (Publ.), 1950. 256 p. (in Russ.)

12. Kurbanov R., Murray A., Thompson W., Svistunov M., Taratunina N., and Yanina T. First reliable chronology for the early Khvalynian Caspian Sea transgression in the Lower Volga River valley. Boreas. 2021. Vol. 50. No. 1. P. 134–146. https://doi.org/10.1111/bor.12478

13. Lebedeva M., Makeev A., Rusakov A., Romanis T., Yanina T., Kurbanov R., Kust P., and Varlamov E. Landscape dynamics in the Caspian Lowlands since the last deglaciation reconstructed from the pedosedimentary sequence of Srednaya Akhtuba, Southern Russia. Geosciences. 2018. Vol. 8 (12). No. 492. P. 1–21. https://doi.org/10.3390/geosciences8120492

14. Lebedeva M.P. and Konyushkova M.V. Solonetzic soilscapes in the northern Caspian Lowland: local and spatial heterogeneity of pedofeatures and their changes in time. Dokuchaev Soil Bulletin. 2016. Vol. 86. P. 77–95. (in Russ.)

15. Makshaev R.R. and Svitoch A.A. Сhocolate clays of the Northern Caspian Sea Region: Distribution, structure, and origin. Quaternary International. 2016. Vol. 409. P. 44–49. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2015.07.018

16. Moskvitin A.I. Pleistocene of the Lower Volga region. Trudy geologicheskogo instituta AN SSSR. 1962. Vol. 64. 264 p. (in Russ.)

17. Novikova N.М., Volkova N.А., and Khitrov N.B. Vegetation of the solonetz complexes within rezerved steppe patch at North Pricaspyi. Arid ecosystems. 2004. Vol. 10. No. 22–23. P. 9–18. (in Russ.)

18. Pankova E.I., Vorobyova L.A., Gadzhiyev I.M., Gorokhova I.N., Elizarova T.N., Korolyuk T.V., Lopatovskaya O.G., Novikova A.F., Reshetov G.G., Skripnikova M.I., Slavnyi Yu.A., Chernousenko G.I., and Yamnova I.A. Zasolennye pochvy Rossii (Salt-Affected Soils of Russia). Moscow: Akademkniga (Publ.), 2006. 854 p. (in Russ.)

19. Plotnikova O., Lebedeva M., Varlamov E.B., Nukhimovskaya Yu.D., and Shuyskaya E.V. Micromorphological features of soils of semidesertic solonetzic complexes under different herbaceous communities with the participation of fodder plant Kochia prostrata (Caspian lowland). Dokuchaev Soil Bulletin. 2019. Vol. 100. P. 83–116. (in Russ.)

20. Rode A.A. and Polsky M.N. Soils of the Janybek station, their morphological structure, mechanical and chemical composition and physical properties. Trudy pochvennogo instituta imeni V.V. Dokuchaeva AN SSSR. 1961. Vol. 56. P. 3–214. (in Russ.)

21. Rogov V.V. Osnovy kriogeneza (Fundamentals of cryogenesis). Novosibirsk: Academic publishing house “GEO” (Publ.), 2009. 203 p. (in Russ.)

22. Romanis T., Lebedeva M., Kolesnikov A., Sapanov M., and Sizemskaya M. A dataset of soil microstructure features and the weather conditions affecting them from 2005 to 2021 in the Caspian Depression. Data in Brief. 2022. Vol. 41. https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.107957

23. Shein E.V. Kurs fiziki pochv (Course of soil physics). Moscow: MSU Publishing House (Publ.), 2005. 432 p. (in Russ.)

24. Sizemskaya M.L. and Sapanov M.K. The modern condition of ecosystems and strategy of adaptive nature management in Northern Pricaspian semi-desert. Arid ecosystems. 2010. Vol. 16. No. 5 (45). P. 15–24. (in Russ.)

25. Stoops G. Guidelines for analysis and description of soil and regolith thin sections. John Wiley & Sons (Publ.), 2021. 240 p.

26. Svitoch A.A., Makshaev R.R., Rostovtseva Yu.V., Klyuvitkina T.S., Berezner O.S., Tregub T.F., and Khomchenko D.S. Shokoladnye gliny Severnogo Prikaspiya (Chocolate clays of the Northern Caspian). Krasnogorsk: Geographical Faculty of Moscow State University Krasnogorsk Printing House (Publ.), 2017. 140 p. (in Russ.)

27. Yakubov T.F. Sands of the Naryn semi-desert of the Lower Volga region. Works of the sector of sands and deserts. Trudy pochvennogo instituta imeni V.V. Dokuchaeva AN SSSR. 1938. Vol. 17. P. 7–118. (in Russ.)

28. Yanina T.A., Svitoch A.A., Kurbanov R.N., Murray A.S., Tkach N.T., and Sychev N.V. Opyt datirovaniya pleistotsenovykh otlozhenii nizhnego Povolzh’ya metodom opticheski stimulirovannoi lyuminestsentsii (Paleogeographic analysis of the results of optically stimulated luminescence dating of pleistocene deposits of the lower Volga area). Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5. Geografiya. 2017. Vol. 1. P. 20–28. (in Russ.)