Ершова Е.Г.   Бакуменко В.О.  

Почвенные пыльцевые индикаторы различных типов природопользования

Докладчик: Ершова Е.Г.

Проект РФФИ 19-04-01246а

Спорово-пыльцевой анализ широко используется в исследованиях истории хозяйственной деятельности древних людей благодаря методу индикаторов - таксонов, связанных антропогенным изменениями растительности. Это культурные растения, пашенные сорняки, рудеральные растения, виды, характерных для выпаса, пирогенные виды и т.д. Со времен пионерных работ K.Behre [Behre, 1981] проведено большое количество исследований по выявлению пыльцевых и непыльцевых антропогенных индикаторов в различных регионах мира [Brune, 2011; Носова и др., 2014; Рябогина, Иванов, 2017 и др.]. Имеется целый ряд экспериментальных работ, использующих статистический анализ поверхностных пыльцевых спектров современных угодий с целью выявления индикаторных групп таксонов [Wei et al., 2018 и др.]. С такой же целью возможно изучение пыльцевых спектров почв, прошедших в прошлом через различные документированные типы хозяйственного использования. Так, изучение лесных почв в Национальном парке Карула (Эстония) выявило целый комплекс почвенных индикаторов подсечного земледелия [Ponomarenko et al., 2019]. Настоящая работа продолжает начатый цикл работ и представляет собой экспериментальное исследование современных лесных почв на территории Звенигородской Биостанция МГУ им М.В. Ломоносова, (Московская обл., Россия).

В настоящее время территория Биостанции (ЗБС) является природным заказником. Ее растительность представлена, в основном, типичными для Подмосковья лесами - хвойно-широколиственными, еловыми, сосновыми и березовыми. Заповедный режим, возможность проведения многолетних наблюдений усилиями студентов и сотрудников МГУ, хорошая археологическая изученность и наличие детальных исторических документов делают эту территорию идеальной для эколого-исторических исследований.

Объекты и методы. Выбор участков для отбора проб был основан на изучении современных и исторических карт - Плана Генерального Межевания Московской губернии (Звенигородский лист 2-2) и карты Шуберта Московской губернии, 1852 (листы 3 и 7). Мы локализовали на современной карте границы полей 19 и 18 веков и выбрали 25 участков внутри этих границ, а также 11 участков за их пределами, на территориях, обозначенных на исторических картах как леса. Все выбранные нами участки расположены в пределах водораздельной части территории заказника, в современных лесных массивах, не подвергавшихся рубке в течение, как минимум, последних 70 лет. На каждом участке делали почвенную прикопку на глубину 50 см, отбирали образец из верхнего 1 см лесной подстилки и с глубины 25-30 см (низ предполагаемого остаточно-пахотного горизонта). Почвенные образцы обрабатывали по стандартной методике с применением тяжелой жидкости, подсчет вели до 300 пыльцевых зерен (без учета споровых).

При планировании исследования мы основывались на следующей гипотезе. Поверхностные спектры должны отражать современную заповедную лесную растительность, в них должны отсутствовать индикаторы хозяйственного использования. Образцы из остаточно-пахотных горизонтов должны содержать индикаторы распашки и начальных стадий восстановительных сукцессий. Почвы, не прошедшие через распашку, таких индикаторов содержать не должны.

Результаты. Всего было проанализировано 72 образца, результаты представлены на диаграмме (рис. 1). Современные поверхностные спектры, как и предполагалось, отражают современную локальную лесную растительность. Пыльца деревьев составляют 90-99%, доминируют в разных сочетаниях Pinus, Picea и Betula, основные современные лесообразующие породы на ЗБС. Пыльца трав единична (1-8%), таксоны немногочисленны, это лесные травы (Campanula, Carex, Liliaceae), из антропогеных индикаторов присутствуют только ветроопыляемые (Artemisia, Chenopodiaceae, Rumex, Poaceae). Из споровых представлены только папоротники из сем. Polypodiaceae, Lycopodium annotinum отмечен единично в двух точках, где он присутствует в составе современной растительности. Lycopodium clavatum не отмечен ни в одной из точек. 

Все образцы из остаточно-пахотных горизонтов документированных полей 19 и 18 веков имели характерные особенности спорово-пыльцевых спектров: очень низкое участие ели (менее 10%), доминирование березы (30-60%), заметное участие недревесных таксонов (5-15%), присутствие пыльцы культурных растений (Cerealia, Fagopyrum), типичных пашенных сорняков (Centaurea cyanus, Polygonum aviculare, Brassicaceae) и других антропогенных индикаторов (Plantago, Caryophyllaceae, Fabaceae, Asteraceae, Malvaceae, Cichorium и др.). Однако самое яркое отличие пахотных спектров – большое количество споровых (до 80% от суммы пыльцы и спор). Среди них печеночные и антоцеровые мхи Riccia glauca и Anthoceros sp., характерные для заброшенных пашен [Porley, 2001; Потёмкин, Cофронова, 2009] и в настоящее время отсутствующие на территории Биостанции. Кроме того, во всех образцах из остаточно-пахотных горизонтов в изобилии присутствовали споры плауна булавовидного Lycopodium clavatum, обычного лесного вида, массовое разрастание которого наблюдается на осветленных участках с нарушенными песчаными почвами, в том числе на зарастающих полях в лесной зоне [Singleton et al., 2001]. Спектры остаточно-пахотных горизонтов 18 в., к середине 19 в. уже заросших лесом, также содержали все перечисленные таксоны-индикаторы. Исключение составили 4 образца из поля 18 в. в верховьях Вальцевского оврага, где распашка привела к интенсивной почвенной эрозии, в результате которой пахотный горизонт был полностью смыт. 

Участки, которые на картах 19 и 18 веков обозначены как лесные, по пыльцевым спектрам разделились на две группы. В части точек почвенные образцы с глубины 25-30 см содержали типичные лесные спектры с доминированием ели, сосны и, в одном случае, липы. Пыльца антропогенных индикаторов отсутствовала или была встречена единично. Индикаторы пашни (Cerealia, Centaurea cyanus, Fagopyrum, Riccia, Anthoceros) отсутствовали. Во второй группе участков почвенные спектры с глубины 25-30 см оказались похожи по составу пыльцы и спор на остаточно-пахотные. Мы предполагаем, что это следы более ранних полей, уже заросших к 18 веку. Есть документальные свидетельства, что максимум сведения леса под распашку относится к 15-16 векам. Так, по подсчетам, основанным на данных писцовых и межевых книг Звенигородского уезда, более 70 % территории, принадлежавшей окрестным селам в 16 в., занимали поселения и агроландшафты (пашни, сенокосы, выпасы, «кустари») [Воронецкий, Склеймина, 2011].

Выводы. Проведенный нами анализ показал, что лесные почвы, 200-300 лет назад прошедшие через распашку, сохраняют на глубине 20-25 см пыльцу и споры растений, характерных для бывших полей. Такими индикаторами являются: пыльца культурных злаков, василька синего, гречихи и других культурных и рудеральных таксонов. Однако наиболее надежными индикаторами являются споры печеночных и антоцеровых мхов Riccia glauca и Anthoceros sp., а а также плауна булавовидого, в изобилии встречающихся в остаточно-пахотных горизонтах, но отсутствующих в современной лесной растительности и поверхностных спектрах. 

Проведенные исследования показали также, что в большая часть лесов территории Звенигородской биостанции сформировалась на бывших полях. При этом многие участки, обозначенные на картах 19 в. как лесные, представляют собой заросшие поля 18-го и более ранних веков. Из 37 изученных участков только на 5 не были найдены признаки бывшей распашки.

Выявленные в результате настоящего исследования пыльцевые индикаторы пахотных горизонтов могут быть использованы для определения границ древних полей под современными лесами. Они также могут быть использованы для интерпретации данных спорово-пыльцевого анализа овражно-балочных отложений, в которых накапливается смытый с полей почвенный материал. Это особенно важно для реконструкции истории землепользования лесных и лесостепных регионов, проходивших через многократные циклы сельскохозяйственного использования.

 


К списку докладов