Информация о почвенных процессах записывается в их минералогическом составе, физико-химических и морфологических свойствах. Исследуя погребённые почвы и их твердофазные составляющие, можно оценивать условия формирования этих почв и дополнять палеогеографические реконструкции информацией о почвенной обстановке прошлых эпох. Изучены фоновые почвы пахотных типичных чернозёмов и палеопочвы курганной группы 1 у с. Нечаевка (Новоусманский р-н, Воронежская обл.). Территория расположена на водораздельном пространстве рек Воронеж и Усманка с абсолютной высотой 133 м, юго-запад Окско-Донской равнины. Глубина залегания грунтовых вод превышает 8-10 м. Выкопали разрезы для изучения трёх фоновых почв глубиной до 200 см и двух погребённых почв под насыпью кургана 1, основное погребение датировано среднедонской катакомбной культурой бронзового века (XXII-XXV вв. до н.э.). Провели полевое описание. Выполнили определение гранулометрического состава, содержания карбонатов, подвижного фосфора, обменного натрия, содержания органического углерода (TOC) и магнитной восприимчивости почв (частоты 500 и 4000 Hz). На основе выявления кольцевого ровика по морфологическим признакам (резкое понижение глубины вскипания, большая мощность гумусового горизонта) установили его исходный радиус ~9 м, высота кургана могла достигать 2-2.4 м, что демонстрирует значительную степень его современной распаханности. Можно предположить хорошую сохранность погребённой почвы в длительное время до начала распашки. Сравнительный анализ погребённых и фоновых почв показал достоверные различия между их физико-химическими свойствами. Палеопочвы характеризуются меньшей мощностью гумусоаккумулятивной части профиля (A+AB) и более высоким залеганием карбонатного горизонта (на 30 см выше максимума содержания СО₂ карбонатов), что говорит о том, что в почвах записан аридный этап. Также заметно, что содержание органического углерода в погребённых почвах меньше, чем в фоновых, что может быть связано не столько с изменением климатической обстановки, сколько с диагенезом после возведения кургана. Однако, магнитная восприимчивость также представлена пониженными значениями для палеопочв. Оба признака могут косвенно свидетельствовать о большем увлажнении в настоящее время, чем в период погребения. На основании измерения магнитной восприимчивости фоновых и погребённых почв рассчитаны климатические индексы [1]. Индекс влажности и индекс Де Мартона выше в фоновых почвах, чем в погребённых. Потенциальная и актуальная эвапотранспирация (мм/год) показывают большие значения в палеопочве, как и дефицит влаги. Среднегодовые осадки на 200 мм выше для фоновых почв, среднегодовые температуры на 2°C выше в погребённой почве. Данные свидетельствуют, что формирование палеочернозема происходило в условиях, сменявшихся от более засушливых к более влажным. Комплексное почвенно-археологическое исследование позволяет реконструировать первоначальный облик археологического памятника и детализировать палеогеографические условия эпохи бронзы. Результаты согласуются с данными для территории России на юге Восточно-Европейской равнины [1], Приазовья [2] и Центрально-Чернозёмной зоны [3].

1. Alekseev, Andrey & Shary, Peter & Malyshev, Vladislav. Magnetic susceptibility of soils as an ambiguous climate proxy for paleoclimate reconstructions. Quaternary International. (2023).
2. Velichko A.A. et al. To the assessment of the aridization trend of the south of Russia: according to the results of studies of the Semibalka-1, Priazovye section. Modern problems of arid and semiarid ecosystems in the south of Russia. (2006).
3. Александровский, А.Л., Александровская Е.И. Эволюция почв и географическая среда. (2005).

Исследование выполнено за счет гранта РНФ № 24-77-10054, https://rscf.ru/project/24-77-10054/

Значимость проекта ФАО по разработке глобальной карты секвестрации почвенного углерода GSOCseq, заключается в устранении дефицита данных о потенциале секвестрации почвенного органического углерода (ПОУ) для обоснования климатической и аграрной политики. Для расчетов была использована модель RothC, предназначенная для моделирования динамики ПОУ в незаболоченных почвах лесных и травянистых экосистем умеренного пояса. Чистая первичная продукция (Net Primary Production, NPP) является фундаментальным показателем биологической продуктивности экосистем и определяет количество энергии, доступной для консументов в трофических цепях, значим для функционирования биогеохимических циклов. В рамках проекта GSOCseq (ФАО ООН) прогноз динамики ПОУ в пахотном слое (0-30 см) основывается на оценке NPP, получаемой с помощью модели MIAMI. Однако данный подход не учитывает региональные особенности землепользования, что ограничивает его точность на локальном уровне. Повышения точности можно достичь путем использования данных об урожайности и посевных площадях из официальной статистики (БД ПМО Росстата). Объектом исследования стали пахотные почвы муниципалитетов России, расположенных на территории распространения оподзоленных, выщелоченных, типичных, обыкновенных и южных чернозёмов. Всего в составе группы исследований проведены расчеты чистой первичной продукции и секвестрации суммарно для 30-ти муниципальных образований Центрального, Южного, Приволжского, Северо-Кавказского и Крымского федеральных округов, охватывающих чернозёмную зону европейской территории России. Расчеты чистой первичной продукции (NPP) и создание карт оценки потенциала секвестрации органического углерода пахотными почвами в слое 0-30 см проводилась на основе данных Росстата с использованием программных сред POWER QUERY, Excel, QGIS и R, с учётом урожайности посевных основных культур и их посевных площадей. Полученные значения затем сравнивались с картами NPP и секвестрации углерода по четырём сценариям, созданными на основе NPP по климатическим данным модели MIAMI. Согласно полученным результатам по климатической модели MIAMI среднее значение NPP составляет 4.27 тC/га/год. Распределение ассиметрично в сторону больших значений, только 10% значений превышает значение 4,90 тC/га/год. Эти значения расположены в зоне обыкновенных и южных черноземов, в Предкавказской провинции, в Нижнекубанском и Майкопском округах. Согласно данным Росстата среднее NPP меньше, чем можно было ожидать по климатическим данным – 3.5 тC/га/год. Только в шести округах из 31 значения NPP Росстат превысили значения NPP по модели MIAMI. Во всех остальных – эти значения меньше. Эта тенденция связана с фациальностью: чем дальше на восток, тем снижение значений Росстата больше. Распределение NPP является симметричным, близким к нормальному. NPP колеблется в широком диапазоне от 1.18 тC/га/год до 7.5 тC/га/год, что свидетельствует: на такой большой площади, которую мы рассматриваем, влияет большое число факторов на NPP, в том числе экономических и административных. Таким образом, при использовании новых данных секвестрация в среднем для чернозёмной зоны составляет 0,13 тC/га/год, что показывает незначительную секвестрацию.

Исследование выполнено в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Разработка системы наземного и дистанционного мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов на территории Российской Федерации, обеспечение создания системы учета данных о потоках климатически активных веществ и бюджете углерода в лесах и других наземных экологических системах» (рег. № 123030300031-6).