CC BY
76
Хе-Кюн Чжун, М.И. Дергачева
СОСТАВ ГУМУСА И СВОЙСТВА СОВРЕМЕННЫХ ГОРНЫХ ПОЧВ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ПОЛУОСТРОВА КОРЕЯ
Изучены состав гумуса и основные свойства почв, сформированных на разных абсолютных высотах в горных районах Южной Кореи. Показано, что в целом почвы характеризуются кислой реакцией среды, низкой емкостью катионного обмена (ЕКО), преобладанием в почвенном поглощающем комплексе (ППК) кальция, фульватным или гуматно-фульватным типом гумуса, высокой долей бурых гуминовых кислот, сопряженным изменением Собщ и Сгк:Сфк в пределах каждой из гор.
Гумус играет существенную роль не только в обеспечении плодородия почв, но выполняет функцию памяти почв и экосистем, поскольку является компонентом сенсорным и рефлекторным по отношению к природной среде [1, 2]. В связи с этим характеристики гумуса стали широко использоваться при реконструкции природной среды прошлого с целью определения ретроспективного хода ее эволюции и обоснования прогнозных оценок поведения почв при смене природных условий в будущем. Имеется еще один аспект, при котором существует необходимость в реконструкции природной среды - это познание условий обитания древнего человека. Знание взаимосвязи природной среды и человека в разные отрезки палеогеографической истории необходимы для понимания и воссоздания путей становления человеческого общества и решения широкого круга других проблем археологии [1, 3]. Однако для реконструкции палеоприродной среды на основе гумуса почв (под которым в настоящей статье понимается совокупность продуктов органоминеральных взаимодействий, характеризующаяся содержанием, сочетанием и соотношением гумусовых веществ), т.е. педогумусовым методом [1], требуются количественные характеристики современной природной обстановки и состава гумуса современных почв, которые выступают в качестве рецентной основы при интерпретации результатов исследований. Южная Корея относится к одному из регионов мира, где состав гумуса как совокупность продуктов органоминеральных взаимодействий, зависящих от биоклиматических условий формирования, изучен недостаточно.
Опубликованные работы, в которых есть сведения о составе гумуса Южной Кореи, не учитывают условия формирования последнего и генетические различия почв. В них приводятся среднестатистические величины характеристик гумуса в целом по региону или отдельным его районам [4-5]. В то же время территория Южной Кореи насыщена археологическими памятниками, которые активно разрабатываются, что требует более детальных исследований состава гумуса и свойств современных почв, а также установления ре-центных эколого-гумусовых связей для почв разных условий формирования.
Настоящая статья является частью комплексных исследований археологических памятников Южной Ко-
реи. Задача, решаемая данным исследованием, предполагает выявление особенностей состава и свойств гумуса современных почв с целью формирования банка данных по эколого-гумусовым связям, на основе которых будет разработана рецентная основа для проведения палеореконструкций педогумусовым методом. Поскольку около 80% полуострова занимают холмистые и горные территории с высотами вершин от 300 до немногим более чем 1000 м над ур. м., основное внимание уделялось горным почвам. Почвы равнинных территорий, рассматриваемых в настоящей работе, приурочены к подножьям горных склонов, а также представлены красноземами окрестностей археологического памятника Дангга.
Объекты исследования. Изучался состав гумуса и некоторые свойства горных почв, расположенных в южной части полуострова от 36° с. ш. и ниже на разных высотных отметках гор Мудун, Сонун, Пальгон, Чжоге, Вольчуль, Бекун и Кумжун. Почвенные образцы отбирались из гумусового горизонта почв от подножья к вершине с шагом 50-100 м. Самая высокая отметка распространения изученных почв отмечена на горе Мудун (1 057 м над ур. м.), самая низкая - у подножья горы Чжоге (50 м над ур. м.). Первые четыре горы расположены в пределах зоны умеренного климата, последние три - в зоне субтропического климата. Однако, как отмечается в литературе, субтропические почвы распространены только на острове Чеджу, на остальной территории, входящей по климатическим особенностям в зону субтропиков, из-за влияния гор почвенный покров содержит большие площади почв, характерных для умеренной зоны. Красноземы и красно-желтые почвы, большинство из которых распахано, занимают меньшие площади. Для исследования также отбирались образцы почв отдельных точек гор Дурюн (крайний юго-запад полуострова) и Герён (расположенной почти в центре территории Южной Кореи). Всего было отобрано 64 образца почв, сформированных в разных экологических условиях горных и равнинных территорий.
По климатическим показателям метеостанций [6], расположенных на территории изученных гор или в непосредственной близости от них, среднегодовые температуры колеблются в пределах 11,3-14,0°С (табл. 1).
Т а б л и ц а 1
Среднегодовые температуры и среднее количество осадков за год в разных частях полуострова Корея
Показатель климата Горы
Мудун Сонун Вольчуль Чжоге Палькон Кумжун Бекун Дурюн Керён
Среднегодовая температура, С° 13,0 12,8 13,8 11,7 12,0 14,0 12,4 13,3 12,7
Среднегодовое количество осадков, мм 1356 1150 1089 1190 1300 1466 1490 1306 1286
Наиболее теплым климатом отличается гора Кум-жун, расположенная на юго-востоке полуострова, наиболее прохладным - Чжоге, расположенная севернее всех остальных объектов на острове Анмион около западного побережья полуострова. Различие в количестве осадков между наибольшими и наименьшими значениями составляет около 400 мм.
Почвообразующими породами служат элювиоделю-вий гранитов (горы Сонун, Вольчуль, Дурюн, Герён), гранитогнейсов (Пальгон, Бекун), аспидных сланцев (Чжоге) и андезитов (Мудун). В основе горы Кунжун лежит мелкозернистая магматическая порода аплит.
До 500-800 м на территории южной части Корейского полуострова развиты кислые буроземы, сформированные под широколиственными лесами из дуба, клена, сосны, тиса, каштана, бамбука. Выше 900 м развиты кедрово-широколиственные и хвойные леса, под покровом которых распространены также бурые лесные почвы. На юге преобладают вечнозеленые широколиственные леса, среди которых особенно много дубов и камелий. Под ними развиты оподзоленные желтоземы и красноземы. Выше появляются смешанные листопадные леса с подлеском из бамбуков и азалий.
Изученные почвы характеризуются кислой реакцией среды, однако бурые лесные почвы имеют более низкие величины рН, лежащие в пределах 3,5-4,5, лишь в отдельных случаях выходящие за эти пределы, тогда как красноземы характеризуются величинами рН, превышающими 5,4 (табл. 2). Емкость катионного обмена (ЕКО) изменяется в больших пределах, то составляя менее 10 мг-экв на 100 г почвы (в основном на нижних высотных отметках), то достигая 25-35 мг-экв на 100 г почвы. Изученные красноземы характеризуются сравнительно невысокой ЕКО, которая не превышает 15,0 мг-экв/100 г почвы (табл. 2). В почвенном поглощающем комплексе (ППК) во всех случаях кальций преобладает над магнием, однако содержание этих катионов в сумме в большинстве случаев не превышает 5,0 мг-экв/100 г почвы, достигая в отдельных случаях 10-13 мг-экв. Магнитная восприимчивость (МВ) почвенной массы, которая определена для того, чтобы показать различие почвообразующего материала, колеблется в больших пределах: от величин менее 1,0 до 10-13х 10-6 СГСЕ на 1 г (табл. 2). Наиболее высокой МВ отличаются почвы, распространенные на горах Кумжун и Чжоге, а также на высотных отметках более 350 м горы Медун.
Т а б л и ц а 2
Некоторые характеристики современных горных почв южной части Корейского полуострова
Высота над ур. м., м С общ, % рНВодн ЕКО Ca+2+Mg+2 Са+2 Mg+2 Xх 10 6 СГСЕ/г 1С„ Сгк фр.1 ЕСФк С '“'гумина •& О ‘к Сг
мг-экв 100 г почвы % К Собщ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Гора Мудун
119 2,28 4,58 11,17 4,84 3,24 1,60 1,17 27,7 21,5 31,0 41,3 0,89
180 1,63 6,12 13,23 9,54 7,26 2,28 2,93 37,4 9,8 33,2 29,4 1,13
233 5,56 4,47 17,94 5,81 4,74 1,07 2,22 35,4 12,2 23,7 40,9 1,49
301 2,94 4,32 14,30 2,23 1,41 0,82 0,76 36,4 20,3 37,5 26,1 0,97
388 4,50 5,24 19,30 11,39 8,72 2,67 8,36 42,8 9,0 23,3 33,9 1,84
489 4,25 4,25 18,96 3,80 3,02 0,78 9,24 27,6 15,0 29,0 43,4 0,95
598 1,14 5,94 9,55 7,07 5,70 1,37 Не опр. 24,0 7,6 33,7 42,3 0,71
693 3,23 4,98 16,14 6,67 4,47 2,20 9,78 26,0 4,2 36,4 37,6 0,71
789 1,48 6,43 11,69 7,91 7,33 0,58 6,62 30,9 6,8 42,3 26,8 0,73
897 3,04 4,50 16,74 4,21 3,38 0,83 13,70 26,9 12,2 36,2 36,9 0,74
992 0,82 4,85 8,82 3,90 2,63 1,27 Не опр. 15,0 11,6 40,4 44,6 0,37
1 057 4,96 4,40 21,45 4,93 4,07 0,86 Не опр. 25,0 17,1 38,7 36,3 0,65
Гора Сонун
70 3,12 5,21 23,63 13,34 9,73 3,61 2,75 37,3 20,4 26,1 36,6 1,43
120 4,35 4,92 17,85 10,13 6,88 3,25 3,31 24,4 16,2 27,0 48,6 0,90
153 3,27 4,20 12,71 5,14 3,26 1,92 3,05 20,2 13,8 31,2 48,6 0,65
173 4,32 4,47 17,51 8,09 5,06 3,03 1,40 17,7 12,0 23,6 58,7 0,75
212 6,79 4,33 26,28 10,46 5,95 4,51 2,93 33,0 23,1 25,4 41,6 1,30
Гора Вольчуль
123 2,37 4,51 7,32 6,05 4,80 1,25 0,58 36,8 25,3 39,1 24,1 0,94
178 2,80 4,55 14,90 1,12 0,84 0,28 1,37 20,3 14,7 29,4 50,3 0,69
284 3,65 4,50 14,17 3,35 2,56 0,79 2,32 22,3 16,6 26,2 51,5 0,85
380 2,78 4,67 13,31 0,58 0,34 0,14 2,02 28,8 9,6 41,2 30,0 0,70
473 2,72 4,65 10,57 1,14 0,86 0,28 3,05 30,3 20,2 25,8 43,9 1,17
520 2,28 4,12 12,11 1,12 0,84 0,28 1,49 Не опр. 25,5 Не определялось
570 6,22 4,25 26,25 2,64 2,14 0,50 1,10 44,4 30,5 27,0 28,6 1,64
622 3,49 4,08 13,87 0,71 0,56 0,15 1,25 34,1 22,7 40,2 25,7 0,85
660 9,98 4,33 36,17 2,86 1,80 1,06 4,65 30,7 25,4 18,2 51,1 1,69
703 9,75 4,50 30,95 2,01 1,58 0,43 2,65 26,4 18,0 25,3 48,3 1,04
714 4,76 4,43 25,00 0,29 0,16 0,13 2,65 30,3 14,4 22,9 46,8 1,32
Гора Пальгон
185 1,91 4,25 7,58 1,62 0,96 0,66 1,58 13,4 8,3 26,2 60,4 0,51
320 4,52 4,60 13,23 2,66 1,94 0,72 3,86 15,8 8,6 24,2 60,0 0,65
422 5,15 4,20 20,93 1,51 0,83 0,68 2,82 16,7 9,0 28,0 55,3 0,60
520 1,70 4,05 6,25 0,45 0,31 0,14 1,02 9,9 9,2 31,8 58,3 0,31
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
598 4,93 4,01 23,97 2,86 2,03 0,83 4,13 22,8 14,7 28,0 49,2 0,81
660 5,50 4,10 27,22 1,20 0,94 0,26 3,43 29,5 15,2 26,0 44,5 1,13
710 2,96 4,44 13,83 2,82 2,10 0,72 1,00 15,0 9,7 28,0 57,0 0,54
750 3,31 4,26 17,55 2,10 1,44 0,66 2,51 16,6 14,2 33,2 50,2 0,50
Гора Чжоге
50 0,19 4,00 1,33 0,64 0,50 0,14 1,04 Не определялось
95 1,61 4,04 9,33 1,39 1,01 0,28 11,76 21,9 16,9 20,1 58,0 1,09
155 2,54 4,25 9,67 2,37 1,68 0,69 9,82 24,7 17,9 29,1 46,2 0,85
200 1,09 4,37 5,95 2,26 1,46 0,80 9,64 16,1 13,8 43,4 40,5 0,37
260 1,84 4,53 9,07 3,60 2,38 1,22 3,63 16,1 11,8 23,8 60,1 0,68
Гора Кумжун
181 5,69 4,37 24,83 1,42 1,12 0,30 5,62 26,7 15,7 22,1 51,2 1,21
265 1,77 3,65 8,05 1,04 0,86 0,18 8,49 15,1 9,5 33,3 51,6 0,45
396 3,04 3,77 12,80 1,78 1,40 0,38 8,06 13,8 7,8 23,6 62,6 0,58
431 5,26 3,87 23,03 0,93 0,73 0,20 6,47 27,9 13,9 32,7 39,4 0,85
511 5,65 4,37 20,55 1,36 1,02 0,34 6,20 32,9 21,6 30,2 36,9 1,09
568 3,46 3,55 12,54 1,02 0,77 0,25 4,85 11,8 6,7 20,6 67,6 0,57
655 3,48 3,84 14,38 1,36 1,07 0,29 4,56 23,9 9,0 29,8 46,3 0,80
Гора Бекун
250 6,46 4,13 21,23 1,64 0,97 0,67 4,45 23,6 5,6 20,1 56,3 1,17
398 2,92 4,83 11,09 4,12 1,66 2,46 1,95 19,0 5,2 15,6 65,4 1,22
464 3,09 4,30 13,65 1,74 1,10 0,64 1,53 12,9 3,9 28,6 58,5 0,45
525 8,41 4,06 26,28 1,38 1,04 0,34 2,62 19,0 6,6 16,3 64,7 1,17
550 6,55 4,50 23,37 6,83 5,78 1,05 1,28 27,6 5,2 26,9 45,5 1,03
612 8,79 3,88 28,59 1,66 1,25 0,41 0,74 16,8 4,7 14,4 68,8 1,17
Гора Дурюн
Не опр. 5,82 Не определялось 18,3 12,9 31,6 50,1 0,58
Не опр. 2,55 Не определялось 18,0 12,9 29,6 52,4 0,61
Не опр. 4,37 Не определялось 15,5 11,2 32,5 52,0 0,48
Гора Герён
Не опр. | 2,62 | Не определялось | 25,4 | 17,6 | 31,3 | 43,3 | 0,81
Окрестности археологического памятника Дангга
0-5* 10,34 6,24 12,40 5,12 3,06 2,06 6,05 30,6 20,3 29,5 39,9 1,04
5-11 4,69 5,41 13,70 5,93 3,52 2,41 5,98 23,2 18,1 28,6 48,2 0,81
11-15 2,23 5,48 14,00 7,88 4,98 2,90 5,62 21,3 14,7 34,6 44,1 0,62
0-5 6,64 6,38 12,88 6,51 3,96 2,55 6,00 22,3 18,8 21,8 55,9 1,02
0-5 3,96 6,06 14,39 7,30 4,86 2,44 6,34 24,3 17,6 24,3 51,4 1,00
0-5 4,07 5,98 15,00 7,13 5,15 1,98 6,17 29,8 18,0 28,9 41,3 1,03
* Глубина, см
Анализ полученных данных по содержанию и составу гумуса современных почв южной части полуострова Корея показал, что почвы характеризуются относительно высоким содержанием общего органического углерода, которое хотя и изменяется в широких пределах (от 0,19-0,82 до 9-10%), но в большинстве случаев составляет 2-5%, а состав гумуса относится к фульват-ному и гуматно-фульватному типам.
Сопоставление содержания общего органического углерода и соотношение основных компонентов гумуса (Сгк:Сфк) показали, что в целом с высотой местности их изменение происходит сопряженно: при большем накоплении общего органического углерода в гумусовом горизонте почв величина Сгк:Сфк также имеет более высокие значения.
Состав гумуса изученных почв также отличает высокая доля бурых гуминовых кислот (ГК), которая может достигать 20-25% от общего органического углерода, что свидетельствует об интенсивном протекании процессов гумификации. Наиболее низкая доля этой фракции ГК характеризует почвы горы Бекун, где она не превышает 35% от общего содержания гуминовых кислот, тогда как в почвах других гор она достигает 70-80% от суммы ГК (табл. 2). Содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием (фракция 2),
как и связанных с глинистыми минералами, невысоко и колеблется в большинстве случаев в пределах 4-8% от Собщ для первых и 5-10% для последних, лишь в отдельных случаях незначительно превышая рубеж 10%. Доля негидролизуемых при проведении традиционных обработок почв кислотой и щелочью форм гумусовых веществ (так называемого гумина) составляет 40-60%. Они являются преобладающей группой гумусовых веществ практически во всех изученных почвах.
Красноземы, распространенные в окрестностях археологического памятника Дангга на самой южной оконечности полуострова в 60 км к северу от города Мокпо, отличаются незначительным преобладанием гуминовых кислот над фульвокислотами, так что величина Сгк:Сфк в верхней 5-сантиметровой толще гумусового горизонта составляет 1,0-1,4. С глубиной это отношение сужается до 0,8-0,6.
Не выявлено какой-либо зависимости количественных показателей гумуса от состава почвообразующих пород: и на элювиоделювии кислых гранитов и грани-тогнейсов и на менее кислых аплитах и андезитах, как и других породах, соотношение компонентов изменяется в близких пределах и не переходит, как правило, границы типовых различий почв.
Рис. 1. Изменение содержания общего органического углерода (а) и Сп<:Сфк (б) лесных почв гор с высотой местности над ур. м.: А - Мудун, Б - Сонун, В - Вольчуль, Г - Чжоге, Д - Палькон, Е - Кумжун, Ж - Бекун
Таким образом, большим разнообразием характеристик по составу гумуса и свойствам горные почвы южной части полуострова Корея не отличаются.
Полученные результаты будут положены в основу банка данных по характеристике почв Кореи с целью
составления рецентной основы для реконструкций па-леоприродной среды разных отрезков палеогеографической истории Азиатского континента и палеоэкологических условий обитания древнего человека в Южной Корее.
ЛИТЕРАТУРА
1. ДергачеваМ.И. Археологическое почвоведение / М.И. Дергачева. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. - 228 с.
2. Дергачева М.И. Гумус как память экосистем / М.И. Дергачева // Функции почв в биосферно-геосферных системах. - М.: МАКС-Пресс,
2001. - С. 270-271.
3. Дергачева М.И. Методы почвоведения в археологических исследованиях / М.И. Дергачева. - Новосибирск: Изд-во НГУ, 2007. - 97 с.
4. Shin Hyung-Sang. Isolation and Characterization of Soil Humic Substances, Symposium of Soc. Korea Groundwater Soil Environment / Shin Hyung-
Sang, Lee Chang-Hyn, Yoo Gi-Ho, Jung Gun-Ho, Lee Chang-Woo. - 2002. - P. 191-194.
5. Lee Chang-Hyn. Characterization of Humic and Fulvic Acids Extracted at the Soils of Korea and Its DB Establishment, Symposium of Soc. Korea
Groundwater Soil Environment / Lee Chang-Hyn, Yoo Gi-Ho, Shin Hyung-Sang, Jung Gun-Ho, Lee Chang-Woo. - 2003. - P. 397-400.
6. Yang Q. Kang. Annual and Interannual Fluctuations of Air Temperature in Korea during the Past 30 years (1954-1983). J. of Korean Met. Society
/ Yang Q. Kang, Chae-Shik Rho. - 1985. - Vol. 21, № 3. - P. 1-10.
Статья представлена научной редакцией «Биология» 6 мая 2008 г.
