Пространственно-временная динамика природной среды Русской равнины на основе геоархеологических архивов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 16-17-10280

НазваниеПространственно-временная динамика природной среды Русской равнины на основе геоархеологических архивов

Руководитель Макеев Александр Олегович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №13 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-705 - География почв, геохимия ландшафтов

Ключевые слова география почв, почвообразование, курганы, погребенные почвы, голоцен, возраст, классификация, эволюция, динамика, ландшафты, изотопный анализ, радиоуглеродная датировка, микроэлементы, палеосреда

Код ГРНТИ39.15.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
К геоархеологическим объектам относятся все объекты, которые позволяют применить методы генетического почвоведения для палеоландшафтных реконструкций -курганы, грунтовые могильники, культурные слои древних поселений, следы земледелия, заполнение сосудов и хозяйственных ям и др. Почвенные признаки, сформированные в этих объектах являются важным архивом, позволяющим получить детальную картину эволюции природной среды. Геоархеологические объекты голоценового возраста широко распространены в различных природных зонах Русской равнины и хорошо документированы с позиций археологии. Тем самым их изучение и сопоставление позволит выявить не только временную, но и зональную картину в различные временные срезы голоцена. В настоящее время накоплен большой материал по изучению погребенных палеопочв археологических объектов, прежде всего курганов. Однако обобщенная картина пространственной и временной изменчивости природной среды на основе изучения погребенных почв не разработана. Не выполнена также систематизация материалов в виде единой базы данных геоархеологических объектов. Кроме того, в последние годы, в связи с появлением новых методов микроанализа вещества почв возникла необходимость переосмысления ранее накопленных данных и применения новых подходов к изучению погребенных почв. Именно погребенные почвы, которые экранированы курганной насыпью от окружающей среды, в своих характеристиках содержат исключительные сведения о процессах древнего почвообразования и являются своеобразными свидетелями природных условий прошлого. В настоящий момент, в связи с небольшим количеством исследователей, специализирующихся на проблемах археологического почвоведения, большинство археологических работ проводится без участия специалистов естественно-научных специальностей, что приводит к потере большого количества информации. Между тем прочтение в свойствах погребенных почв "записей" о факторах почвообразования в прошлом имеет большое фундаментальное значение, выходящее за рамки географии и палеопочвоведения. Так, миграции народов в прошлом часто были обусловлены снижением биопродуктивности ландшафтов в результате резкой сменой природных условий. Таким образом, познавая погребенные почвы, мы подходим к тайнам изменения климата, и, соответственно, природных условий, что обуславливало и «движения» древних людей в истории человечества. Актуальность проблемы проекта также обусловлена тем, что уже существующие схемы реконструкции природных условий среды в различные периоды голоцена во многих случаях не совпадают, а иногда и противоречат друг другу. Cледовательно, необходимы дальнейшие усилия для получения более четкой картины связи свойств почв с условиями среды, на что и направлен предлагаемый проект. Основная задача проекта – проведение комплексных исследований погребенных под археологическими объектами почв для построения ландшафтных карт Русской равнины в различные периоды второй половины голоцена. Для решения этой задачи предполагается проведение совместных почвенно-археологических исследований курганов и поселений бронзового века, железного века и средневековья в лесостепной, степной, сухостепной, пустынно-степной и пустынных зон Русской равнины, что позволит найти пространственно-временные закономерности формирования, функционирования и эволюции (сохранения, исчезновения, развития) почв во второй половине голоцена. В результате проекта предполагается создать информационные паспорта на каждый объект исследования и серию карт голоценовых ландшафтов. Наряду с широко применяемыми в почвенно-археологических исследованиях методами исследования (сравнительно-географическим, палеопедологическим, ландшафтно-геохимическим и методом хронорядов), особое внимание в проекте будет уделено новым видам анализа состава и строения голоценовых почв: изотопному, спорово-пыльцевому, мезоморфологическому, фитолитному, антропогеохимическому, микроморфологическому и анализу почвенного микробиома. Радиоуглеродное датирование различных углеродосодержащих материалов, как почвенных (гумус, карбонаты), так и археологических (уголь, дерево, кости, керамика) позволит проследить изменчивость почвенно-растительного покрова и предложить обоснованные и достоверные схемы эволюции почв и палеоклиматических реконструкций Русской равнины во второй половине голоцена, то есть, решить поставленные в проекте задачи на новом уровне теоретического осмысления. Так, микроморфологический анализ позволит отделить признаки, свойственные почве до погребения, от признаков, сформированных под влиянием педометаморфизма, и в совокупности с морфологическими и химическими исследованиями позволит более детально изучить изменение почвообразовательных процессов, происходивших в древней почвенной толще. Фитолитный анализ, благодаря хорошей сохранности фитолитов, содержащихся в профиле дневных и погребённых почв, позволит реконструировать смены растительных сообществ и, таким образом, выяснить условия, в которых происходило развитие почв. Применение изотопного анализа позволит более детально оценить скорость и характер изменения растительности, взаимодействие между компонентами биосферы, степень воздействия на природные системы, а также установить генезис и эволюцию почв. Применение высокоточных методов анализа на базе современного аналитического оборудования обеспечит достижимость заявленных результатов. При помощи масс-спектрального анализа с индуктивно-связанной плазмой будут проанализированы образцы погребенных и фоновых почв, что позволит «приоткрыть» еще одно уникальное свойство погребенных почв: их абсолютную незагрязненность, поскольку все они были экранированы от внешней среды до эпохи техногенеза и глобального загрязнения, соответственно. Таким образом, погребенные почвы могут являться своеобразным «суперфоном» для современных ландшафтов. Изучение микробиома погребенных подкурганных почв планируется осуществить посредством выделения ДНК и РНК из почвы и секвенирования гена 16SpPHK на секвенаторе GS Junior (Roche). Сравнительный анализ библиотек будет проводиться с использованием программы QIIME. Анализ таксономической структуры микробиомов (или филов – особых таксономических групп микроорганизмов), позволит выявить ряд особенностей палеопочв, характер их диагенетических изменений и выявить некоторые параметры исходной ландшафтной обстановки, предшествовавшей погребению почв. Новизна постановки конкретной задачи проекта заключается в ее целостном, характере. Предлагаемый проект на основании глубокого изучения разновременных погребенных почв свяжет прошлые эпохи с современностью, а также охватит максимальное географическое разнообразие природных зон. Достижимость решения поставленной задачи обеспечивается наличием опыта работы у исполнителей с разнообразными почвами, погребенными археологическими объектами.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Русаков А.В., Сорокин П.Е., Гольева А.А., Савельева Л.А., Русакова Е.А., Сафронов С.В. Soils of a medieval burial mound as a paleoenvironmental archive (Leningrad region, Northwest Russia) Bulletin of the Geological Society of Finland, Advance online publication of the INQUA special issue of the Bulletin of the Geological Society of Finland, pp. 137–147 (год публикации - 2018)

2. Русаков А.В., Макеев А.О., Хохлова О.С., Куст П.Г., Лебедева М.П., Чернов Т.И., Попов А.И., Курбанова Ф.Г., Пузанова Т.А. Paleoenvironmental reconstruction based on soils buried under Scythian fortification in the southern forest-steppe area of the East European Plain Quaternary International, https://doi.org/10.1016/j.quaint.2018.05.016 (год публикации - 2018)
10.1016/j.quaint.2018.05.016

3. Чернов Т. И., Железова А. Д., Кутовая О. В., Макеев А. О., Тхакахова А. К., Бгажба Н. А., Курбанова Ф. Г., Русаков А. В., Пузанова Т. А., Хохлова О. С. Сравнительная оценка структуры микробиомов погребенных и современных почв при помощи анализа микробной ДНК Микробиология, том 87, № 6, с. 737–746 (год публикации - 2018)
10.1134/S0026365618060071

4. Приходько В.E., Пузанова Т.A., Трегуб Т.Ф., Березуцкий В.Д., Курбанова Ф.Г. Complex paleoecological research of buried soils and reconstruction of the Bronze age climate in the East European plain and adjacent area 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018, SGEM2018 Conference Proceedings, vol. 18, issue 5.2, 243-251 (год публикации - 2018)
10.5593/sgem2018/5.2

5. Пузанова Т. A., Асеева Е.Н., Лебедева М.П., Курбанова Ф.Г., Чернов Т.И. The methods of research of buried soils under archaeological sites 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018, SGEM2018 Conference Proceedings, vol.18, issue 3.2, 611-618 (год публикации - 2018)
10.5593/sgem2018/3.2

6. Хохлова О.С., Дюжова К.В., Гольева А.А., Трифонова Т.А., Бунин Д.С., Ильяшенко С.М., Хохлов А.А. Климат и растительность античного Танаиса (III в. до н.э.–V в. н.э.) по данным палеопочвенного и палеоботанического анализа Известия РАН. Серия географическая, № 5, с. 54–68 (год публикации - 2018)
10.1134/S2587556618050072

7. Хохлова О.С., Моргунова Н.Л., Хохлов А.А., Гольева А.А. Climate and Vegetation Changes over the Past 7000 Years in the Cis-Ural Steppe Eurasian Soil Science, V. 51., N 5., P. 506-517 (год публикации - 2018)
10.1134/S106422931805006X

8. Гольева А.А., Хохлова О.С., Лебедева М.П., Щербаков Н.Б., Шутелева И.А. Micromorphological and Chemical Features of Soils as Evidence of Bronze Age Ancient Anthropogenic Impact (Late Bronze Age Muradymovo Settlement, Ural Region, Russia) Geosciences, 8 (9), 313 (год публикации - 2018)
10.3390/geosciences8090313

9. Cычева С.А., Хохлова О.С., Пушкина П.А., Украинский П.А. Interrelations of the Bryansk paleosol (end of MIS 3) with the Holocene surface soils in micro-depressions of the central forest-steppe within the Russian Upland Catena, 172, 619–633 (год публикации - 2018)
10.1016/j.catena.2018.09.021

10. Хохлова О.С., Трегуб Т.Ф., Папкина А.Э. Paleoecological situation for the Kuban-Azov lowland, Russia at the Bronze Age based on pedological and palinological analyses of paleosols buried under kurgan 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018, SGEM18 Conference Proceedings, vol. 18, issue 3.2, 335-341 (год публикации - 2018)
10.5593/sgem2018/3.2

11. Папкина А.Э., Хохлова О.С., Моргунова Н.Л., Пузанова Т.А. Evolution o soils of the southern Urals in the Early Bronze age on the basis of archaeological data (on an example of a burial ground Krasikovo in Orenburg region) 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018, SGEM2018 Conference Proceedings, vol. 18, issue 3.2, 181-188 (год публикации - 2018)
10.5593/sgem2018/3.2

12. Хохлова О.С., Купцова Л.В. Complex pedological analysis of paleosols buried under kurgans as a basis for periodization of the Timber-grave archaeological culture in the Southern Cis-Ural, Russia Quaternary International, https://doi.org/10.1016/j.quaint.2018.02.027 (год публикации - 2018)
10.1016/j.quaint.2018.02.027

13. Хохлова О.С., Дюжова К.В., Гольева А.А., Трифонова Т.А., Бунин Д.С., Ильяшенко С.М., Хохлов А.А., Шипкова Г.В. Paleoecology of the ancient city of Tanais (3rd century BC–5th century AD) on the north-eastern coast of the sea of Azov (Russia) Quaternary International, https://doi.org/10.1017/qua.2018.23 (год публикации - 2018)
10.1017/qua.2018.23

14. Хохлова О.С., Моргунова Н.Л., Хохлов А.А., Гольева А.А Dynamics of paleoenvironments in the Cis-Ural steppes during the mid- to late Holocene Quaternary Research, p.1-15 (год публикации - 2018)
10.1017/qua.2018.23

15. Макеев А.О., Асеева Е.Н., Русаков А.В., Сорокина К.И., Пузанова Т.И., Хохлова О.С., Куст П.Г., Курбанова Ф.Г., Чернов Т.И., Кутовая O.B., Лебедева М.П., Михайлов E.П. The environment of the Early Iron Age at the southern fringe of the forest zone of the Russian Plain. Quaternary International, https://doi.org/10.1016/j.quaint.2018.04.002 (год публикации - 2018)
10.1016/j.quaint.2018.04.002

16. Курбанова Ф.Г., Макеев А.О., Пузанова Т.А., Куст П.Г., Чернов Т. И. Soil indicators of Late Holocene forest-steppe landscape evolution on the Russian Plain 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018, SGEM2018 Conference Proceedings, vol. 18, issue 3.2, 487-494 (год публикации - 2018)
10.5593/sgem2018/3.2

17. Чернов Т.И, Курбанова Ф.Г, Кутовая О.В., Железова А. Д. Microbial DNA analyses of soils buried under earthworks 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018, SGEM2018 Conference Proceedings, vol. 18, issue 5.2, 641-648 (год публикации - 2018)
10.5593/sgem2018/5.2

18. Гольева А.А., Хохлова O.С., Энговатова А.В., Коваль В.Ю, Алешинская А.С., Кочанова M.Д., Макеев А.О., Пузанова Т.А., Курбанова Ф.Г. The application of buried soil properties for reconstruction of various stages of early habitation at archaeological sites in Moscow Kremlin Geosciences, 8(12), 447 (год публикации - 2018)
10.3390/geosciences8120447

19. Асеева Е.Н., Макеев А.О., Русаков А.В., Сорокина К.И, Курбанова Ф.Г. The use of geochemical parameters to derive information on palaeo-environmental conditions from buried soils of an archeological site 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017, SGEM2017 Conference Proceedings, Vol. 17, Issue 32, 671-678 (год публикации - 2017)
10.5593/sgem2017/32/S13.087

20. Пузанова Т.А., Макеев А.О., Хохлова O.C., Асеева Е.Н., Курбанова Ф.Г. Holocene signals of climate dynamics in the profiles of soils buried under archaeological objects in the central part of the East European plain 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017, SGEM2017 Conference Proceedings, Vol. 17, Issue 32, 273-282 (год публикации - 2017)
10.5593/sgem2017/32/S13.036

21. Хохлова О.С. Подкурганные палеопочвы речных долин и проведение палеоклиматических реконструкций (на примере Оренбургского Предуралья) Экология речных бассейнов. Труды 8-й Междунар.науч.-практ. конф., С. 219-223 (год публикации - 2016)

22. Пузанова Т.А. Эволюция почв речных террас Среднего Поволжья во второй половине голоцена на основе исследования погребенных почв Экология речных бассейнов. Труды 8-й Междунар.науч.-практ. конф., С. 77-80 (год публикации - 2016)

23. Папкина А.Э., Курбанова Ф.Г., Пузанова Т.А., Хохлова О.С. Эволюция почв Южного Предуралья в эпоху ранней бронзы на основе геоархеологических данных (на примере могильника «Красиковский» в Оренбургской области) Материалы Всероссийской междисциплинарной научной конференции «Палеопочвы, палеоэкология, палеоэкономика», С. 141-145 (год публикации - 2017)

24. Гольева А., Хохлова О., Щербаков Н., Шутелева И. Negative Effects of Late Bronze Age Human Activity on Modern Soils and Landscapes, a Case-study on the Muradymovo Settlement, Urals, Russia Interdisciplinaria Archaeologica, 7(2): 169-178 (год публикации - 2016)

25. Хохлова О.С. Изменчивость свойств подкурганных палеопочв в коротких хронорядах и временной масштаб получаемых палеоклиматических реконструкций Пути эволюционной географии: Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной памяти профессора А.А. Величко, С. 591-596 (год публикации - 2016)

Публикации