В некоторых районах Сибири в результате деятельности древних людей сформировались почвы с темными гумусовыми горизонтами. Эти почвы в разы плодороднее, чем окружающие фоновые. Еще одна особенность темных почв – повышенная способность удерживать углерод – главную составляющую парниковых газов – сотни и тысячи лет. Междисциплинарный коллектив из почвоведов, археологов и географов Томского государственного университета при поддержке Российского научного фонда (грант № 26-17-00309) выясняют причины и механизмы формирования темных гумусовых горизонтов, а также почему эти образования столь устойчивы во времени. Новое знание можно использовать для направленной аккумуляции углерода и повышения продуктивности почв в сельском хозяйстве.
– Антропогенные, то есть созданные человеком темноцветные почвы в Западной Сибири являются аналогом амазонских Terra Preta, европейских Dark Earths, а также африканских. Разница лишь в том, что сибирские появились в существенно более суровых климатических условиях. В других регионах мира этот тип почв достаточно неплохо закартирован и изучен, но Сибирь в этом плане пока «белое пятно» на карте, – поясняет руководитель проекта, заведующий лабораторией БиоГеоКлим ТГУ Сергей Лойко. – В Томской области такой тип почв тоже присутствует, например, в местах, где ранее были найдены археологические памятники Шайтан III и Кетский острог. Запас углерода там почти в 10 раз превышает его количество в соседних естественных почвах.
При том, что археологи уже знают, где можно обнаружить такие почвы, механизм формирования темных гумусовых горизонтов пока является «черным ящиком». Нет объяснения, почему при схожих условиях в одном месте такие почвы появились, а в большинстве других мест – нет.
В рамках проекта «Углерод‑секвестрирующие системы прошлого для климата будущего» ученые планируют обследовать 20 археологических памятников, проведут исследования на стыке почвоведения, геохимии и археологии.
– Мы будем отбирать пробы темных гумусовых горизонтов, которые возникли на фоне низкогумусных лесных супесей и суглинков после длительной человеческой активности: сельских огородов, пастбищ, стоянок, углежоговых производств и поселений разного времени – от поздней бронзы до XIX века и современных агроландшафтов, – объясняет Сергей Лойко. – Не исключено, что механизмы формирования таких почв окажутся универсальными для разного климата, но так это или нет, мы узнаем только в финале проекта.
Как говорит участник проекта, научный сотрудник лаборатории БиоГеоКлим ТГУ Евгений Барсуков, для историков и археологов участие в проекте, помимо всего прочего, интересно с точки зрения расширения представлений о былых культурах и эпохах:
– Работая с почвоведами и географами, мы всё больше убеждаемся, что и сам ландшафт, его почвы, созданные при влиянии человека, являются такими же ценными объектами наследия, как и отдельные находки. По тому, какие почвы сформировались, как долго они сохраняются во времени, можно многое понять о быте былых культур.
Выявление и количественная оценка секвестрации углерода позволит предложить агротехнологии, способствующие повышению плодородия почв. Для Сибири, которая является зоной рискованного земледелия, новые методы станут существенным подспорьем в развитии сельского хозяйства.
Новое знание важно и с точки зрения фундаментальной науки, и в плане практического применения. Понимание природно-антропогенных механизмов накопления и стабилизации углерода может служить ключом к созданию эффективных стратегий улавливания и захоранивания главной составляющей парниковых газов. В условиях изменения климата и угрозы нежелательных последствий для человека и окружающей среды такие подходы крайне необходимы.
Результаты исследования дадут научную базу для региональных рекомендаций по управлению земельными ресурсами, снижению эмиссий парниковых газов из почв и повышению устойчивости агроэкосистем к деградации и водному стрессу.
Благодаря проекту ученых ТГУ Западная Сибирь получит свое место на карте мировых антропогенных темноцветных почв, а человечество – новые практические сценарии, как с помощью адаптированных землепользовательских решений повышать плодородие и одновременно бороться с серьезными климатическими вызовами.
Фото из архива Сергея Лойко
Источник: ТГУ
