Magnetic Susceptibility in the Evaluation of Spatial and Profile Heterogeneity of Soils Conditioned by the Paleoecological Factors
https://doi.org/10.15356/0373-2444-2015-5-99-106
Abstract
The objects of this study were the Holocene soils formed on different elements of relief and under conditions of different natural zones, as well as paleosoils including buried under the mounds.
The aim was to identify the patterns and mechanisms of formation of the structure of spatial heterogeneity of soil properties and soil cover conditioned by the paleoecological factors, based on a measure of the magnetic susceptibility. For the first time regularities of spatial variability of the magnetic susceptibility indicator in soils of different elements of paleocryogenic microrelief were identified. The paleocryogenic microrelief role in the formation of strong magnetic minerals of iron is comparable with the effect of zonal conditions of soil formation and is expressed in differentiation of water-air conditions. The character of variation of these conditions determines heterogeneity of soil properties at the subtype level. Variography allowed revealing the characteristic dimensions of homogeneous structures, the presence of which was associated with paleocryogenic microrelief and its structure-forming elements. The spatial distribution of the magnetic susceptibility conditioned by paleocryogenic microrelief has the form of annular, rhythmically repeating structures.
Profile distribution of the magnetic susceptibility in paleosoils of the steppe zone defined primarily the soil magnetite content can be used as a “magnetic recording” of paleoecological factors of steppes and provides quantitative characteristics of climate (precipitation). In addition, the topoisopleths of spatial distribution of the magnetic susceptibility can show both the stages of construction of ground burial structures (mounds), and the materials used.
Results can be used in the study of soil cover structure and its mapping, monitoring of soil characteristics in connection with the development of technology “exact” agriculture.
About the Authors
I. M. Vagapov
Institute of Physicochemical and Biological Problems in Soil Science, Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Pushchino
Russian Federation
Pushchino
A. O. Alekseev
Institute of Physicochemical and Biological Problems in Soil Science, Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Pushchino
Russian Federation
Pushchino
References
1. Алексеев А.О., Алексеева Т.В. Оксидогенез железа в почвах степной зоны. М.: ГЕОС, 2012. 204 с.
2. Алексеев А.О., Ковалевская И.С., Моргун Е.Г., Самойлова Е.М. Магнитная восприимчивость почв сопряженных ландшафтов // Почвоведение. 1988. № 8. С. 27–35.
3. Алифанов В.М. Палеокриогенез и современное почвообразование. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1995. 318 с.
4. Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский Л.О., Иванов А.В., Морозов В.В. Магнетизм почв. Ярославль–М.: Изд. ЯГТУ, 1995. 219 c.
5. Бердников В.В. Палеокриогенный микрорельеф центра Русской равнины. М.: Наука, 1976. 126 с.
6. Большаков В.А. Данные магнитных исследований пород лёссовой формации, их интерпретация и прикладное использование // Физика Земли. 2001. № 8. С. 86–96.
7. Вагапов И.М. Магнитная восприимчивость как показатель формирования пространственной изменчивости почв, обусловленной палеоэкологическими факторами: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: МГУ, 2013. 22 с.
8. Вадюнина А.Ф., Бабанин В.Ф., Ковтун В.Я. Магнитная восприимчивость фракций механических элементов некоторых почв // Почвоведение. 1974. № 1. С. 116–122.
9. Величко А.А. Криогенный рельеф позднеплейстоценовой перигляциальной зоны (криолитозоны) Восточной Европы // Четвертичный период и его история. М.: Наука, 1965. С. 104–120.
10. Величко А.А., Морозова Т.Д., Нечаев В.П., Порожнякова О.М. Палеокриогенез, почвенный покров и земледелие. М.: Наука, 1996. 150 с.
11. Вирина Е.И., Фаустов С.С., Хеллер Ф. Магнитная “климатическая” запись в лёссово-почвенной формации Русской равнины // Проблемы палеогеографии и стратиграфии плейстоцена. М.: Изд-во МГУ, 2000. С. 259–279.
12. Водяницкий Ю.Н. Минералы железа как память почвенных процессов // Память почв: почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий / Отв. ред. В.О. Таргульян, С.В. Горячкин. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. С. 289–313.
13. Герасимов И.П., Глазовская М.А. Основы почвоведения и географии почв. М.: Географгиз, 1960. 490 с.
14. Гугалинская Л.А., Алифанов В.М., Березина Н.С., Березин А.Ю., Хисяметдинова А.А., Попов Д.А., Вагапов И.М., Овчинников А.Ю., Кондрашин А.Г. Шолмская погребенная почва на финальнопалеолитическом поселении Шолма-I (Приволжская возвышенность, Чувашское плато) // Бюл. комис. по изуч. четвертич. периода. М.: ГЕОС, 2010. № 70. С. 45–58.
15. Гумматов Н.Г., Жиромский С.В., Мироненко Е.В., Пачепский Я.А., Щербаков Р.А. Геостатистический анализ пространственной изменчивости водоудерживающей способности серой лесной почвы // Почвоведение. 1992. № 6. С. 52–62.
16. Демкин В.А., Ельцов М.В., Алексеев А.О., Алексеева Т.В., Демкина Т.С., Борисов А.В. Развитие почв нижнего Поволжья за историческое время // Почвоведение. 2004. № 12. С.1486–1497.
17. Дмитриев Е.А. Непрерывность почвы и проблема объекта почвенных классификаций // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 1983. № 3. С. 10–19.
18. Закономерности пространственного варьирования свойств почв и информационно-статистические методы их изучения / Отв. ред. М.А. Глазовская, Е.А. Дмитриев. М.: Изд-во, 1970. 219 с.
19. Иванникова Л.А., Мироненко Е.В. Теория регионализированных переменных при исследовании пространственной вариабельности показателей агрохимических свойств почвы // Почвоведение. 1988. № 5. С. 113–120.
20. Иванов А.В. Магнитное и валентное состояние железа в твердой фазе почв: Автореф. дис. … докт. биол. наук. М.: МГУ, 2003. 44 с.
21. Ломов С.П., Пеньков А.В. Магнитная восприимчивость некоторых современных и ископаемых почв Таджикистана // Почвоведение. 1979. № 6. С. 100–109.
22. Марков К.К. Изучение перигляциальных образований (обзор) // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1959. № 2. С. 113–127.
23. Самсонова В.П. Пространственная изменчивость почвенных свойств: на примере дерново-подзолистых почв. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 160 с.
24. Теории и методы физики почв / Под ред. Е.В. Шеина, Л.О. Карпачевского. М.: Гриф и К, 2007. С. 571–599.
25. Alekseeva T., Alekseev A., Maher B.A., Demkin V. Late Holocene climate reconstructions for the Russian steppe, based on mineralogical and magnetic properties of buried palaeosols // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2007. Vol. 249. P. 103–127.
26. Burgess T.M., Webster R. Optimal interpolation and isarithmic mapping of soil properties: I. The semivariogram and punctual kriging // J. Soil Sci. 1980. Vol. 31. P. 315–331.
27. Evans M.E., Heller F. Environmental magnetism. Principle and applications of enviromagnetics. Academic press. An imprint of Elsevier Science. 2003. 299 p.
28. Krasilnikov P. Variography of discrete soil properties // Soil geography and geostatistics – Concepts and applications / P. Krasilnikov, F. Carrй & L. Montanarella (eds.). Luxembourg: Office for official publications of the European Communities, 2008. P. 12-25.
29. Maher B.A. Environmental magnetism and climate change // Contemporary Physics. 2007. Vol. 48. P. 247–274.
30. Quaternary climates, environments and magnetism / B.A. Maher, R. Thompson (eds.). Cambridge University Press, 1999. 390 p.
Review
For citations:
Vagapov I.M., Alekseev A.O. Magnetic Susceptibility in the Evaluation of Spatial and Profile Heterogeneity of Soils Conditioned by the Paleoecological Factors. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya. 2015;(5):99-106. (In Russ.) https://doi.org/10.15356/0373-2444-2015-5-99-106
Views:
947
Email this article 
