Алтайский Краевой Инновационный Банк Данных
Министерство экономического развития Алтайского края
Управление инновационного развития и кластерной политики 
Алтайский Центр
Кластерного Развития
Инновации

Почвенные и микробиоморфные исследования на археологических объектах Алтая

Отношение к критическим технологиям:
-


Контактная информация

Название организации
ФГБОУ ВПО "Алтайский государственный университет"


ФИО руководителя организации
Землюков Сергей Валентинович


Юридический адрес
656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61


Почтовый адрес
656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61


ФИО руководителя проекта:
Кирюшин Ю.Ф.


Аннотация проекта

Постановка и описание научной или научно-технической проблемы, решаемой в рамках Проекта
На сегодняшний день использование естественнонаучных методов при решении фундаментальных проблем археологии является определяющим фактором развития мировой археологии. В археологической литературе неоднократно отмечалось, что научное сообщество лишь тогда оперативно и существенно продвинется в решении проблем, связанных с изучением археологии Северной Евразии, когда будет строить, как полевые, так и камеральные исследования, используя мультидисциплинарный подход. В ходе реализации проекта были проанализированы различные аспекты формирования исторических ландшафтов археологических памятников, а также антропогенное воздействие на почвы и растительный покров. Рассмотрены проблемы специфики формирования культурного слоя археологического памятника. Выявлены механизмы хозяйственно-культурной адаптации в различных ландшафтно-климатических условиях Алтая В ходе реализации работ по проекту выполнено современное ботаническое описание и описание всех археологических объектов (поселения Усть-Бийка, Тыткескень-IV, Бирюзовая Катунь-7, Березовая Лука, Колыванское, Усть-Колыванка, Тавдинский грот, курганный могильник Бугры), заявленных при подачи заявки. Для всех памятников выполнен анализ почв по валовому фосфору. Для всех памятников кроме поселения Усть-Бийка выполнены микробиоморфные исследования. Для поселениий Бирюзовая Катунь-7, Берёзовая Лука, Колыванское-1 и курганного могильника Бугры выполнены: • Определение гранулометрического состава почв. • Определение кислотности почвенных растворов (рН). • Определение органического углерода (методом Тюрина). На основании полученных анализов для поселенческих комплексов определены горизонты начального и максимального этапов обживания территории. В ряде случаев (поселение Бирюзовая Катунь-7) уточнены границы памятника. Прослежены особенности формирования культурных слоёв памятников (Тавдинский грот, поселение Бирюзовая Катунь-7, поселение Тыткескень-6) и процессов формирования почв после прекращения функционирования поселений (Колыванское-1). Почвенные и микробиоморфные исследования позволили в ряде случаев реконструировать среду обитания древнего населения Алтая (Тавдинский грот, Бирюзовая Катунь-7, Тыткескень-6, Колыванское-1). Почвенные и микробиоморфные исследования позволили проследить некоторые конструктивные моменты при сооружении элитного курганы скифского времени Бугры (использование кустарников, веток деревьев и тростника при сооружении насыпей кургана), а также последовательность этапов в сооружении курганной насыпи. В настоящее время ведётся работы по интерпретации полученных результатов. Процесс соотнесения полученных материалов по палеоклиматическим данным с анализом современной растительности археологических памятников.


Современное состояние исследований в данной области науки, сравнение ожидаемых результатов с мировым
На сегодняшний день использование естественнонаучных методов при решении фундаментальных проблем археологии является определяющим фактором развития мировой археологии. В археологической литературе неоднократно отмечалось, что научное сообщество лишь тогда оперативно и существенно продвинется в решении проблем, связанных с изучением археологии Северной Евразии, когда будет строить, как полевые, так и камеральные исследования, используя мультидисциплинарный подход. Примеры такого подхода демонстрируются учёными изучающими эпоху палеолита Сибири. Для реконструкции растительности, природно-климатических условий жизни и хозяйственной деятельности людей прошлого широко используется ряд ботанико-географических и палеоботанических методов. Именно комплексный подход позволяет получить наиболее достоверную и исчерпывающую информацию. На сегодняшний день комплекс палеоботанических анализов, используемых в археологии достаточно велик. В него входят, в частности, карпологический и биоморфный анализы. Биоморфный анализ – исследование микробиоморфных комплексов (фитолиты, окремневшие кутикулярные слепки, диатомовые водоросли, спикулы губок) широко применяется в археологических работах за рубежом. Подобные работы проводились и проводятся в: Австралии, Великобритании, Германии, Израиле, Индии, Китае, США, Японии и других. В последнее время метод стал развиваться в России. В частности, создан атлас фитолитов растений основных природных зон Европейской территории России (Гольева, 2001, 2008). Основные направления применения фитолитного анализа при археологических работах следующие: реконструкция растительного покрова района исследования; определение природно-климатических факторов формирования почв; выявление погребенных поверхностей и реконструкция типа и характера погребения; характеристика антропогенного воздействия на почвы и растительный покров в различные временные эпохи; диагностика растительного сырья, использованного при создании погребений; решение вопросов растительной диеты древних людей; выявление набора выращиваемых и закупаемых культурных злаков; реконструкция возникновения и развития ирригационных систем (Гольева, 2001, 2008). В отличие от палинологических спектров (пыльца и споры) содержащих большую долю заносной пыльцы, смешанные фитолитные спектры (выделяемые в одном образце), представленные сочетанием разнородных фитокомплексов (лесных, луговых, степных), следует объяснять чередованием стадий развития растительности. Это связано с существенно меньшей миграционной способностью (летучестью) фитолитов по сравнению с пыльцой. То есть фитолитный анализ позволяет реконструировать состав растений конкретного места. Таким образом, если спорово-пыльцевой метод дает усредненную характеристику растительности, нередко для значительной площади, то фитолитный позволяет выявить локальную эволюцию растительности и пространственную изменчивость растительного покрова. Другим новым направлением палеоботанического анализа является анализ макробиоморф (угли и древесные остатки и растительный детрит). Угли встречаются в образцах достаточно часто, особенно в погребенных и антропогенных горизонтах. Они не индикационны, их наличие свидетельствует лишь о том, что почвенный слой когда-то подвергался пирогенным воздействиям. Растительный детрит чаще всего микроскопических размеров встречается в основном в поверхностных горизонтах почв, но небольшие его количества могут отмечаться и в нижележащих горизонтах. Это остатки механических (арматурных) тканей растений


Новизна подхода в решении обозначенной проблемы
Комплексные почвенные и микробиоморфные исследования на археологических памятниках Алтая до сих пор не применялись. Полученные результаты дадут толчок для осуществления реконструкции этнокультурных процессов на Алтае в древности и средневековье. Анализ полученных результатов позволит приступить к реконструкции динамики палеоклимата в эпоху голоцена и хозяйственно-культурной адаптации населения в различных ландшафтно-климатических условиях Алтая


Описание области применения результатов научно-исследовательской работы
В ходе исследования на поселении Усть-Бийка-I выявлен, уровень древней поверхности – это период начальных этапов обживания участка, нарастания интенсивности хозяйственной деятельности. Выявлен период максимального обживания участка. Вероятнее всего в этот период (поха финального мезолита), здесь было жилище, или какое-либо другое место, где, например, готовилась пища, разделывались шкуры животных. В ходе исследования на поселении Тыткескень-VI в образцах не выявлено явных признаков пожарищ, часто встречаемых в культурных слоях поселений. Это значит, что жилища не горели, возможно, люди покидали их добровольно в силу изменения ресурсной базы или природно-климатической. В ходе исследования на поселении Бирюзовая Катунь-VII общий макроморфологический облик изученных профилей, а так же характер распределения органического углерода показывают, что за годы, прошедшие после забрасывания поселения, процессами почвообразования были полностью уничтожены культурные слои поселения. На сегодняшний день вся толща является типичной бурой лесной олуговелой почвой сформированной на двучлене. Периоды функционирования поселения и последующего почвообразования не сопровождались значимыми аллювиальными наносами, поскольку в толще культурного слоя и почв нет прослоев песчаного материала. Иными словами поселение не затапливалось в период половодий Катуни. В ходе исследования на поселении Бирюзовая Катунь-VII установлено, что пространство между двумя жилищами - это такой же культурный слой поселения, как и остальные участки, и отсутствие здесь артефактов может быть связано лишь с менее интенсивной поселенческой активностью на этом участке по сравнению с другими. На основании различий в кислотности-щелочности почвенных растворов двух жилищных котлованов можно предположить, что для строительства жилищ использовались различные материалы. Среди исследованных объектов несколько выделяется участок раскопа в Восточном жилище. Только в нем есть характерный для КС тренд накопления фосфора в КС. Четко выделяется самый нижний образец из всей колонки КС. Это, в совокупности с данными микробиоморфного анализа, щелочными значениями рН, позволяет говорить, что на полу была какая-то подстилка из трав. Во втором жилище (квадрат 3 разрез 3) признаков подобной подстилки нет. Но наличие во всех образцах колонки накопления КС ровного количества пыльцевых зерен позволяет предположить, что жилище это было открытого типа, возможно в виде навеса или с широкими дверными проемами. Представляется интересным отметить, что если во всех современных спорово-пыльцевом спектрах присутствуют зерна сосны, и это естественно в современном ландшафте, то ни в одном из образцов из культурных слоев этих зерен нет. Пыльца хвойных имеет хорошую сохранность и большую летучесть. Отсутствие ее в образцах может указывать на безлесный характер ландшафтов периода функционирования поселения. А с учетом значительных объемов древесного детрита в ряде образцов КС, указывать на масштабные вырубки в регионе. То есть обживание территории сопровождалось значительной перестройкой ландшафта. В ходе исследования на поселении Бирюзовая Катунь-VII установлено, что во всех трех разрезах есть признаки неоднократных (минимум двух) пожаров с некоторым интервалом. При этом следы раннего пожара связаны с заключительными стадиями функционирования поселения. Не исключено, что оба явления – пожар и последующее запустение взаимосвязаны. В ходе исследования в Тавдинском гроте, установлено, что слои грота создавались искусственно по мере ветшания или сгорания ранее принесенного растительного и животного материала. В основном использовалась древесина и какое-то животное сырье (шкуры, шерсть, кожа). На этом месте была (были) какая-то постройка (постройки). Фиксируются следы пожара, когда участок некоторое время был открытым. В очаге в основном сжигалась древесина с ветвями. Высока вероятность, что сжигались и стебли конопли. Очаг, скорее всего, обновлялся, переслаивался минеральной массой, но характер его использования не менялся. На основе проведенного комплексного исследования можно сделать следующие выводы по генезису исследованных объектов. В гроте люди жили, а не приходили время от времени. Исходно возможно были настилы (?) из дерева и трав. Впоследствии стали использовать шерсть или/и кожу, шкуры животных, сделали постройку. В целом строение (строения ?) были зарытого типа, поскольку пыльцевых зерен мало. Вероятно, постройки (?) горели, чаще настилы разлагались естественным путем. После пожара участок был какое-то время полностью открыт и этот слой характеризуется наибольшей концентрацией пыльцевых зерен, занесенных ветрами. Выделяется этап высокой интенсивности обживания, далее можно говорить об уменьшении антропогенной нагрузки. Темная толща перед гротом образовалась за счет сочетания двух процессов – ссыпания золистого (углистого) материала из очагов и насыпания гумусированного почвенного мелкозема сверху по склону горы. Вывод о том, что зола насыпалась без кострищ на данном месте основан на том, что в составе микробиоморфной фракции много почвенных частиц, например, гифы грибов, бурый (не обугленный) детрит, есть пыльца. Если бы здесь были костры, то эти частицы сгорели бы – они полностью уничтожаются или трансформируются при высоких температурах. Объект очаг, вероятнее всего, был местом как приготовления пищи, так и, возможно, здесь сжигалась конопля. При приготовлении пищи часть мясных и молочных растворов выливалась (выплескивалась), что привело к обогащению фосфором самого нижнего слоя. Нельзя исключить преднамеренное расплёскивание (проливание) молочных растворов вокруг очага. Ритуальное расплёскивание молочных напитков во время культовых (обрядовых) действий у народов Алтая и Сибири неоднократно описывалось в этнографической литературе. Именно у очага было найдено роговое изделие, которое по-нашему мнению является навершием шаманского жезла [Кирюшин Ю.Ф., Кирюшин К.Ю., Семибратов В.П., 2005 С. 334]. Именно очаг мог являться центром культовых, обрядовых действий. Учитывая крайне высокое содержание фосфора, очаг функционировал длительное время. Очаг на данном месте перестраивался. На определенном этапе нижняя часть с углями была засыпана какой-то минеральной массой, и на ней вновь был создан очаг. Возможно, это было связано с нарастанием вверх культурных слоев в гроте и необходимостью поднятия уровня очага. Скорее всего, это происходило в какой-то один временной интервал (в период обживания грота представителями одной культуры), поскольку характер использования очага и тип сжигаемой растительности не изменился. Те, кто заселял этот грот и формировал слои в его средней (слой скифского времени) и верхней части (слой эпохи средневековья), знали и регулярно использовали коноплю. Использование конопли и других наркотических веществ в культовой практике народами Сибири в скифскую эпоху и этнографическое время неоднократно описывалось в археологической и этнографической литературе. Результаты фитолитного анализа подтверждают ранее выдвинутое предположение о том, что в скифское время и в эпоху средневековья в Тавдинском гроте функционировало святилище. В ходе исследования курганного могильника Бугры: Произведена реконструкция природно-климатической обстановки периода создания обоих курганов. Облик и свойства почв под курганами различаются, что свидетельствует о разных климатических условиях (в основном речь идет об увлажненности) заключительных этапов их формирования. Когда создавался курган №1 условия увлажненности, промачивания почвы были лучше, чем когда создавался курган №4. Иными словами в период создания кургана №1 было жарко и влажно, а в период создания кургана №4 – жарко и сухо. Какая стадия предшествовала другой сказать сложно, поскольку все почвы не представляют собой полноразвитого профиля, везде фиксируется уничтожение и переотложение верхних частей профиля. Выявленный факт скальпирования верхних горизонтов на обоих участках свидетельствует, что оба кургана не являлись первыми для этой территории, т.е. здесь это не самые ранние курганы. Именно для создания насыпей расположенных рядом других курганов снимался верхний слой окрестных почв. При этом не исключается, что верхние горизонты скальпировались на двух участках в разное время. Например, земля участка, где был впоследствии создан курган №1, была срезана раньше, чем земля на участке, где потом был создан курган №4, или наоборот. Поскольку существуют курганы 2 и 3 и последовательность их создания неизвестна. Этот факт не позволяет считать, что курган №1 создан раньше кургана №4, поскольку там признаки восстановления почвенного покрова выражены четче. В обоих случаях погребальный обряд сопровождался созданием настилов на поверхности почвы. Для настилов использовали дерево. Это общее, но есть и отличия. Настил участка, где создавался курган №1, скорее всего, занимал большую площадь и укладывался на хорошо развитую дернину. Настил участка будущего кургана №4, вероятно, занимал меньшую площадь. Сам участок был сильно нарушен, возможно, имела место нивелировка поверхности. Наличие золистого материала в составе поверхностной пробы на участке-3 кургана №4 позволяет осторожно предположить, что мог быть еще один элемент обрядности – сжигание какого-либо материала на поверхности непосредственно перед насыпкой кургана. Насыпи курганов имеют сложный состав. Это не только земля из окрестных мест или из создаваемых рвов. В толще насыпей есть прослои созданные с применением речного ила или навоза, возможно, использование обоих компонентов. Имеются прослои почти исключительно из трав. В этих тонких белесых прослоях следы плетения не обнаружены, но ровное по мощности залегание прослоев на значительном простирании позволяет предположить, что это были не просто пучки трав. Наличие конопли в составе этих прослоев не выявлено. Наиболее интересны прослои черного цвета – это преимущественно зола трав, в составе которой помимо других трав есть свежие стебли тростника и предположительно конопли. Высказано два варианта формирования этих слоев: это зола от сжигания в кострах кизяка или это рассыпалась зола из поминального костра, в котором сжигали растения, оставшиеся после погребального ритуала. В этом случае наличие обугленных фитолитов свежего тростника и предположительно конопли хорошо объяснимо. Таким образом, ни один из исследованных курганов не насыпался на многовековую некосимую степь. Курганы возводились на участке, где уже был, по крайней мере, один крупный курган для создания насыпи которого (или которых) были уничтожены верхние части гумусовых горизонтов окрестных мест. Погребения в обоих случаях сопровождались определенной обрядностью, в состав которой входила подготовка поверхности участка, где планировалось насыпать курганы. Сам процесс возведения кургана был многокомпонентный, возможно, так же имел ритуальное значение, поскольку прослои в насыпях имеют различных генезис. Вопрос о последовательности создания курганов создания курганов является наиболее дискуссионным в нашем исследовании. Ввиду тотальной нарушенности почвенного покрова и невозможности проследить эволюцию флоры в предшествующие курганам периоды, нет никаких прямых признаков, позволяющих сделать однозначный вывод. Можно опираться исключительно на косвенные показатели. Каждый из этих показателей уязвим и достаточно спорен, но в комплексе они позволяют сделать предположительный вывод. В ходе исследования поселения Колыванское: Выделяется несколько антропогенных этапов развития участка: огородная, возможно, поселенческая и как пустырь или хозяйственный двор. В период агрогенеза в почву, скорее всего, вносились органические и минеральные удобрения, что способствовало обогащению органикой и валовым фосфором все толщи. Далее, вероятно, здесь была какая-то постройка из дерева, а после пожара, участок использовался некоторое время как хозяйственный двор или был пустырем. При этом общая значимость этого разреза в качестве сравнительного материала велика. Так, антропогенное прошлое фоновой почвы позволяет определять скорости восстановления антропогенно измененных почв, например, скорость формирования гумусового горизонта в толще агрогенного. Раскоп 1 характеризуется ровным распределением органики до глубины 35см. Это позволяет высказать предположение, что данный участок также распахивался в недавнем прошлом. Сопоставляя данные по распределению органического вещества и валового фосфора, толщу можно разделить на два блока – 10-35см и 35-50см. Верхняя часть, вероятно, распахивалась. Непосредственно к КС поселения можно относить нижнюю толщу с глубины 35см и до 50см. Современная луговая почва формируется на поверхности относительно мощного культурного слоя, преобразуя его почвенными процессами. Малое количество фитолитов при обилии аморфной органической массы, позволяет сделать вывод, что жители поселения в основном использовали животную органику (шерсть, шкуры и т.п.), а не окрестные травы. В основном это свойственно кочевым народам. Фиксируется слой пожара, но нижние части культурного слоя разлагались естественным путем. Можно предположить, что по мере разложения нижних слоев сверху настилались новые. В раскопе 2 распределение органического вещества типично для почв, нет признаков каких-либо агрогенных воздействий на участок. В тоже время распределение валового фосфора имеет совершенно иной облик и однозначно связано с поселенческим прошлым участка. Вся толща является серией культурных слоев. Вероятно, на данном месте были какие-то постройки, где использовалась древесина и животная органика. Шли процессы естественного разложения органического материала. Согласно полученным количественным данным распределения валового фосфора, можно предположить, что формирование культурного слоя шло без существенных перерывов, т.е. не было длительных этапов запустения, забрасывания, восстановления природных процессов. Фиксируются признаки сильного пожара или серии пожаров близких во времени. После пожара (пожаров) участок был короткое время открыт, осела пыльца окрестных трав, выросли травы, но процессов почвообразования не выявлено, т.е. этот период был непродолжительным. Современная луговая почва формируется на поверхности древнего культурного слоя, видоизменяя его грибным мицелием, корнями трав. Таким образом, интенсивная хозяйственная деятельность в районе раскопов 1 и 2 способствовала формированию культурных слоев – искусственно созданных толщ, обладающих своими, отличными от окружающих почв признаками. Эти признаки устойчивы во времени, что позволяет диагностировать древние поселенческие спустя длительный временной интервал. В качестве устойчивых признаков можно отметить щелочную реакцию почвенных растворов, количество и характер распределения валового фосфора, состав микробиоморфной фракции. Наименее устойчивым во времени, согласно результатам исследований, является содержание и общий тренд распределения органического углерода. /3.7./ /Степень новизны полученных результатов/ Комплексные почвенные и микробиоморфные исследования на археологических памятниках Алтая до сих пор не применялись. Полученные результаты дадут толчок для осуществления реконструкции этнокультурных процессов на Алтае в древности и средневековье. Анализ полученных результатов позволит приступить к реконструкции динамики палеоклимата в эпоху голоцена и хозяйственно-культурной адаптации населения в различных ландшафтно-климатических условиях Алтая


Имеющийся у коллектива научный задел по предлагаемому проекту, полученные ранее результаты, разработ
В ходе реализации проекта были проанализированы различные аспекты формирования исторических ландшафтов археологических памятников, а также антропогенное воздействие на почвы и растительный покров. Рассмотрены проблемы специфики формирования культурного слоя археологического памятника. Выявлены механизмы хозяйственно-культурной адаптации в различных ландшафтно-климатических условиях Алтая В ходе реализации работ по проекту выполнено современное ботаническое описание и описание всех археологических объектов (поселения Усть-Бийка, Тыткескень-IV, Бирюзовая Катунь-7, Березовая Лука, Колыванское, Усть-Колыванка, Тавдинский грот, курганный могильник Бугры). Собран гербарий с территории археологических памятников. Для всех памятников выполнен анализ почв по валовому фосфору: Поселение Усть-Бийка – 9 проб. Поселение Тыткескень-6 - 21 проба. Поселение Бирюзовая Катунь-7 – 33 пробы. Тавдинский грот - 21 проба. Курганный могильник Бугры – 33 пробы. Поселение Берёзовая Лука – 41 проба. Поселение Колыванское-1 – 24 пробы. Для ряда памятников выполнены определения кислотности почвенных растворов (рН): Поселение Бирюзовая Катунь-7 – 33 пробы. Курганный могильник Бугры – 33 пробы. Поселение Берёзовая Лука – 41 проба. Поселение Колыванское-1 – 24 пробы. Для ряда памятников выполнены определения органического углерода (методом Тюрина): Поселение Бирюзовая Катунь-7 – 33 пробы. Курганный могильник Бугры – 33 пробы. Поселение Берёзовая Лука – 41 проба. Поселение Колыванское-1 – 24 пробы. Для всех памятников кроме поселения Усть-Бийка выполнены микробиоморфные исследования. Для поселениий Бирюзовая Катунь-7, Берёзовая Лука, Колыванское-1 и курганного могильника Бугры выполнены определение гранулометрического состава почв. На основании полученных анализов для поселенческих комплексов определены горизонты начального и максимального этапов обживания территории. В ряде случаев (поселение Бирюзовая Катунь-7) уточнены границы памятника. Прослежены особенности формирования культурных слоёв памятников (Тавдинский грот, поселение Бирюзовая Катунь-7, поселение Тыткескень-6) и процессов формирования почв после прекращения функционирования поселений (Колыванское-1). Почвенные и микробиоморфные исследования позволили в ряде случаев реконструировать среду обитания древнего населения Алтая (Тавдинский грот, Бирюзовая Катунь-7, Тыткескень-6, Колыванское-1). Почвенные и микробиоморфные исследования позволили проследить некоторые конструктивные моменты при сооружении элитного курганы скифского времени Бугры (использование кустарников, веток деревьев и тростника при сооружении насыпей кургана), а также последовательность этапов в сооружении курганной насыпи. В настоящее время ведётся работы по интерпретации полученных результатов. Процесс соотнесения полученных материалов по палеоклиматическим данным с анализом современной растительности археологических памятников.


Перечень основных публикаций и публичных выступлений, в которых отражены достигнутые результаты научно-исследовательских работ по проекту
-


Перечень международных, федеральных, региональных и муниципальных конкурсов, в которых проект был признан победителем
-


Текущая стадия разработки проекта
Научно-исследовательская работа


Патентная чистота научно-технического задела, его защищенность
Данный вопрос не рассматривался


Тип научно-исследовательской работы
Создание научно-технического задела по технологиям


Описание основных ожидаемых научных результатов
В ходе реализации проекта проанализированы различные аспекты формирования исторических ландшафтов археологических памятников, а также антропогенное воздействие на почвы и растительный покров. Прведены исследования специфики формирования культурного слоя археологического памятника. Выполнено моделирование среды обитания древнего населения, выявление механизмов хозяйственно-культурной адаптации в различных ландшафтно-климатических условиях Алтая.


Ожидаемая научная, научно-техническая продукция
рукопись коллективной монографии


Срок реализации Проекта (месяцев)
6


Необходимый объем финансирования (тыс. руб.)
350000


Ключевые слова

-


Графические, презентационные, текстовые и иные материалы к проекту

-