Почвенная карта Европейской России 1900 года как источник информации для агроэкологической оценки земель центральных губерний (исторический аспект)

ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

УДК 631.47

ПОЧВЕННАЯ КАРТА ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ 1900 ГОДА КАК ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЗЕМЕЛЬ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ГУБЕРНИЙ (ИСТОРИЧЕСКИЙ АСПЕКТ)1

В.А. Кириллова, И.О. Алябина

С Почвенной карты Европейской России 1900 г. снята информация об агроэкологи-чески значимых параметрах почв. С использованием ГИС получены количественные картографические оценки естественного плодородия, способности к закреплению питательных веществ и легкости обработки почв. Данные используются в ходе проведения междисциплинарных исследований (историки, почвоведы) для выявления роли почвенного покрова в хозяйственном освоении центральных губерний Европейской России в XVIII в. путем сопоставления с социально-экономическими параметрами из комплекса материалов Генерального межевания.

Введение

Активно идущие в настоящее время процессы междисциплинарной интеграции и информатизации научных исследований касаются как естественных, так и гуманитарных наук. Рождение новой информационной среды развития исторической науки во многом обусловлено возможностью доступа к ее источникам, а также появлением новых способов извлечения из них информации. Так, например, современное цифровое прогнозное почвенное картографирование основано на гипотезе В.В.Докучаева, сформулированной еще в 1886 г. [17].

Изменились не только методика и техника исследования, которые, безусловно, влияют на способы фиксирования, сохранения и передачи информации, но и сами представления о тематике, задачах и возможностях исторических работ [8].

Раздел исторической информатики, который связан с изучением пространственных закономерностей исторических процессов и явлений, привлекает внимание как историков, так и представителей естественно-научных дисциплин, прослеживающих изменчивость своего объекта во времени. Привлечение исторических карт сильно дополняет источниковую базу любого исследования, а в ряде случаев возможности компьютера позволяют поставить этот вид источников на одно из первых мест и сделать картографические материалы основой крупных научных проектов. Такие работы особенно интересны, когда картографический материал охватывает несколько временных срезов [27].

Однако исследования с применением геоинформационных систем (ГИС) еще не столь популярны в отечественной историографии. Можно указать только одну серию работ, в которой ГИС служат основой исторического исследования. Это публикации Н.В. Пио-тух, в которых они на основе Писцовых книг и материалов Генерального межевания применяются для изучения хозяйственной деятельности крестьянства России в XVII-XVШ вв. [11, 12].

Можно выделить отдельные публикации российских и зарубежных историков, в которых рассматриваются разные аспекты применения ГИС в исторических исследованиях и практически не затрагиваются общие проблемы и методика применения [1, 5, 6,9, 13].

За рубежом работы, касающиеся использования ГИС в исторических исследованиях, стали появляться в конце 80-х — начале 90-х гг. прошлого века [19,29, 34, 37, 39, 42]. В последующие годы спектр применения ГИС в этом направлении продолжал расширяться [20, 21, 23, 24, 26, 30—32, 35, 36, 38, 40, 41]. В Западной Европе, Северной Америке, Австралии уже созданы или создаются мощные комплексы картографических исторических данных, выполняются проекты, связанные как с историей отдельных регионов и стран, так и целых континентов. Существуют корпусы компьютерных исторических карт и геоинформационные системы, связанные с проблемами демографии и миграции населения, археологии и этнологии, экономической и социальной истории, политики и культуры. Некоторые из них касаются истории России [36].

В последнее десятилетие число работ исторической направленности с ГИС-составляющей неуклонно растет. Как пишет A.K. Knowles [33], географическая тематика всегда вызывала интерес историков, рассматривающих карты как «живые инструменты» в понимании человеческого поведения, а геоинформационные системы как универсальное средство анализа пространственных данных являются средством конвергенции географии и истории в свете наметившейся тенденции к сближению двух наук.

Вместе с тем, определяя использование ГИС в исторических исследованиях как быстро развивающееся направление и отмечая многочисленные примеры успешного применения их для нужд истории, специалисты указывают на то, что эта область находится пока в стадии раннего становления, несмотря на богатые возможности программного обеспечения [22, 25].

Процессы междисциплинарной интеграции и информатизации научных исследований во многом определяют актуальность поставленной темы. Эти процессы касаются как естественных, так и гуманитарных наук. Происходит смена этапа дифференциации дисциплин, на котором узкая специализация служит средством накопления знаний, на новый системный подход.

Цель данного исследования — количественная оценка агроэкологических характеристик земель с использованием методов ГИС на основе сводной Почвенной карты Европейской России 1900 г. [16]. Это представляет интерес для определения роли почвенного покрова в экономическом развитии (в первую очередь сельскохозяйственном) центральных регионов Европейской России в XVIII в. в ходе дальнейшего сопоставления результатов картографической оценки земель с социально-экономическими параметрами [7, 28]. Карта, составленная Н.М. Сибирце-вым, Г.И. Танфильевым и А.Р. Ферхминым под редакцией В.В. Докучаева, наиболее подходит для этой работы, поскольку она была первой почвенной картой, основанной на полевых почвенно-картографи-ческих исследованиях, начатых в Нижегородской, а затем продолженных более чем в 20 губерниях Центральной России.

Проведенная в 1882—1887 гг. Докучаевым и его учениками оценка почв в Нижегородской губернии стала первым, не имеющим аналогов ни в России, ни за границей опытом такого масштаба и характера — изучение связи почв и окружающей среды. Необходимость проведения такого рода исследования была обусловлена бурным развитием новых капиталистических форм хозяйства после реформы 1861 г. Земля стала объектом купли, продажи, закладки, аренды и других операций. Все это требовало непременной объективной оценки земельных угодий, и земство выдвинуло свой заказ — предложить научный метод

определения ценности почв. Докучаевские работы в Нижегородской губернии дали новый — генетический, принцип для выделения почвенных единиц, названных Докучаевым типами почв, принцип пригодный для всех климатов и районов обширного Российского государства. С применением идей до-кучаевского генетического почвоведения почвенная картография приобрела высокое производственное значение и стала основой инвентаризации основного средства производства [3].

Единой и универсальной классификации почв на момент проведения исследований в Нижегородской губернии в России не было, и В.В.Докучаев в своих работах большое внимание уделял периоду подготовки к созданию классификации и видел его в выяснении трех ключевых моментов: определение понятия «почвы», выделение основных типов происхождения почв и обозначение главных, наиболее существенных признаков почв. Свою первую классификацию Докучаев предложил в 1886 г. Главная идея, лежащая в ее основе, следующая — почва как функция факторов почвообразователей. В этой классификации по наличию первичных генетических признаков он выделил три главных отдела почв: нормальные, переходные, анормальные. Далее шло разделение этих отделов на классы по степени связи почвы с материнской породой, т.е. по способу происхождения. Так, в отделе нормальных почв были выделены три класса: растительно-наземные, сухопутно-болотные и болотные. Эти классы делились по климатическим полосам (тип гумуса) и по гранулометрическому составу.

В период с 1886 по 1900 г. В.В. Докучаев опубликовал четыре издания своих классификаций, однако основная идея оставалась прежней, изменения были только в группировке элементов. Продолжателем дела Докучаева стал его ближайший сподвижник Н.М. Сибирцев. Именно его классификация легла в основу сводной Почвенной карты Европейской России. Ее главная идея — деление почв по географическому принципу, т.е. выделение зональных, интразональных и азональных почв. Дальнейшее их разделение на генетические типы основано на характере динамических процессов почвообразования (черноземообра-зование, подзолообразование и т.д.). Интразональные почвы понимаются как почвы, расположенные пятнами внутри зональных вследствие очень сильного влияния локальных факторов. К таковым относятся солонцы, рендзины, иловато-болотные почвы и т.д. В классификации подробно рассмотрены внутренние свойства почв, такие, как характер перегноя и механический состав [2]. Именно эти параметры и были использованы в ходе агроэкологической оценки земель, поскольку их характеристика встречается практически во всех описаниях почвенных типов, а также и в легенде карты.

Материалы и методы исследования

Сводная Почвенная карта Европейской России масштаба 60 верст в дюйме (1:2 520 000) была оцифрована [7]. Работы проводили в программе MapInfo Professional ver. 10.5.

Основными источниками информации стали легенда к Почвенной карте, собрания сочинений В.В. Докучаева, в частности Нижегородские работы [3, 4], труды Н.М. Сибирцевапо классификации почв [14, 15], а также Карта почвообразующих пород европейской части СССР (1:4 000 000) 1968 г. П.Н. Чижикова [18] для уточнения гранулометрического состава.

Любая почвенная карта может служить источником разной информации: как характеристик, содержащихся на ней в явном виде, так и параметров, трансформируемых из других расчетным либо экспертным путем. Детальное изучение легенды, пояснительного текста, а также особенностей классификации, использованной при создании карты, позволило выделить несколько пластов атрибутивной информации.

Из содержащихся на используемой карте, а также в материалах оценки земель данных о почвенном покрове Европейской России были отобраны агрономически значимые параметры: гранулометрический состав и содержание перегноя. Внимание к этим свойствам почв связано не только с их безусловной важностью для земледельческого использования, но и доступностью изучения. Информация об этих параметрах приводится в большей части исследуемых исторических материалов.

Разнородные текстовые и числовые описания показателей, характеризующие практически все типы почв, были приведены к нескольким единым градациям, в свою очередь ранжированным по агроэко-логическим свойствам. Так, 14 различных вариантов значений содержания перегноя, встречающихся на картах и в литературном обзоре, были преобразованы в 6 градаций (табл. 1); также в 6 градаций объединены 9 имеющихся в первоисточниках значений гранулометрического состава (табл. 2).

Таблица 1

Ранжирование данных о содержании перегноя в почвах

Информация из карт и литературного обзора Выделенные градации Естественное плодородие

Содержание перегноя, % Балл

Около 2 3—5 3—4

На основе информации о содержании перегноя была получена балльная оценка естественного плодородия почв. На основе данных о гранулометрическом составе — квалиметрические балльные оценки почв по легкости обработки и по степени закрепления питательных веществ (искусственное плодородие почв). Баллы, присвоенные каждой почве, являются экспертной оценкой, которая базируется на представлениях, полученных об этой почве в результате изучения описаний почвенных типов в материалах к оценке земель Нижегородской губернии [7, 28].

Результаты и их обсуждение

По результатам анализа собранной информации земли всей территории были разделены на следующие группы: почвы, солонцы, аллювиальные почвы и непочвенные образования — рыхлые бугристые пески, соленые грязи, хаки, неразвившиеся или смывные почвы (рис. 1). Солонцы и аллювиальные почвы выделены в отдельную группу ввиду большого

Таблица 2

Ранжирование данных о гранулометрическом составе

Информация из карт и литературного обзора Выделенные градации Легкость обработки, балл Закрепление питательных веществ, балл

Суглинки Глинистый 1 6

Суглинистый и глинистый Суглинистый и глинистый 2 5

Суглинистый Суглинистый 3 3—4

Суглиносупесь Легкосуглинистый 3—4 1; 3

Супесь Супесчаный 6 2

Глинистый Рыхлый песок 5 2

Суглинки и суглиносупеси

Супеси и глинистые пески

Рыхлый песок

разнообразия данных и невозможности их обобщения. Они, как и непочвенные образования, исключены из рассмотрения.

Таким образом, согласно легенде Почвенной карты Европейской России, получен следующий список исследуемых почв: светлобурые2 (рыжие) суглинки; светлобурые (рыжие) супеси (Calcisols)3; каштановые суглинки (Kashtanozems); шоколадный чернозем; тучный чернозем; средний чернозем; слабосупесчаный чернозем; черноземная супесь (Chernozems); темно-серые лесостепные суглинки (деградированный чернозем); серые лесные суглинки (Phaeozems); дерновые и слабоподзолистые суглинки на лёссе; дерновые и подзолистые глинистые почвы на плотных, частью мергелеватых глинах; дерновые и подзолистые суглинки на валунных и иных песчанистых глинах; дерновые и подзолистые супеси и глинистые пески (Albe-luvisols); подзолы (пловки, подноры, луды) (Podzols); перегнойные почвы на известковых породах (ренд-зины) (Leptosols); песчаные почвы (Arenosols).

На основе изучения подробной информации о каждой почве все выделенные на карте почвенные разновидности были охарактеризованы по выбранным агроэкологическим параметрам.

Материалы оценки земель располагают большим объемом данных химического и физического анализов почв. Так, в рамках Нижегородской экспедиции было выполнено 300 определений содержания перегноя, 35 анализов механического состава, 25 — поглотительной способности, 175 — физических свойств

(удельный вес, абсолютный вес, плотность, капиллярность, влагоемкость и др.). Ответственным за проведение химических анализов почв был назначен К.Д. Шмидт, анализы физических свойств почв проводились под руководством В.М. Яковлева.

Содержание перегноя. Это один из важнейших факторов продуктивности сельскохозяйственных земель. В нашей работе информация о содержании перегноя была собрана для оценки естественного плодородия почв: в зависимости от типа они получили те или иные баллы. Итоговая оценка по этому показателю приведена в табл. 3 и на рис. 2. На полученной карте наиболее заметно выделяется черноземная полоса, каштановые почвы южных сухих степей, а также дерновые и подзолистые почвы тяжелого гранулометрического состава в более северных широтах.

Гранулометрический состав. Из числа многих факторов продуктивности сельскохозяйственных земель большое значение имеет гранулометрический состав, поскольку от него в существенной мере зависят химический состав, физические, физико-химические, биологические и другие свойства почв, их режимы, интенсивность и направленность почвенных процессов.

Анализ «Материалов к оценке земель» показал, что важную роль в использовании тех или иных почв играл экономический фактор, т.е. стоимость обработки земли, которая во многом зависела от легкости обработки.

В руководстве к сельскому хозяйству агронома и агрохимика, профессора Московского университета Н.Е. Лясковского уделяется особое внимание вопросу обработки почв [10]. В своей книге он отмечал, что для успешного произрастания культурные растения

Рис. 2. Оценка естественного плодородия почв: 1— низкое, 2 — ниже среднего, 3 — среднее, 4 — выше среднего, 5 — высокое, 6 — нет данных, 7 — непочвенные образования, солонцы, аллювиальные почвы

Таблица 3 Оценка почв по естественному плодородию

Тип почвы Балл

Светлобурые (рыжие) суглинки 2

Светлобурые (рыжие) супеси 2

Каштановые суглинки 4

Шоколадный чернозем 4

Тучный чернозем 5

Средний чернозем 5

Слабосупесчаный чернозем 4

Черноземная супесь 3

Темносерые лесостепные суглинки (деградированный чернозем) 3

Серые лесные суглинки 3

Дерновые и слабоподзолистые суглинки на лёссе 2

Дерновые и подзолистые глинистые почвы на плотных, частью мергелеватых глинах 3

Дерновые и подзолистые суглинки на валунных и иных песчанистых глинах 1

Дерновые и подзолистые супеси и глинистые пески 2

Подзолы (пловки, подноры, луды) 1

Перегнойные почвы на известковых породах (рендзины) 4

Песчаные почвы 2

требуют почвы, до известной степени разрыхленной. Это разрыхление достигается механической обработкой почвы с помощью различных инструментов. В руководстве представлен их подробный обзор.

К ручным инструментам, служащим для раздробления и переворачивания пласта, принадлежат заступ, мотыка и кирка; к конным — соха, косуля и плуг. Самое употребительное в Великой России пахотное орудие — соха. Однако это очень несовершенный инструмент, непригодный для тяжелых и задернелых почв, управление им требует значительных усилий и ловкости со стороны пахаря, даже на рыхлых почвах сохой глубоко пахать нельзя (не глубже 14 см). Ее преимущества в низкой стоимости и легкости хода — требуется одна маленькая крестьянская лошадь, в то время как для плуга — пара не очень мелких лошадей или волов, а на тяжелых почвах — до трех пар волов.

Косуля составляет переход от сохи к плугу. Она гораздо лучше сохи переворачивает пласт, а также годится для поднятия задернелых мест, однако неустойчива на ходу и требует искусства при управлении. Косулю употребляли преимущественно в некоторых северо-восточных губерниях (Ярославская, Костромская, Вятская). Плуг по своей конструкции имеет несколько разновидностей в зависимости от особенностей почв: передковый, полувисячий, без-передковый. Последний легок на ходу, но требует

искусных пахарей; он неудобен для неровных местностей и там, где пахари привыкли к передковым плугам (степная местность). Полувисячий плуг представляет собой переход от передкового к безпередко-вому. При обработке почвы плугом пласт переворачивается так, чтобы нижняя сторона легла наверх. Чем мельче и шире пашется пласт, тем совершенней он переворачивается [10].

Наряду с легкостью обработки гранулометрический состав определяет и степень закрепления питательных веществ, поступающих с удобрением, зависящую в свою очередь от поглотительной способности почв.

При обливании водными растворами, содержащими калий, аммиак или фосфорную кислоту, почвы всегда задерживают часть растворенного вещества. Это их способность носит название «поглощательной» и имеет в высшей степени большое значение для сельского хозяина. Наибольшей поглощательной способностью обладают почвы глинистые, песчаные же — только в незначительной мере, что и объясняет, поТаблица 4

Оценка почв по легкости обработки и степени закрепления питательных веществ

Тип почвы Легкость обработки, балл Закрепление питательных веществ, балл

Светлобурые (рыжие) суглинки 3 4

Светлобурые (рыжие) супеси 6 2

Каштановые суглинки 3 4

Шоколадный чернозем 2 5

Тучный чернозем 2 5

Средний чернозем 3 3

Слабосупесчаный чернозем 4 3

Черноземная супесь 6 2

Темносерые лесостепные суглинки (деградированный чернозем) 3 4

Серые лесные суглинки 3 4

Дерновые и слабоподзолистые суглинки на лёссе 3 4

Дерновые и подзолистые глинистые почвы на плотных, частью мергелеватых глинах 2 6

Дерновые и подзолистые суглинки на валунных и иных песчанистых глинах 4 3

Дерновые и подзолистые супеси и глинистые пески 6 2

Подзолы (пловки, подноры, луды) 3 1

Перегнойные почвы на известковых породах (рендзины) 3 4

Песчаные почвы 5 2

чему так невыгодно давать этим почвам сразу большие количества удобрений, они не задерживаются, а вымываются из нее [3].

В руководстве Н.Е. Лясковского также приведен обширный и подробный обзор всех существующих удобрений. Они делились на два типа: полные, содержащие все необходимые для развития растения вещества, и односторонние, заключающие только одно или несколько из этих питательных веществ. Нередко полные удобрения улучшали также физические свойства почвы и способствовали поглощению питательных веществ растениями. К полным удобрениям относятся: навоз, навозная жижа, извержения человека и компост.

Количество употребляемого удобрения находится в зависимости от многих обстоятельств, из которых важнейшие — качество почвы и потребность возделываемых растений. На почвах рыхлых и горя-

чих выгодно класть за раз меньшее количество удобрения, но зато повторять чаще. Действие среднего удобрения заметно в течение двух-трех лет. К односторонним удобрениям относятся извержения птиц, фосфорокислые, калиевые, остатки технических производств (зола).

Еще один отдельный тип составляли удобрения не прямо действующие, т.е. не вносящие в почву вовсе или мало питательных веществ, но оказывающие действие вследствие того, что делают имеющиеся в почве питательные вещества доступными для корней растений. К этой группе относятся зеленое удобрение, известь, мергель и гипс [10].

На основании изученных литературных материалов, информации о системе обработки почв и внесении удобрений все почвенные типы были ранжированы по степени легкости обработки и степени закрепления питательных веществ (табл. 4; рис. 3 и 4).

Рис. 3. Оценка легкости обработки земель: 1 — трудная, 2 — выше среднего, 3 — средняя, 4 — ниже среднего, 5 — легкая, 6 — очень легкая, 7 — непочвенные образования, солонцы, аллювиальные почвы

Рис. 4. Оценка степени закрепления питательных веществ: 1 — очень слабое, 2 — слабое, 3 — ниже среднего, 4 — среднее, 5 — выше среднего, 6 — сильное, 7 — непочвенные образования, солонцы, аллювиальные почвы

В соответствии с проведенным ранжированием выделенные градации получили оценки по изучаемым характеристикам (табл. 2).

На карте оценки легкости обработки земель, с одной стороны, легкость обработки следует за гранулометрическим составом — чем легче состав почвы, тем меньше усилий нужно приложить и меньше средств потратить на ее обработку. С другой стороны, почвы совсем легкого гранулометрического состава также имеют свои недостатки [3], что нашло отражение в балльной оценке. Так, например, рыхлый песок является крайним в градации по гранулометрическому составу, однако, по результатам ранжирования, таковым не является.

Карта оценки закрепления питательных веществ также основана на зависимости степени закрепления вещества от гранулометрического состава: чем тяжелее гранулометрический состав, тем лучше закрепляются вещества. В.В.Докучаев в своей работе отмечает, что песчанистые почвы более восприимчивы к свежему удобрению и в первые годы внесения дают более значительный прирост производства, в то время как суглинистые отзываются на внесение удобрения не так интенсивно, зато дают наибольшую продолжительность использования внесенного удобрения (навоз) [3]. Однако данная особенность никак не была отражена в балльной оценке песчанистых почв при ранжировании, поскольку в большинстве случаев с практической точки зрения считались невосприимчивыми к удобрению и удобрять их было экономически невыгодно.

Выводы

Перевод Почвенной карты Европейской России 1990 г. в цифровую форму, применение методов ГИС

позволили значительно повысить информационную емкость источника. Разнородные текстовые и числовые описания агрономически значимых параметров типов почв (гранулометрический состав и содержание перегноя) приведены к нескольким единым градациям и далее ранжированы по ряду свойств. В итоге определены количественные оценки агроэко-логического качества земель центральных губерний, включая естественное плодородие почв, закрепление питательных веществ (искусственное плодородие) и легкость обработки.

Полученная картографическая оценка земель центральных губерний используется в ходе проведения междисциплинарных исследований (историки и почвоведы) для выявления роли почвенного покрова в хозяйственном освоении центральных губерний Европейской России в XVIII в. Необходимые для сопоставления социально-экономические данные содержит комплекс материалов Генерального межевания — крупнейшего мероприятия, начатого в 1765 г. правительством Екатерины II, в результате которого было создано большое число карт и детальное описание территории, получены данные об изменении структуры земельных угодий и численности населения.

Этот исторический период связан с хозяйственным и демографическим подъемом российского общества, нашедшим выражение в активном заселении и хозяйственном освоении обширных пространств Северной Евразии. И поскольку подавляющее большинство населения занималось сельским хозяйством, возможности и пределы развития территории определяли в существенной степени наличие земельных ресурсов и качество почв.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

НЭПа // Информ. бюл. Ассоциации «История и компьютер». 2004. № 32.

Поступила в редакцию 09.11.2014

THE SOIL MAP OF EUROPEAN RUSSIA 1900 AS A SOURCE

OF INFORMATION FOR THE AGROECOLOGICAL EVALUATING

OF LAND OF CENTER GUBERNIAS (HISTORICAL ASPECT)

V.A. Kirillova, I.O. Alyabina

Information about significant soil agroecological parameters was extracted from Dokuchaev&s Soil Map of European Russia (1900). Cartographic evaluations of natural soil fertility (by content of organic matter), fixing nutrients arriving with fertilizers, and ease of cultivation soil (by granulomet-ric structure) were the result of GIS using. These data are a part of interdisciplinary studies (soil scientists and historians) for the combination soil characteristics with General Land Survey data of population dynamics and economic development, and further modelling and estimation soil impact in the process of Russia&s territorial expansion and agrarian growth in XVIII c.

Сведения об авторах

Кириллова Василиса Алексеевна, аспирант каф. географии почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова. E-mail: fekda-star@mail.ru. Алябина Ирина Олеговна, канд. биол. наук, доцент каф. географии почв ф-та почвоведения МГУ им.М.В.Ломоносова. E-mail: alyabina@soil.msu.ru.