Название: Основы биогеохимии - Добровольский В.В.

Жанр: Химия

Рейтинг:

Просмотров: 1461


Колебания концентрации элементов в коренных горных породах и рыхлых покровных отложениях детерминируют геохимическую неоднородность биосферы суши независимо от деятельности живых организмов. В то же время геохимическая мозаич-ность педосферы и рыхлого покрова континентов является важным фактором развития органического мира. В какую бы сторону ни было направлено отклонение концентрации химического элемента — в сторону повышения или понижения от кларкового значения — оно должно отражаться на биологическом круговороте элементов и составе местных живых организмов. В первую очередь это относится к растениям, которые непосредственно связаны с минеральным веществом почв и отражают колебания его состава.

Вторая группа факторов, способствующих геохимической неоднородности биосферы, связана с неодинаковой интенсивностью вовлечения химических элементов в миграционные процессы в разных экогеохимических системах. Степень интенсивности вовлечения элемента в миграцию характеризуется числовым значением специальных безразмерных коэффициентов — ландшафт-но-геохимических показателей.

Коэффициент водной миграции. Характер атмосферного увлажнения территории не только в значительной мере обусловливает интенсивность биогеохимических процессов, но в сочетании с определенными почвенно-геоморфологическими условиями является важным фактором водной миграции химических элементов на суше, их мобилизации и включения в миграционные циклы различной протяженности.

Определенное количество атмосферной воды, не израсходованное на испарение и транспирацию, стекает по поверхности, вовлекая химические элементы в водную миграцию. Величина стока определяется не только соотношением количества атмосферных осадков и испаряемостью, но и зависит от рельефа, водоустойчивости почвообразующих пород и почв, характера растительности, режима выпадения осадков, климатических условий и др. Водный сток на большей части суши составляет от n×10 до (300 — 400)×103 м3/км2 в год, в экстрааридньгх областях значительно меньше. Массы химических элементов, вовлекаемые в водную миграцию, также неодинаковы и зависят от всего комплекса природных условий водосборной площади. Величина суммарного годового выноса химических элементов в растворимой форме на равнинах и крупных возвышенностях составляет единицы — десятки тонн, в горных районах — десятки и сотни тонн на квадратный километр. Вынос взвесей (твердый сток) на равнинах соизмерим с массами элементов, мигрирующими в виде растворов, но в условиях пересеченного рельефа превышает их в несколько раз, а в горных областях твердый сток на математический порядок больше выноса растворенных масс.

Наиболее геохимически активными компонентами водного стока являются растворимые формы химических элементов. Интенсивность вовлечения их в миграцию оценивается коэффициентом водной миграции КВ, равным отношению концентрации элемента в сухом остатке воды к его концентрации в почвообразующей породе данного района. Этот показатель не применим к таким циклическим элементам, как хлор, а также к элементам, которые в результате микробиологической деятельности или испарения переходят в газообразную форму и активно мигрируют в атмосфере (сера, иод, ртуть). Для большей части других химических элементов, особенно тяжелых металлов, использование этого коэффициента вполне оправдано.

В каждом конкретном районе химические элементы имеют свою числовую величину КB, свойственную только этим районам. Это можно наглядно представить в виде графиков и гистограмм коэффициентов КB.

Коэффициент биологического поглощения. Как показано в разд. 2.3, интенсивность вовлечения химических элементов из почвы в биологический круговорот характеризуется коэффициентом биологического поглощения К6, который равен отношению концентрации элемента в золе растений к его концентрации в почвообразующей породе. Для некоторых элементов этот коэффициент дает представление не о захвате их из почвообразующей породы, а о суммарных поступлениях в организм растений из атмосферы и почвы.

Особенно это касается циклических элементов и мигрирующих в газообразной форме. Тем не менее для многих химических элементов рассматриваемый коэффициент служит хорошим показателем интенсивности их вовлечения из почвообразующих пород, почв и содержащихся в них вод в качественно иное состояние — в состав живого вещества.

На фоне общих закономерностей, отмеченных в разд. 2.3, заметно проявляется влияние конкретных природных условий. Так, для таежной растительности характерен резкий контраст степени аккумуляции рассеянных элементов, достигающий трех математических порядков и более, в то время как в других типах растительности этот контраст обычно составляет от 10 до 100 раз. Некоторые элементы сильнее поглощаются растительностью в одних ландшафтах, слабее — в других. В частности, стронций слабо поглощается растительностью тайги и тундры, а в растительности аридных ландшафтов имеет К6 значительно больше единицы. Каждый тип растительности в конкретном местообитании характеризуется своими величинами К5 химических элементов.

Следует подчеркнуть, что величина К5 не зависит от концентрации элемента в исходной породе, а характеризует интенсивность его вовлечения в биологический круговорот.

Приведенные данные свидетельствуют, что природные пояса и зоны представляют собой сложную мозаику участков, различающихся геохимическими и биогеохимическими особенностями.

 

10.3. Элементарный ландшафт (элементарная

 экогеосистема) как основная

хорологическая единица биосферы Мировой

суши


Оцените книгу: 1 2 3 4 5