Название: Основы биогеохимии - Добровольский В.В.

Жанр: Химия

Рейтинг:

Просмотров: 1441


Согласно полученным данным, с атмосферными осадками поступает (кг/км2-год): кальция — 1474; магния — 180; калия — 423; натрия — 139; фосфора — 114; железа — 7; цинка — 14. Массы главных элементов, поступающих из атмосферы, по отношению к их массам, вовлекаемым в биологический круговорот, составляют от 20 % (кальций) до 4,5 % (калий) — 2,5 % (железо). Вместе с тем некоторые тяжелые металлы (например, цинк) поступают из атмосферы в количестве, соизмеримом с их массами, вовлекаемыми в биологический круговорот.

Возможно, что указанная в табл. 12.7 масса элементов, содержащихся в корневой системе деревьев, занижена вследствие того, что самые мелкие корни специально не изучались. Такие исследования, проведенные в смешанном лесу Уокер Бранч в штате Теннеси (США), показали, что в самых мелких корнях сосредоточено около 80 % всей массы металлов, находящихся в корневой системе деревьев. Причина этого явления не установлена, но можно предполагать, что это связано с аккумуляцией металлов в ризосфере или на активной периферии корневых волосков.

Общая картина распределения масс свинца и цинка вдревесной растительности леса Уокер Бранч, состоящего из дуба, гиккори, сосны и желтого тополя, приведена на рис. 12.3. Территория находится примерно на 35° с.ш.

Pb                                                     Zn

Подпись: Толщина корней 
 < 0,5см 0,5-2,0 см > 2,0 см Все-го 
а ... 75 20 6 99 
б .. 200 46 11 257 
в ….58 11 5 69 
г ..95 17 7 109 
Подпись: Толщина корней 
 < 0,5см 0,5-2,0 см > 2,0 см Всего 
а ... 190 88 37 276 
б .. 280 110 43 433 
в .. 320 88 31 408 
г ...470 77 43 590

 

 

 

 

 

Рис. 12.3. Распределение масс свинца и цинка в древесной растительности листопадного леса Восточного Теннесси, США, г/га (составлено автором по данным Р.Ван Хука, У.Харриса и Г.Хендерсона, 1977): а — каштановый дуб; б — гиккори (сагуа)\ в — сосна; г — желтый тополь

Лес существует в условиях сбалансированного атмосферного увлажнения при величине атмосферных осадков около 1500 мм/год. Как следует из данных рис. 12.3, основная часть массы металлов, находящихся в деревьях, сосредоточена в стволах и мелких корнях.

Завершая анализ распределения масс тяжелых металлов в структуре лесных фитоценозов, следует обратить внимание на то, что закономерности этого распределения зависят от степени атмосферного увлажнения: по мере усиления гумидности ландшафтов происходит возрастание величины (%) масс металлов, содержащихся в стволах деревьев.

 

12.2. Биогеохимические особенности

почв пояса внетропических лесов

 

Почвы лесных ландшафтов при всем их разнообразии имеют общие черты, обусловленные близким характером происходящих в них биогеохимических процессов. В результате замедленного биологического круговорота на поверхности почв залегает слой слаборазложившихся продуктов спада — лесная подстилка (горизонт А0). Преобладание атмосферных осадков над испарением и присутствие легкорастворимых гумусовых кислот, образующихся при разложении растительных остатков микроорганизмами, среди которых важную роль играют грибы, способствуют формированию кислых, систематически промываемых почв. Сбалансированное соотношение атмосферных осадков и испарения сопровождается лишь периодическим промачиванием почв, имеющих вследствие этого слабощелочную реакцию.

Для всех типов почв лесных ландшафтов характерна аккумуляция элементов питания в лесной подстилке, под которой расположен горизонт их выноса. Еще ниже концентрация элементов постепенно увеличивается вплоть до почвообразующей породы. Некоторые элементы в отдельных типах почв образуют горизонт слабоповышенной концентрации под горизонтом выноса. В иллювиальных подзолах тайги это связано с выпадением органических соединений и гидроксидов железа, в которых фиксируются тяжелые металлы и близкие им рассеянные элементы. В кислых бурых и дерново-подзолистых почвах лиственных лесов проявляется эффект лессиважа — вымывание высокодисперсных частиц из верхней части профиля и осаждение их в средней. С дисперсными частицами перемещаются адсорбированные элементы.

Дифференциация тяжелых металлов между исходной породой и лесной подстилкой проявляется не только в подзолистых почвах таежных лесов Европы и Северной Америки, но также в почвах таежно-мерзлотных ландшафтов Восточной Сибири.

В почвах листопадных субтропических лесов со сбалансированным режимом атмосферных осадков и жестколиственных лесов, существующих в условиях сезонно-аридного (средиземноморского) климата, дифференциация металлов по профилю выражена слабее, но их аккумуляция в лесных подстилках очевидна.

В подстилках ненарушенных лесных фитоценозов выделяются два горизонта: свежий опад, лежащий на поверхности почвы, и находящийся под ним частично разложившийся и уплотненный опад. Химический состав нижнего горизонта лесной подстилки отличается от верхнего более высоким содержанием азота, лигнина и суммы зольных элементов.


Оцените книгу: 1 2 3 4 5