Название: Основы биогеохимии - Добровольский В.В.

Жанр: Химия

Рейтинг:

Просмотров: 1656

Избыточное грунтовое увлажнение способствует формированию разного рода глеевых почв. Условиям слабой заболоченности соответствуют подзолисто-глеевые почвы с несколько увеличенной массой лесной подстилки. При более сильном заболачивании на поверхности почвы образуется горизонт торфа, который в болотных почвах достигает значительной мощности. В лесной подстилке подзолов в 2 — 3 раза больше фульвокислот, чем гуминовых, а в торфяном горизонте болотных почв, наоборот, преобладают гуминовые кислоты. Это отражается на более низком значении рН водной экстракции из лесной подстилки подзолов и более энергичной миграции из них элементов.

Концентрации многих металлов в торфяно-болотных почвах часто больше, чем в подзолистых. В болотных почвах также значительно выше относительное содержание элементов, связанных с гуминовыми кислотами, а меди — с фульвокислотами. Соединения меди с фульвокислотами легко вымываются, поэтому в почвенном профиле ниже гумусового горизонта их больше, чем соединений с гуминовыми кислотами. Концентрация металлов, связанных с разными типами органических соединений, в торфяно-болотных и подзолистых почвах соизмерима, но общая масса этих соединений в болотных почвах значительно больше.

12.3. Водная миграция элементов в зоне

бореальных и суббореальных лесов

Почвенные (лизиметрические) воды таежных лесов содержЛ значительное количество растворимых гумусовых кислот. В часг ности, величина рН лизиметрических растворов иллювиально-мусовых подзолов северной части Карелии и Кольского полуострова колеблется от 3,8 до 5,5. Концентрация органического углерода максимальна в лизиметрических растворах из подстилок: по данным Н.В.Лукиной и В.В.Никонова (1998) до 100 м/л и выше.

Элементы, мобилизованные благодаря биогеохимическим процессам, происходящим в почве, вовлекаются в водную миграцию поверхностным и грунтовым стоками. Низкая минерализация и присутствие значительного количества растворимых органических соединений особенно отчетливо выражены в таежно-мерзлотных ландшафтах, где зона активного водообмена представлена над-мерзлотными водами и таликовыми участками по долинам рек.

Некоторое количество металлов поступает в грунтовые над-мерзлотные воды с атмосферными осадками. В области распространения таежных хвойных лесов в пределах 60 — 70° с.ш. в месячных пробах атмосферных осадков содержится (мкг/л): марганца — 12; свинца — 4,4; меди — 4,0; никеля — 3,0. В южной части лесной зоны в границах 50 — 60° с.ш. концентрация слабо возрастает (мкг/л): марганца — 20; свинца — 6,0; меди — 5,0; никеля — 3,5. Указанные количества играют скромную роль в массообмене элементов в экогеосистемах южной половины лесной зоны, но ощутимы в ее наиболее северных районах, особенно в области развития многолетней мерзлоты.

Н.Б.Никитина (1973) установила, что в таежно-мерзлотных ландшафтах кристаллических плато и нагорьях Восточной Сибири широко распространены ультрапресные воды. Их минерализация составляет всего 16 — 85 мг/л, а растворенных органических соединений больше, чем минеральных. В составе первых преобладают фульвокислоты. С ними связано присутствие меди, ванадия, никеля, кобальта, свинца, иттрия, бериллия в виде металлоорга-нических комплексных соединений. Концентрация перечисленных элементов повышается с увеличением растворимого органического вещества (рис. 12.5).

Рис. 12.5. Зависимость концентрации меди от концентрации растворимого

органического вещества в ультрапресных водах таежно-мерзлотных ландшафтов

Восточной Сибири (по Н.Б.Никитиной, 1973)

На обширной площади лесной зоны Евразии в направлении с севера на юг подзолистые и мерзлотно-таежные почвы под хвойными лесами сменяются дерново-подзолистыми под лесами смешанного состава, затем серыми и бурыми лесными почвами под лиственными лесами. Соответственно возрастает минерализация поверхностных вод и уменьшается содержание растворимых органических кислот. Отмеченная закономерность — только общая тенденция, которая нарушается изменением состава прчвообразую-щих пород. Биогеохимические процессы, протекающие в подзолистых почвах, сформированных на песчаных водно-ледниковых и древнеаллювиальных отложениях, способствуют понижению минерализации вод и относительному обогащению их фульво-кислотами. Такая ситуация, в частности, характерна для песчаных низменностей Восточно-Европейской равнины — Мещеры, Белорусского Полесья и др. Распространение покровных суглинков, наоборот, влечет за собой повышение величины рН природных вод и увеличение их минерализации. Тем не менее тенденция к возрастанию концентрации рассеянных элементов в водах по мере уменьшения бореальности ландшафтов хорошо прослеживается в отдельных регионах, в частности в Сибири (табл. 12.10). Возрастание концентрации разных элементов неодинаково, поэтому по мере увеличения общей минерализации изменяется их соотношение. Например, в водах тундровых и северотаежных ландшафтов в наибольшем количестве присутствует цинк, но в ландшафтах смешанных лесов он отступает на третье место после стронция и марганца. Отношение стронций: барий в водах тундровых ландшафтов равно 2,3, в северотаежных — 2,9, в ландшафтах смешанных лесов — 5,5. Отношение медь : галлий соответственно 4,9; 6,1; 8,1.