Название: Основы биогеохимии - Добровольский В.В.

Жанр: Химия

Рейтинг:

Просмотров: 1441


Острова, сложенные магматическими или осадочными породами, являются менее удобным объектом для изучения. Химические элементы, в том числе тяжелые металлы, содержащиеся в породах, наследуются почвами, поступают в растения и маскируют поток металлов, непрерывно идущий из атмосферы.

Климатические условия атоллов определяются их расположением в тропическом поясе Мирового океана. Температура воздуха на протяжении года устойчиво держится на уровне 27 —28 °С, количество осадков — около 1500 — 3500 мм/год при варьирующей длительности влажных и сухих сезонов на разных островах. Испаряемость значительная — 1200— 1500 мм/год.

По морфологии и строению выделяются две группы атоллов. К первой группе относятся низкие, или песчаные, острова, высота которых не превышает 3 — 4 м над уровнем прилива. Они представляют собой аккумуляции кораллового песка или более грубых обломков на плотном рифовом основании. Ко второй группе относятся высокие, или поднятые, атоллы. Они сложены плотными рифовыми известняками и обычно имеют несколько абразионных террас.

Несмотря на общие климатические условия, гидрологический режим низких и высоких островов сильно различается. На низких островах происходит систематическое промывание почв. Дождевыеводы насыщают коралловый песок и, обладая меньшей плотностью, располагаются на тяжелой соленой морской воде, насыщающей основание острова. Высокие атоллы сильно закарстованы, дождевые воды быстро проходят сквозь многочисленные каверны, поэтому сплошной горизонт пресных вод отсутствует.

Неодинаковые гидрологические условия атоллов разного типа заметно влияют на состав растительности. Первичная растительность низких атоллов почти полностью заменена рощами кокосовой пальмы (Cocas nucifera) частично естественного происхождения, частично насажденные человеком. Пальмовые рощи отделяет от границы прилива узкая полоса зарослей сцеволы (виды Scaevola), турнефорции (Tournefortia), которые местами прерываются отдельными экземплярами калофиллюма (Calophyllum) с огромными и густыми кронами. Для прибрежной полосы атоллов Тихого океана типичны панданусы (Pandanus). Под пальмами располагается прерывистый травянистый покров из дерновинных злаков (виды Kyllinga, Stenotaphrum, Briophyllum, Tridaxnpp.), к которым в более влажных местах добавляются папоротники (Nephrolepis, Polypedium и др.). Среди пальмового леса встречаются отдельные экземпляры и группы деревьев (Casaurma, Hernandia, Calophyllum, Terminalia, Ariocarpus и др.). На осушаемых в отлив участках лагун присутствуют заросли мангров, состоящие главным образом из авиценний и ризофор с нерегулярным присутствием лагункулярий.

Растительность высоких атоллов имеет другой облик и состав. Здесь благодаря сильно развитому карсту даже при больших значениях годовых атмосферных осадков сказывается недостаток влаги. Особенно заметно это проявляется при наличии продолжительных сухих сезонов. На закарстованной поверхности рифовых известняков преобладают ксерофитные заросли искривленных кустарников, состоящие из пемфиса (Pemphis acidula), сурианы (Suriana), молочаев (Euphorbia), теспезий (Thespesid). Встречаются отдельные экземпляры агав, фикусов, алоэ. Травянистый покров фрагментарен, в его составе преобладают низкие злаки (Stenotaphrum, Eragrostis и др.), осоки, местами пучки Plumbago aphylla.

Разнообразие и большая биомасса тропической растительности островов находятся в несоответствии с химическим составом карбонатного субстрата. Недостаточное количество фосфора, калия, тяжелых металлов в почвообразующих породах коралловых островов должно создавать непреодолимые трудности для развития растений. Но биомасса и продуктивность атолловых фитоце-нозов близка к некоторым распространенным фитоценозам тропической суши. Следовательно, дефицит элементов минерального питания растений в почвообразующих породах восполняется за счет других источников.

Специфическим источником поступления химических элементов, необходимых для нормального развития растительности островов, являются колонии птиц. Их роль, скромная в континентальных условиях, приобретает значение важного фактора для биогеохимических циклов океанических островов и некоторых побережий. Наиболее существенно значение колоний птиц для цикла фосфора. В последнее время появляются данные о том, что именно этот элемент, а не азот лимитирует развитие живого вещества Мирового океана. Не менее важное значение фосфор имеет для геохимии островных ландшафтов.

Ориентируясь на данные А.А.Безбородова и В.Н.Еремеева (1984), можно считать, что на поверхность островов на протяжении года из атмосферы выпадает 0,9—1,0 кг/га фосфора, в том числе 0,1 — 0,2 кг/га в растворенной форме с дождевыми осадками. Значительные количества фосфора накапливаются благодаря массовым колониям птиц. Наблюдения английских орнитологов М.Брука и Д.Хьюстона (1983) на острове Кузен (Сейшельские острова) показали, что в местах колоний птиц накапливается до 0,9 т/га органического вещества, преимущественно помета.

Помет птиц состоит из смеси органических соединений, мочевой кислоты и ее солей, солей минеральных кислот. Эти агрессивные соединения, растворяющиеся в дождевой воде, активно взаимодействует с рифовыми известняками, что приводит к образованию скоплений фосфатов кальция — так называемых атолловых фосфатов. Растворимые соединения фосфора стекают в океан и, поступая в пищевые цепи рифового сообщества, поддерживают его необычайно высокую биогенность. Последняя, в свою очередь, обеспечивает базу питания птиц. Таким образом, состояние кораллового рифа, как оазиса в океане, в значительной мере обусловлено биогеохимическим циклом фосфора, который связан с жизнедеятельностью массовых колоний птиц.

Наряду с фосфором гуано содержит многие рассеянные химические элементы. Поэтому фосфатизованные участки известняков отличает большее количество некоторых металлов, чем чистые, не затронутые биогенной фосфатизацией рифовые известняки и атолловые пески. По мере увеличения содержания фосфора повышается концентрация железа, цинка, кадмия, но уменьшается концентрация стронция вследствие его выщелачивания из рифовых известняков кислыми растворами.


Оцените книгу: 1 2 3 4 5