Название: Основы биогеохимии - Добровольский В.В.

Жанр: Химия

Рейтинг:

Просмотров: 1585

Рифообразующие сообщества атоллов наряду с другими типами коралловых островов — одна из наиболее высокопродуктивных морских экосистем. Их справедливо рассматривают как своего рода оазисы, затерянные среди пустынных пространств океана. Например, по данным Ю. Одума, рифовые сообщества атолла Эневеток в 120 раз продуктивнее окружающих сообществ открытого океана. Если ориентироваться на средние значения продуктивности тропического пояса Тихого океана, то контраст будет еще больший. Эффект проявления огромной биологической продуктивности на фоне олиготрофных водных масс океана получил в экологической литературе название главного парадокса кораллового рифа.

Определение биомассы и динамики наземной растительности коралловых островов отсутствует. По аналогии с данными для светлых (листопадных) тропических лесов можно предположить, что значения прироста растительности атоллов находятся в интервале 50—100 ц/га в год, что в 3 — 5 раз меньше продуктивности подводных рифовых биоценозов. При средней зольности наземных растений 5% годовой оборот зольных веществ составит 250 — 500 кг/га. Участие металлов в годовом обороте выражается следующими ориентировочными значениями (мг/м2): железо — 1 — 15; цинк — n; медь — около 1; марганец, никель, свинец— 0,1n. Эти значения соизмеримы с количеством металлов, поступающих на поверхность островов с атмосферными осадками.

Биологический круговорот химических элементов в ландшафтах островов неразрывно связан с процессами, протекающими в почве. Своеобразие атолловых почв обусловлено тем, что их химический состав формируется не столько за счет вещества почвооб-разующей породы, сколько в результате поступления химических элементов извне. Элементы, аккумулированные в спаде растительности, поступают в почву, где осуществляются сложные процессы трансформации. В эти процессы включаются непрерывно выпадающие из тропосферы жидкие и сухие осаждения, компоненты карбонатного субстрата, продукты жизнедеятельности колоний птиц.

Продукты спада быстро измельчаются беспозвоночными, поэтому в составе почвенного органического вещества преобладает мелкий детрит обуглероженных растительных тканей, состоящий преимущественно из частиц меньше 1 мм. Изучение распределения органического детрита показало, что его содержание возрастает по мере уменьшения размера фракций. Почти вся масса частиц меньше 0,001 мм состоит из органического вещества. Инертная часть гумуса в верхнем горизонте профиля достигает 90 %. В активной части гумуса фульвокислоты преобладают над гуминовыми, но растворимые органические кислоты быстро нейтрализуются карбонатными грунтами, в результате чего содержание гумуса резко уменьшается при переходе от гумусового горизонта к нижерасположенным.

Распределение тяжелых металлов по профилю атолловых почв повторяет распределение гумуса: концентрации сильно уменьшаются от гумусовых горизонтов к почвообразующей породе. Запасы тяжелых металлов изменяются в соответствии с изменением запасов гумуса. В то же время концентрация главного микроэлемента коралловых известняков — стронция — в гумусовом горизонте значительно ниже, чем в почвообразующих породах.

Основная масса металлов, содержащихся в почвах атоллов, связана с почвенным органическим веществом, которое играет главную роль в регулировании потоков миграции металлов из почвы. Установлено, что в водный раствор, находящийся в равновесии с гумусовым горизонтом почвы, переходит незначительное количество металлов: единицы микрограммов на 1 г железа и цинка, десятые доли меди, сотые — свинца. При этом истинно растворимые формы, подвергающиеся диализу, составляют около 50 % с некоторыми отклонениями для разных металлов. В результате электродиализа обнаружено, что среди истинно растворимых форм металлов наряду с катионами имеются отрицательно заряженные ионы и электронейтральные частицы. Преобладающая часть истинно растворимых форм железа и цинка представлена электронейтральными частицами. Среди растворимых форм меди около 50 % составляют катионы. Исходя из соотношения миграционных форм, можно предположить, что лишь очень небольшая часть металлов, связанных в органическом веществе почвы, может захватываться растениями. Вероятно, большую часть металлов, захватываемых растительностью атоллов, составляют растворимые формы, поступающие с атмосферными осадками.

Рекомендуемая литература

Добровольский В. В. Глобальные циклы миграции и особенности биологического круговорота тяжелых металлов на океанических островах // Почвоведение. - 1988. - № 7. - С. 102-114.

Добровольский В. В. Биогеохимия атоллов // Природные и антропогенные биогеохимические циклы: Тр. Биогеохимической лаборатории. — М.: Наука, 1990.-Т. 21.-С. 5-34.

Елпатьевский П. В., Таргульян В. О. Геохимические парадоксы коралловых островов Тихого океана // Известия АН СССР. — Сер. геогр. — 1985.-№ 4.-С. 35-46.

Контрольные вопросы

1. Как проявляется влияние Мирового океана на биогеохимические процессы, протекающие на суше?