Средняя концентрация рассеянных элементов в водах болот

Западной Сибири, мкг/л (по С.Л.Шварцеву, 1978)

 

Химический элемент	Верховые болота	Низинные болота	Химический элемент	Верховые болота	Низинные болота
Мn	41,90	52,50	Ti	2,65	1,10
Zn	5,73	9,86	Pb	0,60	0,89
Ва	11,50	9,23	Ni	0,66	0,72
Сu	0,55	1,20	V	0,10	0,19

 

Благодаря высокой концентрации тяжелых металлов в воде болот сильно возрастает захват этих элементов в биологический круговорот и значительно повышается их концентрация в мертвом органическом веществе. В низинных торфяниках Карелии по сравнению с верховыми возрастает концентрация: марганца и цинка — примерно в 2 раза, кобальта — в 3 — 4, молибдена и меди — в 5 —6 раз. В разных районах соотношение концентраций элементов в торфе низинных и верховых болот имеет свои особенности. Выше отмечено, что по мере уменьшения бореальности повышается величина рН природных вод и уменьшается содержание в них растворимых органических соединений. Одновременно с этим снижается контрастность концентраций рассеянных металлов в низинных и верховых торфяниках.

Растения-торфообразователи активно поглощают металлы из грунтовых вод, омывающих неглубоко залегающие залежи руд. В результате образуются биогеохимические аномалии. Используя это явление, финский геохимик М.Сальми предложил метод поиска руд путем анализа торфа. Он обнаружил биогеохимические аномалии меди, свинца, цинка, ванадия и титана в торфяниках вблизи рудных тел, перекрытых ледниковыми отложениями мощностью 10-12м (рис. 12.6).

 

Рис. 12.6. Биогеохимическая аномалия в торфе болота Малмисуо,

Финляндия (по М. Сальми, 1955)

 

Другим распространенным вариантом геохимически подчиненной элементарной экогеосистемы в лесной зоне являются речные поймы. Одна часть взвесей и растворимых соединений, сносимых поверхностным и грунтовым стоками с водораздельных пространств в долины рек, удаляется за пределы района, другая часть продуктов смыва задерживается в поймах. При этом происходит дифференциация химических элементов. В пойменных почвах рек лесной зоны частично задерживаются тяжелые металлы, а хорошо растворимые элементы (натрий, кальций, стронций, бор, литий, фтор) вовлекаются в транзитную миграцию с речными водами и выносятся. В результате в биологический круговорот на поймах вовлекаются дополнительные массы металлов, а в растительности и почве возрастает их концентрация. По этой причине преобладающая часть биогеохимических аномалий в болотах, озерах и речных поймах лесной зоны обусловлена эффектом геохимического сопряжения, а не связана с залежами руд. Такое заключение подтверждено специальными исследованиями в Финляндии. Финский геохимик И.Йлируоканен (1975) обследовал 130 сфагновых болот, из которых в 15 обнаружил биогеохимические аномалии. Лишь часть этих аномалий была связана с рудами, а остальные оказались «ложными», возникшими в результате эффекта геохимического сопряжения.

Рекомендуемая литература

Добровольский В. В., Мельчаков Ю.Л. Динамика массообмена металлов в ландшафтно-геохимических условиях Среднего Урала // Тр. Биогеохимической лаборатории. — М.: Наука, 1990. — Т. 21. — С. 89— 100.

Елпатьевский П. В. Геохимия миграционных потоков в природных и природно-техногенных геосистемах. — М.: Наука, 1993. — 253 с.

Казимиров Н.И., Морозова P.M. Биологический круговорот веществ в ельниках Карелии. — Л.: Наука, 1973.

Лукина В. В. Питательный режим лесов северной тайги. — Апатиты: Кольский научный центр РАН, 1998. — 316 с.

Морозова Р. М. Запас, зольный состав лесных подстилок в еловых насаждениях// Почвенные исследования Карелии. — Петрозаводск, 1974. — С. И9-142.

Никонов В. В., Лукина Н.В. Биогеохимические функции лесов на северном пределе распространения. — Апатиты, 1994. — 315 с.

Родин Л.Е., Базилевич Я. И. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара. — М.-Л.: Наука, 1965. — 251 с.

Структура и функционирование экосистем южной тайги / Под ред. Н. И. Базилевич, А. А.Тишкова. — М.: Ин-т географии АН СССР, 1986. — 298с.

Контрольные вопросы

 

1. Каковы основные черты структуры живого вещества бореальных| лесов?

2. Как меняется соотношение живой биомассы и мертвого органического вещества в пределах лесного пояса Северного полушария?

3. Какое глобальное значение имеет аккумуляция органического ве-1 щества в зоне бореальных лесов?

4. Какие зольные элементы в наибольшем количестве захватываются в биологический круговорот в лесных биоценозах?

5. Каков порядок масс тяжелых металлов, захватываемых в биологический круговорот на единице площади бореальных лесов?

6. Каковы главные формы аккумуляции металлов в почвах бореальных лесов?

7. Каковы главные миграционные формы металлов в природных водах пояса бореальных и суббореальных лесов?

Темы для самостоятельной работы

 

1. Составьте схему массообмена в экосистеме бореального леса с указанием масс главных элементов

2. Определите количество кислорода, находящегося в атмосфере благодаря фиксации углерода в залежах торфа на территории пояса бореальных лесов и суббореальных лесов

Глава 13

БИОГЕОХИМИЯ ВНЕТРОПИЧЕСКИХ

СТЕПЕЙ И ПУСТЫНЬ

 

Внетропический аридный пояс занимает около 20 % Мировой суши. Основную часть этой территории составляют внутри-континентальные регионы Евразии и отчасти Северной Америки. На территории, расположенной в условиях недостаточного увлажнения с коэффициентом К_у < 1,0—1,2, сформированы разнообразные экогеосистемы степей и пустынь. Аридный внетропичес-кий пояс включает суббореальные зоны (степную, сухостепную и пустынную) общей площадью 9,23×10⁶ км², а также субтропические кустарниково-степную и пустынную зоны, площадь которых равна 7,04×10⁶ км².