Массы тяжелых металлов и стронция, вовлекаемые в биологический круговорот в мангровых зарослях

 

Химический элемент	Средняя концентрация в золе, мкг/г	Захватываемая масса, кг/(км^2 • год)
Fe		21,5
Мn		5,1
Zn		8,5
Сu		4,9
Рb	4,7	1,4
Ni	5,4	1,0
Sr	1920,0	367,0

 

Поглощаемые деревьями металлы аккумулируются преимущественно в листьях и удаляются по мере их отмирания. Процессы преобразования продуктов растительного опада и почвообразования в мангровых ландшафтах весьма специфичны. Часто деревья растут непосредственно на плотных рифовых известняках, поверхность которых лишена рыхлых образований. В тех случаях, когда имеются карбонатные или карбонатно-глинистые илы, формируются почвы с очень слабо дифференцированным профилем. В нем обычно выделяется только один гумусовый горизонт мощностью от нескольких до 10 см. В микробиологических процессах, протекающих в мангровых почвах, важную роль играют сульфат -редуцирующие бактерии. В условиях неглубокого расположения уровня морской воды (10—15 см) и отсутствия ежесуточных приливов на поверхности почвы образуется маломощный торфянистый горизонт. Примером может служить низменная прибрежная равнина обширного мелководного залива Батабано в юго-западной части Кубы.

Весьма своеобразен состав органического вещества мангровых почв. Содержание гумуса редко превышает 1 % от сухой почвенной массы и лишь в торфянистом горизонте составляет 5 % и более. Большая часть органического вещества мангровых почв представлена устойчивым к разрушению мелким растительным детритом. Количество детрита возрастает с уменьшением размера гранулометрических фракций и в карбонатных мангровых почвах среди частиц < 0,01 мм он составляет больше 95 %. Активные соединения гумуса, извлекаемые экстракцией 0,1 н. раствора NaOH, составляют 10 — 20 % от общего количества органического вещества. В то же время независимо от общего содержания органического вещества в верхнем горизонте почвы легкорастворимые фульватные соединения преобладают над гуматными. Отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот наиболее низкое в почвах, образованных на глинистых илах.

Фульвокислоты быстро нейтрализуются карбонатами, о чем свидетельствует увеличение значения рН водной экстракции от 7,2 — 7,7 в гумусовом горизонте до 8 и более на глубине 10 — 20 см. Носитель основной массы металлов, находящихся в карбонатных мангровых почвах, — дисперсный органический детрит. Часть металлов, освобождаясь при разложении детрита, связывается с водорастворимыми фульвокислотами и выносится из гумусового горизонта до глубины 15 — 20 см. Дальнейшее вымывание затрудняется нейтрализацией фульвокислот и образованием нерастворимых в воде фульватов кальция.

Завершая обзор биогеохимии мангров, следует отметить, что они играют роль биогеохимических фильтров, регулирующих сток химических элементов с побережий в океан. Этим обусловлены главные биогеохимические особенности мангров — их высокая продуктивность и вовлечение в биологический круговорот значительных масс тяжелых металлов и стронция. Величина концентраций железа и стронция в вегетативных органах мангровых деревьев служит индикатором карбонатного или силикатного состава пород, слагающих острова и побережья.

Рекомендуемая литература

Вальтер Г. Растительность Земного шара. — М.: Прогресс, 1968.

Добровольский В. В. Геохимические особенности экваториальных ландшафтов Африки // Геохимия ландшафтов. — М.: Изд-во МГУ, 1975. — С. 110-132.

Контрольные вопросы

 

1. Дайте оценку распределения живого вещества на территории тропического пояса в связи с разной степенью атмосферного увлажнения.

2. Каковы главные черты структуры биомассы и годовой продукции | в тропических лесах?

3. В чем заключается главная биогеохимическая особенность циклического массообмена тропического леса?

4. Сопоставьте роль бореальных и тропических лесов в глобальном круговороте масс углерода и кислорода.

5. Каковы отличительные особенности тропических почв, содержащих длительную историю развития педосферы тропической суши?

6. Какие миграционные формы металлов преобладают в речном стоке тропического пояса?

7. В чем заключается биогеохимическая специфика мангров?

Тема для самостоятельной работы

 

По данным, имеющимся в разд. 14.1 и 12.1, сопоставьте массы углерода и двух металлов (по выбору), участвующих в годовом биологическом круговороте тропического и бореального лесов.

Глава 15

ОСОБЕННОСТИ БИОГЕОХИМИИ

МОРСКИХ ОСТРОВОВ

 

Океан оказывает мощное и разностороннее воздействие на биогеохимические процессы, протекающие на суше. Влияние морских бассейнов на климатические условия обширных территорий обусловливает распространение растительных формаций с разной биомассой и продуктивностью и, следовательно, является важным фактором регулирования массы живого вещества на суше. Вместе с тем в последнее время все более отчетливо выявляется роль океана как источника масс химических элементов и соединений, которые поступают в наземные экогеохимические системы. В разд. 3.3 рассмотрены глобальные аспекты массообмена между океаном и сушей, в настоящей главе изложены результаты изучения биогеохимических особенностей островов, которые испытывают наиболее сильное геохимическое воздействие океана.

Массоперенос солей.

Роль колоний птиц

 

Наиболее очевидным геохимическим воздействием моря на сушу является массоперенос морских солей на прибрежную территорию. По данным Э. Эрикссона (1958), на северном побережье Мексиканского залива при среднегодовой скорости ветра 3 м/с через береговую линию протяженностью 1 км в течение года переносится около 3000 т солей. При определенных условиях выпадение морских солей на поверхности суши весьма значительно. Согласно В. М. Боровскому и Е. У. Джамалбекову (1974) на западном окончании полуострова Мангышлак в 1,5 км от берега Каспийского моря за 69 дней выпало около 667 кг/га солей. В то же время многочисленные данные свидетельствуют, что с удалением от берега моря концентрация растворимых солей в атмосферных осадках быстро уменьшается. Исследования Д. К. Михаленка (1989) на побережье Восточного Крыма показали, что атмосферные осадки с повышенным содержанием ионов морских солей распространяются в глубь территории всего на 10—12 км. По-видимому, зона геохимического воздействия океана на сушу несравнимо меньше ареала гидротермического воздействия, распространяющегося на тысячи километров в глубь континентов. При этом убывание поступающих масс химических элементов происходит очень быстро, возможно, в нелинейной зависимости от расстояния. Следовательно, на континентах влияние массопереноса морских солей ограничено узкой прибрежной полосой и не распространяется на внутриконтинентальные области. Иная ситуация существует на небольших островах, вся территория и биота которых находятся под воздействием массопереноса с моря. По этой причине биогеохимические процессы массообмена на островах обладают специфическими особенностями.

Важное значение имеет не только непосредственное поступление солей на поверхность почвы, но и аккумуляция их растительностью. Для изучения распределения морских солей в растительности прибрежной зоны были проведены детальные исследования на Соловецких островах, расположенных на 65 ° с. ш. в Белом море (Добровольский В. В., Козаренко А. С., 1989). Выбор объекта обусловлен тем, что благодаря низкой ровной поверхности, полого уходящей под уровень моря, и высоким приливам (до 4 — 5 м) на берегах Соловецкого архипелага образовалась широкая прибрежная зона с серией последовательно сменяющихся экотопов.

Таблица 15.1