ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.03.2024
Просмотров: 176
Скачиваний: 0
СОДЕРЖАНИЕ
химических элементов в земной коре
Особенности распределения химических
2.3. Биологический круговорот химических
2.4. Природные вариации концентраций
химических элементов в организмах
БИОГЕОХИМИЯ ГАЗОВОЙ ОБОЛОЧКИ ЗЕМЛИ
3.1. Биогеохимическая эволюция состава
организмов в массообмене газов
3.2. Геохимия и биогеохимия аэрозолей
3.3. Значение атмосферного массопереноса
водорастворимых форм химических
4.1. Состав Мирового океана — результат
4.3. Трансформация геохимического состава
природных растворов на контакте речных и
5.1. Планетарное значение педосферы
5.2. Органическое вещество педосферы
5.3. Роль почвы в регулировании
углерод-кислородного массообмена
5.4. Биогеохимическая трансформация
минерального вещества педосферы
5.5. Проблема возникновения почв и
эволюция почвообразования в истории
5.6. Распределение рассеянных элементов
биогеохимических циклов тяжелых
ГЛОБАЛЬНЫЕ БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ
7.2. Влияние живого вещества на
геохимию кислорода и водорода в биосфере
7.5. Общие черты циклов и распределения
В БИОСФЕРУ В РЕЗУЛЬТАТЕ МОБИЛИЗАЦИИ ИЗ ЗЕМНОЙ КОРЫ
8.5. Общие черты циклов и распределения
9.3. Общие черты циклов и распределения
масс тяжелых металлов в биосфере
10.1. Биогеохимическая зональность
10.2. Геохимическая неоднородность
10.3. Элементарный ландшафт (элементарная
хорологическая единица биосферы Мировой
11.1. Биогеохимия арктических ландшафтов
12.1. Биологический круговорот элементов
12.3. Водная миграция элементов в зоне
бореальных и суббореальных лесов
13.1. Биологический круговорот элементов
в аридных растительных сообществах
13.2. Особенности биологического
круговорота в экстрааридных пустынях
13.3. Биогеохимические особенности
13.4. Взаимосвязь биогеохимических
процессов с водной и атмосферной
миграцией элементов в аридных условиях
БИОГЕОХИМИЯ ТРОПИЧЕСКОГО ПОЯСА
14.1. Биологический круговорот химических
элементов в распространенных тропических
14.2. Биогеохимические особенности
15.2. Поступление тяжелых металлов
в экогеосистемы островов из атмосферы
биогеохимических циклов хозяйственной
деятельностью человеческого общества
16.2. Локальные (импактные) антропогенные биогеохимические аномалии тяжелых металлов
Элементарный ландшафт имеет исходный запас химических элементов, содержащихся в почвообразующей породе. Содержание каждого элемента оценивается величиной кларка концентрации Кк. В результате процессов, протекающих в почве, часть химических элементов приобретает подвижность и вовлекается в водную миграцию и биологический круговорот. Эти миграции количественно характеризуются показателями перераспределения химических элементов, во-первых, между исходной почвообразующей породой и растительностью (Кб) и, во-вторых, между исходной почвообразующей породой и природной водой (КВ).
Исходя из сказанного, любой элементарный ландшафт может быть охарактеризован биогеохимической формулой, имеющей вид неправильной дроби. На месте целого числа указывается типоморфный элемент, в скобках после него — растворенный в воде газ. В числителе указываются индикаторные рассеянные элементы, у которых коэффициент биологического поглощения больше коэффициента водной миграции, в знаменателе — элементы с обратными соотношениями Кби КВ. Таким образом, выделяются две основные для данного ландшафта группы индикаторных элементов, способствующие геохимическому сопряжению: первая — наиболее интенсивно вовлекаемые в биологический круговорот, вторая — в водную миграцию. Для отличия автономного элементарного ландшафта от подчиненного в формуле последнего возле типоморфного элемента ставится знак «*».
Формула
обозначает автономный элементарный ландшафт — ландшафт высоких предгорных равнин, в котором перераспределение химических элементов происходит при наличии большого количества ионов кальция в поверхностных водах и свободного доступа кислорода, т.е. в слабощелочной окислительной среде. В биологический круговорот наиболее активно вовлекаются молибден, медь, цинк, марганец, а в поверхностные и грунтовые воды интенсивно поступает стронций.
На территории Северо-Восточного Предкавказья луговые ландшафты аллювиальных долин находятся в геохимическом подчинении по отношению к автономным ландшафтам предгорных высоких равнин (табл. 10.3).
Таблица 10.3
Значения ландшафтно-геохимических коэффициентов автономных и подчиненных ландшафтов Северо-Восточного Предкавказья
Ландшафт | Химический элемент | |||||||
Мn | Сu | Zn | Pb | Mo | Sr | Ba | Ti | ||
Коэффициент биологического поглощения | ||||||||
Степные предгорные равнины Луговые аллювиальные долины | 1,0 з,о | 4,0 9,0 | 3,5 6,0 | 0,8 1,8 | 10,0 6,0 | 1,8 1,5 | 1,0 3,5 | 0,5 0,6 |
Коэффициент водной миграции | ||||||||
Степные предгорные равнины Луговые аллювиальные долины | 0,3 3,5 | 0,1 3,0 | 1,0 3,3 | 0,3 2,5 | 1,0 0,5 | 4,1 1,2 | 1,0 1,5 | 0,2 0,2 |
Типоморфным элементом служит кальций, а индикаторными — марганец, медь, цинк, молибден, стронций, отчасти свинец и барий. Некоторые химические элементы (титан) в процессе внутриландшафтного обмена ведут себя инертно и не могут относиться к индикаторным. На хорошо дренируемых высоких наклонных равнинах Северо-Восточного Предкавказья происходит свободное проникновение атмосферного воздуxa в почву и почвообразующие породы, вследствие чего в этих ландшафтах имеет место окислительная обстановка. Благодаря периодически высокому стоянию грунтовых вод за счет стока с высоких равнин в луговых ландшафтах существует недостаток кислорода. В результате этого образуются в большей или меньшей степени оглеенные почвы, а в воде повышается концентрация некоторых металлов, в частности марганца. На основании имеющихся данных формула лугового ландшафта имеет вид:
Глобальная система биосферы базируется на циклическом обмене масс химических элементов. Ведущая роль в этой системе принадлежит биогеохимическим процессам. Возможность мобилизации масс химических элементов живым веществом для включения их в циклы массообмена возрастает по мере поступления солнечной энергии от полюсов к экватору. Реализация этой возможности на суше зависит от атмосферного увлажнения. Биогеохимическая мобилизация масс химических элементов может совершаться в полном объеме в соответствии с термическими условиями, а может осуществляться лишь частично из-за дефицита атмосферной влаги. Существование зон и поясов с определенным сочетанием термических условий и атмосферного увлажнения обусловливает зональность биогеохимических процессов.
Внутри зон и поясов на фоне свойственных им биогеохимических закономерностей разные участки имеют свои отличительные особенности. Самой мелкой хорологической единицей биосферы является элементарный ландшафт (элементарная экогеосистема). Как упоминалось в ч. I, интенсивность вовлечения химических элементов в циклическую миграцию в этих системах может быть охарактеризована ландшафтно-геохимическими коэффициентами (Кк, К6, КВи др.).
Рекомендуемая литература
Базилевич Н.И., Гребенщиков О. С, Тишков А. А. Географические закономерности структуры и функционирования экосистем. — М.: Наука 1986.-298с.
Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. — Смоленск: Ойкумена, 2002. — 286 с.
Добродеев О. П., Суепюва П. А. Живое вещество Земли // Проблемы общей физической географии и палеогеографии. — М.: Изд-во МГУ 1976 — С. 26-58.
Одум Ю. Основы экологии. — М.: Мир, 1975. — 742 с.
Перельман А. И., Касимов Н. С. Геохимия ландшафта. — М.: Астрея-2000 1999. - 768 с.
Контрольные вопросы
1. Какие факторы обусловливают биогеохимическую зональность на поверхности Земли?
2. Какие факторы усложняют широтное распределение солнечной энергии в океане? на суше?
3. Как меняется масса живого вещества, приходящаяся на единицу площади суши? Как меняется годовая продуктивность?
4. Какие факторы влияют на биогеохимическую неоднородность биосферы в пределах природных поясов и зон?
5. Что такое элементарная экогеосистема и геохимическое сопряжение?
6. Сопоставьте представления о минералого-геохимической провинции педосферы, биогеохимической аномалии и биогеохимической провинции.
Темы для самостоятельной работы
1. По литературным данным составьте характеристику какой-либо биогеохимической провинции.
2. По литературным данным приведите показатели, характеризующие биогеохимическую аномалию, связанную с рудным месторождением.
Глава 11
БИОГЕОХИМИЯ ПОЛЯРНОГО ПОЯСА
Полярные ландшафты, имеющие более или менее значительную растительность, существуют практически только в Северном полушарии. Они подразделяются на арктические и тундровые. Первые занимают 706×103 км2, вторые распространены на большей площади -3756×103 км2.
11.1. Биогеохимия арктических ландшафтов
Условия биогеохимических процессов в Арктике весьма своеобразны. Благодаря суровости климата вегетационный сезон очень короткий; расположение вечной мерзлоты на глубине 40 — 45 см обусловливает небольшой объем почвы, в котором растения могут взаимодействовать с минеральным субстратом. Таким образом, биологический круговорот химических элементов ограничен; во времени и пространстве.
Арктическая суша, представленная островами и архипелагами, находится под сильным воздействием океана. Арктический бассейн отделен материками и выступами дна от теплых вод Тихого и Атлантического океанов. По краю шельфа Евразии от полуострова Чукотка на запад движется холодное Трансарктическое течение; такое же течение вдоль шельфа Северной Америки идет на восток.
У северо-восточной части Гренландии оба течения соединяются в один поток, который устремляется на юг. Около Исландии этот поток встречается с теплым Северо-Атлантическим течением. В районе встречи двух мощных противотечений зарождаются циклоны, которые перемещаются на восток вдоль границы полярных льдов, постепенно отдавая тепло и влагу. Значительная часть влаги выпадает на западное побережье острова Шпицберген, где количество атмосферных осадков составляет 400 мм/год. Восточнее, на Земле Франца-Иосифа, количество осадков равно 200 — 300 мм/год, далее к востоку на Северной Земле — 100 — 200 мм/год. Одновременно с запада на восток понижается зимняя температура воздуха. Столь же суров климат на островах Северо-Американского Арктического архипелага и на северном и северо-западном побережьях Гренландии, где осадков выпадает 100 — 200 мм/год, а температура января от -30 до -38 °С.
Под влиянием климатических условий значительная часть арктической суши превратилась в своеобразную полярную пустыню. Небольшое количество осадков и твердое состояние воды на протяжении 10—11 месяцев в году способствуют появлению признаков, типичных для аридных ландшафтов: щелочная реакция почв (рН 7,5 — 8,0) и даже присутствие карбонатных новообразований.