WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 || 23 | 24 |   ...   | 55 |

«МОНИТОРИНГ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЕЩЕСТВЕННО-ДИНАМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГЕОСИСТЕМ СИБИРСКИХ РЕГИОНОВ Ответственный редактор член-корреспондент РАН В.А. Снытко НОВОСИБИРСК НАУКА ...»

-- [ Страница 22 ] --

Зольность исследованных объектов изменяется от 1-2 % сухой массы стволовой древесины и верхового торфа, 10-20 % травяной растительности и до 35 % лесной подстилки. В золе лугово-пойменного травостоя региона содержание кальция варьирует от 2-5 % (злаковые) до 13-36 % (бобовые), что в целом превышает величину кларка элемента для растений. По зольному составу биогенных компонентов очевидна их существенная роль в пространственной дифференциации элементов и придание ландшафтным подразделениям (лесному, болотному, пойменному) характерных вещественных признаков.

Приведенные диапазоны концентрации элементов, обусловленные естественной внутрикомпонентной и пространственной неоднородностью, следует считать региональными биогеохимическими нормами для исследованных природных объектов. В анализе мониторинговых данных отклонения от этих норм в ту или иную сторону можно рассматривать в качестве истоков эволюционных изменений состава природных компонентов, следовательно и всего ландшафта, или как тенденции его техногенного загрязнения. В оценках вещественного состава природных объектов менее эффективно ориентироваться на средние величины концентрации элементов, в том числе их кларки.

Функциональным ядром вещественной составляющей бореальных ландшафтов, индикатором их эволюции выступает углеродно-кальциевый комплекс. Процессы синтеза и трансформации соединений углерода представляют основной механизм стабилизирующей динамики таежного ландшафта. С нарушением этого механизма связаны направленные изменения, в частности заболачивание поверхности, сопровождаемое смещением реакции среды в сторону значений кислых условий – от pH 4-6 лесных почв до 2-4 – верховых болот. В результате изменяется действие эволюционно сложившейся миграционно-аккумулятивной системы и уменьшается доля кальция в вещественной структуре ландшафта. Содержание кальция в древесной растительности составляет в среднем около 200 г/кг золы, а в сфагновомоховом покрове оно снижается до 30-50 г/кг.

В золе лесной растительности (преимущественно древесной), по сравнению с луговопойменной, значительно более высоки концентрации щелочноземельных элементов (Ca, Mg, Ba), железа и входящих в его группу элементов (Mn, Pb, Cr, Co, V). Наиболее существенны эти различия по марганцу, названному А.И. Перельманом (1975) типично таежным элементом. В золе хвои темнохвойных пород марганца содержится 3-4 %, листьев березы и брусники 4-5 %. Содержание марганца в торфяной золе почти на порядок ниже, чем в лесных компонентах, и близко к его содержанию в золе пойменного травостоя. В слое его отмерших остатков (ветоши) на поверхности почв наиболее выражено накопление кремния, железа, хрома, свинца.

Развитая в береговой части озерно-соровых комплексов осоково-водорослевая биота с величиной зольности около 20 % содержит повышенное количество железа, марганца, кобальта. Эти свойства в сочетании с величиной pH около 5 прибрежной оторфянелой массы (pH озерной воды 6) характеризуют тенденцию заболачивания данной экосистемы.

Состав золы лесной подстилки по кремнию, марганцу, щелочноземельным и некоторым другим элементам является отражением качественных признаков древесной растительности, однако в подстилке больше накапливаются Fe, Ti, Zr, Cr, Pb. Из рассмотренных биогенных объектов для торфа характерны максимальные концентрации Fe, Zr, V, Ni, Pb и минимальные Ca, Mg, Mn, Zn. В этом состоят принципиальные различия структуры биогеохимической системы лесов и болот. Изменение в их биогенных объектах соотношения Ca / Fe соответственно от 30-45 до 1-12 индицирует снижение в заболачиваемом таежном ландшафте функциональной активности кальция и повышение этой роли железа.

Существенные различия концентраций элементов наблюдаются не только между отдельными природными компонентами, но и внутри каждого из них. Вещественный состав растений служит их видовым признаком. При этом изменчивость концентраций в рамках одного компонента может быть выше, чем между разными компонентами. Приведем примеры внутрикомпонентных различий. Они для растительных объектов по количеству минерального вещества и его качественному составу весьма значительны.

Максимальной зольностью, в два раза превышающей зольность злаковых, осоковых видов и разнотравья, обладают хвощи. В то же время в составе их золы минимальна концентрация Fe, Mn, Ni, Cu. В разнотравье при концентрации кремния, в три-пять раз ниже, чем в других видах и ветоши, максимальна концентрация щелочноземельныхых элементов, железа, никеля, циркония. В золе водораздельных и долинных торфов региона средние концентрации никеля составляют соответственно 40 и 80 мг/кг, ванадия 60 и 100, кобальта 10 и 25, хрома 60 и 120, свинца, меди 60 и 95 мг/кг. Как видим, в долинных торфах концентрация данных элементов до двух раз выше, чем в водораздельных торфах.

Накапливаемым в болотной среде элементам (Si, Fe, Al, Pb,V, Zr, Ti, Cr) свойственна активизация био- и водномиграционных свойств, а щелочноземельным элементам (Ca, Mg, Sr), наоборот, их значительное ослабление. У другой группы элементов (Mn, P, Zn, Cu, Ba, K, Ni, Co) в ходе болотообразовательного процесса снижение биомиграционной активности сопровождается усилением водной миграции. Такая закономерность установлена не столько по данным абсолютного содержания вещества в природных компонентах, сколько по относительным показателям, характеризующим функциональную роль элементов. Это показатели интенсивности главных ландшафтообразующих процессов – коэффициенты биологического круговорота (Кб) и водной миграции (Кв) элементов. Для большинства тяжелых металлов, в том числе свинца, в лесах характерно превышение биомиграционных коэффициентов над водномиграционными. Для этих же элементов в верховых болотах ситуация прямо противоположная.

В южной тайге Западной Сибири при заболачивании лесов коэффициенты Кб и Кв активного мигранта кальция значительно снижаются соответственно от 23 до 8 и от 41 до 17, а слабого мигранта железа возрастают соответственно от 0,3 до 0,9 и от 0,1 до 1,2. Весьма существенным показателем вещественной динамики лесо-болотных геосистем представляется тенденция снижения коэффициента Кб марганца от 39 в лесах до 2 в олиготрофных болотах при одновременном росте его Кв соответственно от 1 до 10 [Нечаева, 1994б]. По величине этих показателей можно определять степень устойчивости геосистем и ту грань, за которой идут необратимые изменения ландшафта. В пределах диапазонов миграционных коэффициентов приоритетных в вещественно-динамическом отношении химических элементов укладывается весь спектр динамических состояний ландшафта – от коренных темнохвойных лесов оптимального развития до переувлажненных хвойно-мелколиственных редуцированного развития, эволюционирующих в верховые болота.

В связи с приоритетной ролью марганца в оптимально увлажненном таежном ландшафте и типоморфным значением железа в гидроморфных условиях весьма информативным вещественно-динамическим показателем выступает железо-марганцевое соотношение (Fe / Mn). Оно изменяется от 1-6 в зольном веществе лесной подстилки автоморфных местоположений, 30-50 – верхнего оторфянелого слоя почв заболачиваемых лесов и до 80 – сфагновомохового покрова болот. Такой большой диапазон данного показателя позволяет диагностировать смену динамических стадий ландшафта.

Отличительная особенность травянистой растительности в сравнении с древесной состоит в значительно более высоком накоплении кремния. С усилением гидроморфности поверхности и увеличением в составе травяного покрова хвощей, злаков и осок, содержащих в золе до 30 % кремнезема, создаются предпосылки для поселения на отмершем субстрате этих трав сфагновых мхов, содержащих до 50 % кремнезема. Возрастающая при заболачивании лесов роль кремния, кроме абсолютных значений его концентрации, проявляется по соотношению Si / Ca. В золе древесной растительности оно составляет 0,05, лесной подстилки – около 0,5, травянистой – 1-1,5, а мохового покрова возрастает до 20.

Таким образом, данное соотношение, равно как и C / Ca, индицирует вещественную специфику разных биогенных компонентов геосистем. Показатель Si / Ca важен тем, что характеризует смену кальциево-азотного типа биологического круговорота вещества лесов на кремниево-азотный тип – верховых болот [Базилевич, Родин, 1964]. Количественно эту смену в регионе индицируют соотношения коэффициентов Кб для лесов / болот – 23 / 8 по кальцию и 0,1 / 0,7 по кремнию, что подтверждает снижение в болотных геосистемах биогенной активности кальция и повышение этой активности кремния.

Особого внимания в плане мониторинга и прогнозирования смен вещественнодинамических стадий развития равнинно-таежного ландшафта заслуживает свинец. Величины его Кб и Кв в лесных геосистемах составляют соответственно 2 и 0,5, а в болотных 3 и 4,5. Вследствие активизации свинца при болотообразовании, избирательного поглощения мхом сфагнумом и естественного накопления на торфяном барьере содержание элемента здесь может достигать 300 мг/кг золы. Для сравнения, в золе лугово-пойменного травостоя свинца содержится не более 20 мг/кг. Об эволюционном накоплении свинца в сфагновомоховых образованиях свидетельствуют данные верхового болота в Нижнем Прииртышье у с. Горно-Слинкино. По мере развития этой торфяной толщи от евтрофной стадии (глубина 2м) до олиготрофной (верхний слой 1 м) концентрация свинца возрастает соответственно от 0,04 до 0,17 г/кг золы. Не исключен также фактор накопления кроме свинца на торфяном биогеохимическом барьере и других элементов, в том числе за счет привноса с межрегиональными атмосферными техногенными потоками.

В связи с высокой заболоченностью водораздельных территорий Обь-Иртышья наиболее освоены населением долинные территории, где развито преимущественно животноводство и кормопроизводство. Учитывая важность биогеохимического аспекта этой хозяйственной сферы, представляются важными наблюдения за вещественным составом луговопойменного травостоя. Принимая во внимание его разнообразие по величине зольности разных видов (от 7 % осоковых до 21 % хвощей), их доли в общей массе укоса (от 35 % осоковых до 5 % хвощей) и их элементному составу, 1 кг сухой биомассы травостоя содержит:

кремния 3-37 г, кальция 3-17, магния 1-5, железа 0,1-0,3, титана, марганца 0,1-0,2 г, бария 40-90 мг, стронция 20-100, меди 7-10, циркония 5-12, никеля 3-7, ванадия 2-4, хрома 1-3, свинца 1-2, кобальта 0,3-0,7 мг. На эти диапазоны элементов, принятые за региональные нормы, следует ориентироваться в решении биогеохимических проблем. Регулируя видовым составом травостоя и нормируя травяную массу в рационе животных, можно управлять поступлением тех или иных элементов в трофическую цепочку.

Наблюдаемая в развитии равнинно-таежного ландшафта эволюционная тенденция снижения функциональной роли щелочноземельных элементов и значительного повышения этой роли тяжелых металлов группы железа, и особенно свинца, представляет серьезную региональную биогеохимическую проблему, обусловливая экологический риск.

Почвы и поверхностные воды в оценке вещественно-динамического состояния и развития равнинно-таежного ландшафта Вещественный состав природных компонентов характеризует динамику ландшафта и его эволюционные тенденции, представляющие результат взаимодействия растительности, почв и поверхностных вод. Это их взаимодействие наиболее ярко выражено в речных долинах, где формирование пойменных почв связано с водными потоками, аллювиальной седиментацией твердого вещества и активным продуцированием биоты после схода паводка. Аллювиальным почвам (отложениям) особенно свойственна полигенетичность морфологического строения профиля как показателя его гетерохронности. Это означает, что горизонты (слои) почвенно-грунтовой толщи и другие свойства отражают разные исторические периоды развития почвенного покрова и в целом ландшафта [Васенев, 2008].



Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 || 23 | 24 |   ...   | 55 |
 


Похожие работы:

«Л.В. Шапошникова. Философия космической реальности Научно понять — значит установить явление в рамки научной реальности Космоса. В.И.Вернадский Лучшие умы обращаются к факторам взаимодействия Космических Сил с судьбами земных народов. Н.К.Рерих В конце XIX — начале ХХ века началась Духовная революция в России, ознаменовавшая наступление Серебряного века в ее культуре и философской мысли. Серебряный век принес с собой ослепительные вспышки расцвета искусства, литературы, философии, а также...»

«© Дорофеев А.А.,...»

«УТВЕРЖДАЮ Проректор по УР А.А. Патрушев 2007г. ЭКОЛОГИЯ (Учебная и рабочая программы, методические материалы) Направление 140200 Электроэнергетика Основная образовательная программа 140211 Электроснабжение Челябинск 2007 1 Учебно-методический комплекс по дисциплине Экология составлен в соответствии с требованиями федерального компонента к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста по циклу естественных научных дисциплин государственного образовательного...»

«Ноябрь 2011 Первое издание Форум НПО по АБР Отпечатано в Кыргызской Республике Редактор: Майя Эралиева Дизайн обложки: Мукеев Жумабек, Майя Эралиева Верстка: Мукеев Жумабек Это одна из книг, которая выпускается в результате тематических конференций, проводимых Форумом НПО по АБР вместе с членами сети из Центральной Азии и Кавказа. Тематические встречи проходят в зависимости от требуемых реалий, современных проблем в обществе и на Земле в целом. Издание не предназначено для продажи и...»

«3 февраля 2014 Мониторинг СМИ | 3 февраля 2014 года Содержание СОДЕРЖАНИЕ ЭКСПОЦЕНТР 02.02.2014 Coffeetea.ru. Новости Орими Трэйд – экспонент ПРОДЭКСПО-2014.7 10 февраля в Москве, в международном выставочном центре Экспоцентр на Красной Пресне, откроется традиционная Международная выставка ПРОДЭКСПО 31.01.2014 Бизнес России. Владимирская область. (vladimir.allbusiness.ru). Новости Международная специализированная выставка Аптека-2014. 21-я Международная специализированная выставка Аптека-2014...»

«УДК 001 НАУКА И ЗНАНИЕ В ЦЕЛОМ 1. 087 Д18 Данилова Л. Великий Устюг. Родина Деда Мороза : [для среднего школьного возраста] / Данилова Л. - Москва : Белый город, 2011. - 48 с. : ил. - (История России) На пер. авт. не указан 978-5-7793-1745-0 : руб. 40600.00 2. 08 П76 Приоритеты интеллектуальной элиты в развитии мировой цивилизации : материалы межвузовской научно-теоретической конференции, г. Минск, 26 апреля 2013 г. / ред. Алпеев А.Н., Алпеева Т.М., Алпеева И.А., Апацкая З.А., Душин Н.Г.,...»

«Аннотация Книга посвящена проблемам, с которыми сталкиваются авторитарные режимы в полиэтнических государствах, чья экономика в значительной степени зависит от непредсказуемых колебаний цен на топливно-энергетические ресурсы. Эта тематика актуальна для современной России. Задача книги – попытка объяснить, какие ошибки, допущенные Советским Союзом, не хотелось бы повторять. Книга предназначена для широкого круга читателей, интересующихся политикой современной России. 3 Егор Гайдар ГИБЕЛЬ ИМПЕРИИ...»

«Информационно-аналитический бюллетень №2 Москва 2005 Информационно-аналитический бюллетень ЦПИ ИМЭПИ РАН 2005 - №2 Центр проблем интеграции Института международных экономических и политических исследований Российской академии наук Информационно-аналитический бюллетень №2 Москва 2005 2 Информационно-аналитический бюллетень ЦПИ ИМЭПИ РАН 2005 - №2 Центр проблем интеграции создан по инициативе Национального инвестиционного совета (НИС) и Российской академии наук (РАН) в Институте международных...»

«Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции Полярное сияние 2007. Ядерное будущее: безопасность, экономика и право Санкт-Петербург 29 января — 3 февраля 2007 года 1 УДК 621.039.(06) ББК 31.4я43 М 43 Десятая международная молодежная научная конференция Полярное сияние 2007. Ядерное будущее: безопасность, экономика и право: Сборник тезисов докладов / Отв. редактор проф. Харитонов В.В.; ред. коллегия: Мезенцев А.В., Краснобаев А.С., Светличная Д.Н.— М.: МИФИ, 2007. —...»

«Памятные даты: 2014 год – Год науки Россия - ЕС; 2014 год – Год культуры в Российской Федерации; 2014 год – Год кристаллографии; 2014 год – 180-летие Гидрометеорологической службы России; 2014 год – 300-летие Нижегородской губернии; 2005 – 2015 гг. – Международное десятилетие действий Вода для жизни; 2011– 2020 гг. – Десятилетие биоразнообразия Организации Объединенных Наций; 2005 – 2014 гг. – Десятилетие образования в интересах устойчивого развития; 2014 – 2024 гг. – Десятилетие устойчивой...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.