Морфология элементарного ландшафта 4 страница

Зольность зеленой части других древесных пород в [андшафтах Белоруссии возрастает по мере улучшения условий питания. Ель, произрастающая на суглинистых п глинистых почвах, аккумулирует в хвое больше золь­ных элементов (3,0%), чем хвоя сосны на песчаных и су­песчаных почвах. Лиственные породы по сравнению с хвойными имеют более высокую зольность зеленой части: береза — 4,74%, ольха — 5,93, ива —7,16, рябина — 7,03%. Низкая зольность характерна для голубичника и багульника (2), пушицы (3), злаков (3—4%); средняя зольность у сфагнового мха, черничника, вереска и осо­ки (4—5), высокая — у папоротника, гипнового мха (о,Г)), разнотравья (12%).

Микроэлементы в естественной растительности обра-|уют, как правило, следующий ряд: Mn>Ti>Cu>Ba>

■Sr>Pb>Ni>Cr (табл. 14). Титана, меди и стронция содержится в естественной растительности в 5—10 раз, | хрома, никеля, отчасти свинца, бора и кобальта в 10— 60 раз меньше, чем марганца. Коэффициент биологиче-I кого поглощения марганца больше 10, меди и никеля больше единицы, свинца — единица, ванадия, кобальта,

рома — меньше единицы.

В агроценозах количество биомассы колеблется от 30 (км я гороха и гречихи) до 250—300 ц/га (для картофеля, сахарной свеклы, овощей, кормовых корнеплодов). С Появлением более высокоурожайных сортов биомасса будет возрастать. В структуре биомассы зерновых пре­обладает надземная часть (70—80%) и элементы рас­пределяются по базипетальному типу. Структура биомассы клубнеплодов (картофель, кормовые корнеплоды сахарная свекла) имеет акропетальный тип распределе­ния элементов, преобладает подземная часть биомассы (86-90%).

В зависимости от почвенно-климатических условий и вида сельскохозяйственных растений зольность и золь­ный состав подвергаются значительным колебаниям. В зерне ячменя содержание золы колеблется от 1,80 до 2,46%, в зерне яровой пшеницы—1,26—3,0 (в твердой больше, чем в мягкой), в клубнях картофеля — 3,5—5,1, в зернах люпина — 3,13—4,65, гороха— 1,75—3,16, льно­семенах— 3,55—5,71%. В составе золы общее содержа­ние каждого элемента зависит от эволюционных особен­ностей растений: в клевере и картофеле аккумулируется калий, в горохе—калий и кальций, в злаках — фосфор, калий, кремний; льносемена содержат больше фосфора, калия, кремния. Элементы в составе золы образуют сле­дующий геохимический ряд: зерно гороха К>Р>Са> >Na>Fe>Zn>Mn>Cu>I>Co; зерно ячменя К, Р> >Ca>Na>Fe>Mn>Zn>Cu>I>Co (табл. 15).

В связи с тем, что большая часть биомассы (60—90%) отчуждается с урожаем, ежегодно из сельскохозяйствен­ных ландшафтов выносится ориентировочно 2—4 ц/га

азота и зольных элементов. Кроме того, часть элементов вымывается из почвы атмосферными осадками. Из су­глинистой почвы в среднем за год вымывается 1,66 ц/га азота и зольных элементов при среднегодовом количест­ве осадков 600 мм; из супесчаных и песчаных почв — на 40% больше. С минеральными удобрениями возвращает­ся в почву около 2 ц/га основных элементов питания, с органическими — 1,85 ц/га при внесении их около 10 т/га; за счет пожнивных остатков — 0,37 ц/га, т. е. до 2 т/га органического вещества. Таким путем в сельскохозяйст­венных ландшафтах создается положительный баланс зольных элементов (расход 3,5—5,5 ц/га, приход — 4,2 ц/га), хотя по каждому химическому элементу баланс может быть различным и зависит от интенсивности ис­пользования каждого элемента в агроценозе и величины необменного закрепления в почве.

Повышение продуктивности растительных сообществ в ландшафтах хвойно-лиственных лесов Белоруссии от­части зависит от соотношения содержания избыточных и дефицитных элементов. Избыточные элементы представ­лены ионами водорода (кислая реакция), местами хло­ром, марганцем и цинком. Избыточная кислотность уст­раняется регулярным известкованием почв. Марганец и цинк переходят в необменное состояние (иммобилизация) по мере понижения кислотности. Большинство элементов питания относятся к дефицитным. Практически недостает азота, фосфора и калия во всех почвах; кальция, вана­дия, молибдена — в кислых почвах; марганца, цинка, бо­ра— в нейтральных; меди и магния — в торфяных; мо­либдена, кобальта, магния, кальция —в песчаных почвах.

В ландшафтах Белоруссии не выявлены биогеохими­ческие эндемии, хотя полесские ландшафты бедны мно­гими элементами питания (Со, Си, Mg, Mn и др.). Су­точные рационы пищи человека в северной провинции республики содержат нормальное количество марганца, а центральной и южной — недостаточно (М. А. Антонова, 1978).

Геохимические методы поисков полезных ископаемых в Белоруссии малоперспективны, так как рудоносные породы залегают под мощным чехлом осадочных пород. Гидрогеологами доказана связь напорных подземных вод с поверхностными, что может служить основанием для применения гидрогеохимического метода в таких районах при выявлении рудных тел.

делах супераквальных ландшафтов (занимает площадь 1,7%).

Кислый кальциевый глеевый класс, занимая 15% пло­щади, приурочен к супераквальным ландшафтам со сле­дующими типами почв: дерново-подзолистыми заболо­ченными, дерновыми заболоченными, болотными низин­ного типа, аллювиальными, реакция среды слабокислая.

4 Луговые, сухие суббореальные и субтропические степи, саванны

Степные ландшафты распространены в тропическом, субтропическом и суббореальном поясах северного и юж­ного полушарий. Различие между поясами по гидротер­мическим условиям отражается на изменении химизма ландшафтов и миграции химических элементов в его ком­понентах.

Степные ландшафты от лесных резко отличаются по многим показателям биологического круговорота и гео­химическим особенностям. Биомасса в степях в 10 раз меньше. В структуре биомассы трав 70—90% приходится на корневую систему и лишь 10—30% на надземную часть. Ежегодный прирост практически близок к биомас­се, которая ежегодно полностью отмирает у однолетних растений. Опад в степных ландшафтах составляет около 40—50% биомассы, в лесных — 1—2%, отношение IgTl: lgB = 0,77—0,97, т. е. выше, чем в лесных ландшаф­тах. Зольность растений в степных ландшафтах пример­но в 2 раза выше, чем зольность в лесных ландшафтах умеренного пояса. В разложении органического вещества в степных ландшафтах участвует больше бактерий и ак-тиномицетов и меньше грибной микрофлоры, поэтому при минерализации органического вещества образуется мень­ше кислых агрессивных соединении. Кальция и магния с опадом поступает достаточно, чтобы нейтрализовать из­быточные кислоты и поддерживать реакцию среды, близ­кую к нейтральной. Миграция органического вещества и коллоидов тормозится коагулирующим действием кальция.

В группе степных ландшафтов выделяются следующие типы: в тропическом поясе — саванны, в субтропиче­ском — сухие степи, в суббореальном — луговые и сухие степи.

Саванны

Саванны встречаются в Африке, Южной Азии, Юж-• i• Iii п Центральной Америке, Австралии. Основная пло-шл и, их распространения в экваториальном, субэквато-j-n.in,пом и тропическом поясах, где выпадает мало осад-

Гидротермические условия. Средние температуры са­ни ₍> холодного месяца 12—20°, самого теплого — 20 —

С, Осадков выпадает 200—1500 мм в год. Испарение 100 МО, испаряемость 1500—1750 мм в год. Выделяется

■ i 1,1 сезона: сухой и влажный; по мере удаления от эква-рора продолжительность сухого сезона увеличивается от

I 1¹1 К) месяцев. В соответствии со сменой сухого перио-|| влажным выпотной водный режим заменяется про-

ип1 им. В течение сухого сезона в почвах и коре вывет-риваиия миграция элементов направлена снизу вверх, а 1Q время влажного — сверху вниз. Изменение длительно-' in плпжного и сухого сезона по мере удаления от эква-РОра определяет зональность ландшафтных условий. Вы-

1ЯЮТСЯ на уровне семейств (или типов) высокотрав- in.it- (влажные), типичные (сухие) и опустыненные са-

II НИН.

Кора выветривания близка коре выветривания влаж­ных тропических лесов. В связи с меньшей длитель-ИОСТЬЮ промывного режима в саваннах кора выветрива-ИИЯ слабее выщелочена, содержит больше карбонатов и ЮГкорастворимых солей (хлоридов и сульфатов). Это 01Дает условия для формирования слабощелочной или ЮЧНОЙ реакции среды. Глинистые минералы, оксиды ■ пдроксиды, содержащие железо, менее гидратирова-)Ш| поэтому окраска коры выветривания изменяется от I р.и пой до красно-бурой. По химическому составу кора йЫветривания ферраллитная, местами слабозасоленная И 1И карбонатная. Мощность коры выветривания дости-

■ и г десятков метров.

Почвы саванн в элювиальных ландшафтах подразде-

НОТСЯ на три основных типа: красные влажных высоко-■рЙВИЫХ саванн, красно-коричневые — типичных и крас-

i-бурые — опустыненных саванн. В супераквальных i шдшафтах эти почвы имеют разную степень оглеенно

Ni Реже встречаются черные тропические почвы. Ана-1ИЗ красных почв приведен в геохимической характери-

I ике ландшафтов тропических лесов,

Красно-коричневые почвы характеризуются реакцией,, близкой к нейтральной. Выпотной и промывной водный режим примерно одинаковы по продолжительности. В су­хой сезон у красно-коричневых почв появляются призна­ки легкого засоления. Во влажный сезон из верхней ча­сти профиля выносятся легкорастворимые соли. Посколь­ку преобладающая часть пород представлена суглинками и глинами, инфильтрация затруднена. Близко или на по­верхности местами залегает латеритный панцирь, кото­рый служит водоупором. Гумуса в почвах около 2%, сос­тав его гуматно-фульватный.

Красно-бурые почвы по своим признакам и свойствам приближаются к почвам аридных зон. Для них харак­терно карбонатное, хлоридное и сульфатное засоление профиля. Господствующий выпотной водный режим спо­собствует формированию слабощелочной реакции почв. Гумуса в почве около 1%, состав гуматно-фульватный.

Воды имеют различную минерализацию: во влажных саваннах она ниже, чем в сухих. Химический состав вод во влажных саваннах гидрокарбонатно-кремниевый, в сухих и опустыненных — гидрокарбонатно-кальциевый с повышенным содержанием магния, натрия, хлора, суль­фатов. Минерализация и химический состав озерных вод зависит от окружающих ландшафтов и источников пита­ния.

Растительность саванн представлена преимуществен­но травянистыми формациями, среди которых единична встречаются деревья и кустарники. Во влажных высоко-травных саваннах количество биомассы колеблется от 300 до 800 ц/га, в ее структуре преобладает многолетняя надземная часть (82%); зеленая часть составляет 12, корни — 6%. Ориентировочная величина прироста сое-тавляет 120 ц/га (зеленые части 83 + древесина 17 + кор- | ни 20 ц/га). Общее содержание зольных элементов в био­массе 5,89, азота 1,38 ц/га; средняя зольность растении саванн 6%. Подстилка почти не накапливается (13 ц/га). Интенсивность биологического круговорота 0,1—0,3, что несколько ниже, чем в тропических лесах. В составе золь­ных элементов и азота ведущее место занимает кремний, затем азот, кальций. Тип химизма растительности азот-но-кремниевый.

В сухих саваннах по сравнению с влажными количе­ство биомассы меньше (268 ц/га). Многолетняя надзем­ная часть и корневая система примерно одинаковы и со- ставляют около 45% в структуре биомассы; на долю зеленой части приходится около 11%. Ежегодный при­рост среднепродуктивный (70—75 ц/га) (структура при­роста: зеленая часть 39 плюс многолетняя надземная часть 5 плюс корни 56%). На опад приходится 72 ц/га, т. е. 27% биомассы. В опаде преобладают корни (56%) п зеленая часть (40%). Истинный прирост весьма низ­кий (1—2 ц/га). В сухой саванне зольность биомассы выше, чем во влажной. В сухих саваннах слабо мигри­рует Fe, Al, активно — Na, Са, Sr, Mg, Na. Геохимиче-' ские ряды зольных элементов и азота выглядят следую­щем образом:

11 биомассе Ca>N>Si>K, Mg>Al>P, Fe, S>Mn, Na, CI;

Q приросте Si>N>Ca>Mg>K>Fe>P, Al, S>Na, CI;

11 опаде Si>N>Ca>Mg>K>Fe>P, Al, S>Mn, Na, CI.

Практические аспекты геохимии ландшафта

Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур в сухих саваннах такая же, как и в ландшафтах влажных тропических лесов. Известкование почв прово­дить не рекомендуется, так как коагуляция коллоидных частиц осуществляется полуторными окислами, а не кальцием. Не следует вносить физиологически кислые удобрения, чтобы не создавать излишнего избытка ионов водорода.

В сухой тропической саванне условия выращивания сельскохозяйственных культур менее благоприятны, хотя миграция элементов за пределы ландшафта и вынос их С урожаем выражены слабее. Возрастает роль орошае­мых культур. Химическая мелиорация такая же, как в высокотравной саванне. В более засушливых местах удобрения перед внесением следует растворять в воде. При орошении необходимо проводить глубокий дренаж ВО избежание засоления почв. Вносимые органические удобрения быстро минерализуются.

Сухие степи субтропического пояса

Сухие степи субтропического пояса встречаются в Се­верной Америке, Малой Азии, в предгорьях Средней Азии, Центральной Азии, в Южной Америке. Геохимиче­ская характеристика субтропических степей дается на примере предгорий Средней Азии.

Гидротермические условия способствуют минерализа­ции органического вещества, гумификация выражена слабо. Геохимические процессы активизируются в период выпадения осадков. Средняя температура самого холод­ного месяца около 2°, самого жаркого 25°. Количество вы­падающих осадков (200—600 мм в год) совпадает с ве­личиной испарения и в 7 раз превышает величину испа­ряемости, поэтому складывается интенсивный выпотной режим. Биологически активный период длится 50—100 дней.

Кора выветривания и почвообразующие породы со­стоят преимущественно из лессовидных суглинков и лес-сов. Из высокодисперсных минералов преобладают гид­рослюды, глубже по профилю — монтмориллонит, мало каолинита. Разложение гидрослюд практически слабо выражено, но при орошении этот процесс ускоряется. По­роды содержат много калия (2—4%), кальция, магния. В коре выветривания и почвах образуются горизонты аккумуляции карбонатов и гипса.

Почвы представлены сероземами, которые формиру­ются в предгорных районах на высоте от 200—400 до 1200—1600 м. Содержание гумуса 1—4%, содержание гу-миновых и фульвокислот примерно одинаковое. В гуму­совом горизонте биогенно аккумулируются все химиче­i кие элементы. Накопление глинистых частиц в иллю­виальном горизонте за исключением орошаемых серозе­мов практически отсутствует. Таким образом, продукты различных процессов не перемещаются по профилю, на-блюдается лишь слабая миграция легкорастворимых со-лей, поскольку атмосферные осадки проникают в почву только до глубины 1—2 м. В тонкодисперсной фракции интенсивно аккумулируются оксиды Mg, Mn, Fe, Р, Al, К, Ti, средне аккумулируются оксиды кремния, кальция, слабо — натрия. В местах максимального выпадения осадков почвенные горизонты содержат мало легкораст­воримых солей и гипса. Реакция почв нейтральная или слабощелочная.

В супераквальных ландшафтах со слабым грунтовым увлажнением распространены лугово-сероземные почвы при глубине залегания грунтовых вод от 2,5 до 5 м. Вос­становительная глеевая обстановка слабо выражена. Разложение органического вещества и синтез гумуса протекают интенсивно, образуется 3—6% гумуса, отно­шение.между гуминовыми и фульвокислотами близко к единице. Жесткие грунтовые воды способствуют отложе­нию мергеля с содержанием карбонатов до 40—55%, Которые частично выносятся вглубь по профилю.

Воды имеют повышенную минерализацию (300— 600 мг/л и более). По химическому составу они гидро-к а рбонатно-сульфатно-кальциево-натриевые, местами I \ льфатно-хлоридно-натриево-кальциевые. Среди катио­нов преобладают кальций (40—154 мг/л), магний (7 29), натрий + калий (3—75), среди анионов — суль­фаты (70—317), гидрокарбонаты (80—225), хлор (^!> 30 мг/л). Максимальная минерализация воды в ме-кснь, минимальная — в период летних паводков при гаянии снега в горах. Реакция воды слабощелочная, рН 7,6—8,5.

Растительность эфемеро-эфемероидного типа. В степ­ных растениях по сравнению с луговыми лесной зоны накапливается больше белков и сахара. Биомасса расти-гельных сообществ около 150 ц/га. Прирост и опад близ­ки к биомассе, lg П: lg Б = 0,95—0,97. В структуре био-(ассы преобладает корневая система, которая состав-сит примерно 90%, на долю надземной части приходит-| лишь около 10%. Азот и зольные элементы составляют около 12 ц/га, но на зеленую часть приходится 3%. I on адом возвращается 4,2 ц/га азота и зольных элемен­тов, или 35%, из них на долю корневых остатков прихо­дится 94%. Средняя зольность опада 6%.

Практические аспекты- геохимии ландшафта. Пло­щадь пашни в Средней Азии в пределах субтропиче ских степей составляет 17,9%, всех сельскохозяйствен­ных угодий — 72,3%. Земледелие орошаемое и богар­ное. Возделываются хлопчатник, кукуруза, люцерна^ овощи и другие культуры, в богарных условиях — пше­ница, ячмень. Часть почв требует сложных мероприя­тий по борьбе с засолением. Эффективность удобрений на орошаемых почвах высокая, на малоокультуренных наиболее эффективны фосфорные удобрения, а также азотные, органические и сидераты. В пределах полу-гидроморфных высокоокультуренных почв на урожай положительно действуют бор, молибден и марганец. Для Кура-Араксинской низменности Закавказья харак­терно содовое засоление почв, оказывающее отрица­тельное воздействие на продуктивность растений.

Биогеохимические эндемии в ландшафтах сухих субтропических степей не изучены. Поиски полезных ископаемых можно проводить с использованием всех ландшафтно-геохимических методов.

Систематика. В ландшафтах субтропических степей Средней Азии можно выделить три семейства: а) на светлых сероземах с менее интенсивным биологиче­ским круговоротом; б) на типичных сероземах со сред­ним биологическим круговоротом; в) на темных серозе­мах с интенсивным биологическим круговоротом.

В элювиальных ландшафтах господствует кальциевый класс водной миграции. Геохимическая характеристика этого класса соответствует общей геохимической харак­теристике сухих субтропических степей. В суперакваль-ных ландшафтах формируется кальциевый глеевый класс, в Кура-Араксинской низменности местами содовый.

Луговые степи суббореального пояса

Ландшафты луговых степей, простираясь в широт­ном направлении с запада на восток в пределах СССР, разделяют ландшафты с кислой реакцией в гумидном климате, расположенные севернее, и ландшафты со ще­лочной реакцией в аридном климате, встречающиеся южнее.

Гидротермический режим ландшафтов луговых сте­пи! способствует созданию более высокой биологической продуктивности растений, чем в сухих субтропических I гепях. Это обусловлено умеренным сочетанием тепла и влаги. Благоприятное сочетание тепла и влаги обеспечи­вает слабую водную миграцию химических элементов по профилю почв и коры выветривания и их высокую биогенную аккумуляцию, а также накопление гумуса. Средняя температура самого холодного месяца колеб­лется от —5 до —20°, самого теплого — от 18 до 23°. ()садков выпадает 350—550 мм в год, что соответствует испарению и несколько ниже испаряемости (600— В00 мм). Водный режим в луговых степях непромывной.

Кора выветривания представлена лессовидными су-| липками и глинами, местами сложена лессом. Супесча­ные и песчаные породы встречаются реже. Рост содер­жания кальция, магния и уменьшение содержания крем­ния в коре выветривания позволяют отнести ее к сиаллит-110 карбонатной.

Почвы. Лугово-степные ландшафты формируются на черноземных почвах, где условия увлажнения более вы-сокие. С севера на юг постепенно сменяют друг друга подтипы оподзоленных, выщелоченных, типичных, обык­новенных черноземов. В пределах распространения юж­ных черноземов гидротермические условия и геохимиче­ские процессы имеют большее сходство с аналогичными процессами в ландшафтах сухих суббореальных степей. I, севера на юг уменьшается выщелоченность почвенного Профиля черноземов по глубине. Характерна интенсив-паи аккумуляция элементов биогенным путем в пере-Гпойном и иллювиальном горизонте. Химический состав [инеральной части почвы по профилю не подвергается Изменениям. Макроэлементы образуют следующий убы-I поищи геохимический ряд по величине элювиально-ак­кумулятивного коэффициента:

Периодическое глубокое промачивание приводит к вы­тку легкорастворимых солей из почвы и коры выветри­вания. Карбонаты выщелочены на глубину гумусового Горизонта. Илистая фракция представлена гидрослюди стыми минералами и монтмориллонитом, очень мало каолинита и хлорита, состав фракции однороден по про­филю. Микроэлементы аккумулируются в гумусовом го­ризонте. Реакция в почве нейтральная, поэтому в раст­воримой форме содержится мало Р, Mn, Zn, Си, В, Fe, Со.

Воды по химическому составу гидрокарбонатно-каль-циево-магниевые и относятся к пресным со средней ми­нерализацией (450 мг/л). Содержат небольшое количе­ство коллоидных частиц и органического вещества, по­этому прозрачны, имеют низкую цветность и перманга-натную окисляемость (4—10 мг 0₂/л). Реакция слабо­щелочная, рН 8,0—8,5. Содержание растворимого в воде кислорода среднее (10—12 мг/л), углекислого газа — 1,4—2,2 мг/л. По мере уменьшения влажности в луго­вых степях минерализация вод увеличивается до 1 г/л, заметно повышается содержание ионов хлора, сульфата, натрия, а также жесткость воды, уменьшается содержа­ние железа. Гидрохимический режим вод по сезонам го­да и гидрологическим фазам имеет те же закономерно­сти, что и для лесных ландшафтов.

Воды пресных озер гидрокарбонатно-кальциевые, со­леных— гидрокарбонатно-натриевые, сульфатные. Сре­ди донных озерных отложений встречаются сапропели­та, сода, гипс. Илы силикатно-карбонатные, иногда с за­пахом сероводорода, содержат до 60—80% кремния и кальция, до 3% гидротроилита, 4—15% органического вещества.

Растительность. В ландшафтах луговых степей пре­обладает разнотравно-злаковая ассоциация. Видовое разнообразие растений высокое (до 70 видов на 1 м²). По обобщенным данным для луговых степей Русской равнины и Западной Сибири биомасса составляет 230 ц/га, для галофитных солонцеватых степных сооб­ществ — 306 ц/га. В структуре биомассы на долю зеле­ной части приходится 37—80 ц/га, или 16—35%, кор­ней — 150—200 ц/га, или 65—84%. Корневая система травянистых растений лучше развита в ландшафтах ев­ропейских луговых степей, а надземная часть — в ланд­шафтах луговых степей Западной Сибири. На опад при­ходится 44—57% биомассы. В биомассе удерживается 10,5—11,6 ц/га азота и зольных элементов, с опадом воз­вращается в 2 раза меньше (5,81—5,87 ц/га). Средняя зольность опада в европейских луговых степях 4,4%, в1ападной Сибири — ниже (3,2%). Скорость разложе-мм',1 органических остатков отстает от поступления, по­тому образуется дернина, достигающая 80—100 ц/га (степной войлок). Интенсивность биологического круго­ворота 1,5.

Основные семейства травянистых растений степных [аидшафтов различаются по потреблению химических '.чементов: злаки с высоким накоплением кремния, бобо­вые с повышенным содержанием калия, кальция, азота, разнотравье, аккумулирующее в значительной степени | ют и кальций. Содержание зольных элементов и азота в корнях травянистых растений несколько ниже, чем в юленой части. Для смешанных луговых сообществ ве-Iупиши элементами являются азот, кремний, кальций, калий. Кремний составляет 33—50% от веса всей золы, кальций 10—25%, азот — 22—28%. Такое содержание | юта и зольных элементов определяет тип химизма ра-I гений как азотно-кремниевый, среднезольный. Геохи-|пвеские ряды элементов, аккумулирующихся в расте­ниях, выглядят следующим образом:

Для растений луговых степей характерны следующие одномерности распределения элементов: 1) несмотря hi широкий диапазон изменений экологических условий химический состав растений одного вида достаточно ста­билен; 2) химический состав растений одного вида в од­ним биогеоценозе, но в разных фазах развития отлича­ется сильнее, чем этого же вида в одной фазе, но в раз-Иых биогеоценозах; 3) совокупность концентраций Si, К, Са, Mg, Na, С1 в составе растений служит их видовым И систематическим признаком (состав элементов вида Отличается от состава рода, состав элементов рода от

■ остава семейства и т. д.); 4) концентрация химического мюмента в каждом конкретном растении зависит от воз­раста, фазы развития и физиологического состояния;

) фитоценозы по химическому составу различаются тем

■ ильнее, чем больше различия между почвами, на кото­рых они произрастают (А. А. Титлянова, 1979).

Закономерности распределения и миграции химиче-■ их элементов в степной растительности приводим по данным, полученным на Харанорском стационаре в Си­бири (В. А. Снытко, 1978). Изучены 6 фаций, образую­щих двасредней величине надземной био­массы и степного войлока фации можно расположить в следующий ряд: III>IV>V>II>VI>I (максимальная в полугидроморфном днище пади).

Аккумуляция химических элементов в биомассе по фациям в сопряженном геохимическом ряду представ

ляет собой пеструю картину. Это объясняется различ­ным видовым составом растений, а также их индиви­дуальными особенностями по аккумуляции элементов в каждой фации. Распределение элементов между надзем­ной и подземной частями биомассы не одинаково. В над­земной части биомассы по всем фациям преобладает магний, фосфор, хлор; как в подземной, так и в надзем­ной биомассе могут накапливаться N, Si, Са, Fe, Al, S.

Микроэлементы накапливаются растениями избира­тельно: титан в хамеродосе и тырсе, марганец — в тип­чаке, востреце, вейнике, никель и медь — в пижме, строн­ций — в тырсе, барий — в хамеродосе.

По показателям ежегодного возвращения в почву микроэлементы образуют следующий геохимический ряд: Mn>Ba>Sr>Ti>Cu>№ (с незначительными от­клонениями по фациям). В полугидроморфной фации днища пади возвращается больше марганца, в транс­элювиальной разнотравно-тырсовой — Ва, Ti, Sr, возвра­щение меди и никеля практически одинаковое по всем фациям.

Практические аспекты геохимии ландшафта

Среди группы степных ландшафтов луговые степи на черноземных почвах характеризуются оптимальным со­держанием и соотношением химических элементов. Хими­ческий состав черноземных почв обычно принимается за >талон оптимизации водно-физических и агрохимических свойств почв. Однако поскольку в условиях интенсифика­ции земледелия ежегодно с урожаем отчуждаются пита-гсльные вещества, для поддержания плодородия почвы на высоком уровне дефицитные элементы необходимо Вносить в виде удобрений. Проводятся опыты по стабили-

ищи в черноземных почвах органического вещества, ко­торое является активным аккумулятором элементов пи-i.iпия биогенным путем. В черноземные почвы в силу высокого естественного плодородия вносятся более низ­кие дозы удобрений (NPK в сумме 120—160 кг/га д. в.). Дгроценозы в луговых степях составляют 50% от всей площади. Такое интенсивное сельскохозяйственное ис­пользование степных ландшафтов в севообороте приво-игг к нарушению экологической цепи — одного из усло­вии существования экосистемы. Поэтому саморегулиро­вание фитоцеиозов дополняется комплексом агротехни­ческих мероприятий. В заповедной степи в связи с умень-шением в ландшафте количества крупных травоядных животных как одного из звеньев экологической системы нидовой состав травостоя стабилизируется ежегодным • снокошением (Ф. В. Вольвач, 1977).

С точки зрения здравоохранения ландшафты луговых I гепей относятся к благоприятным по содержанию и соотношению химических элементов. Поиски полезных in копаемых проводятся с применением ландшафтно-гсохимических методов в тех районах, где рудные поро-

M.I залегают близко у поверхности.

Сухие степи суббореального пояса

Ландшафты сухих степей суббореального пояса об­разуют на территории СССР и МНР широтную зональ­ную полосу. На других материках сухие степи занимают небольшие участки преимущественно меридионального направления (Северная и Южная Америка).

Гидротермические условия. В связи с повышением температуры и понижением количества осадков в ланд­шафтах сухих степей суббореального пояса складыва­ются менее благоприятные условия для миграции хими­ческих элементов. Такие условия способствуют аккуму­ляции легкорастворимых содей, что приводит к слабому засолению почв и коры выветривания. Средние темпера­туры самого холодного месяца изменяются от —11 до -18°, самого теплого — от 17 до 24° С. Незначительное количество осадков (200—350 мм в год), которые ин-фильтруются на глубину 1 —1,5 м, при испарении 200— 350 и высокой испаряемости (900—1100 мм в год) спо­собствуют'формированию непромывного, временами вы-потного водного режима. Продолжительность активной биологической фазы не более 3—4-х месяцев.

Кора выветривания ландшафтов сухих степей содер­жит карбонатов и легкоподвижных мигрантов больше, чем кора выветривания луговых степей. Реакция слабо­щелочная. По химическому составу кора выветривания относится к сиаллитной карбонатной, поскольку преоб­ладают кремний, алюминий, кальций. Почвообразующие породы представлены преимущественно суглинками и глинами различного происхождения и химического со­става. В зависимости от генезиса пород может изменяться количественное соотношение между глинистыми минера­лами: в осадочных породах преобладает гидрослюдисто-монтмориллонитовая группа глинистых минералов, на элювии гранита — каолинитово-гидрослюдистая. По со­держанию химические элементы образуют следующий убывающий ряд: Si>Al>Fe, Ca>K>Mg>Na. На кар­бонатных и засоленных породах по сравнению с незасо-лепными больше Са, Mg, Na, CI, SO4, что обусловлено более высокой их концентрацией в грунтовых водах. Почвы в ландшафтах сухих степей суббореального пояса представлены южными черноземами и каштано­выми почвами. В 2-метровой толще каштановых почв Прикаспийской низменности содержится около 0,4% легкорастворимых солей, примерно 3% С0₂ карбонатов и 0,2% гипса. Солевой состав почв изменяется от гид-рокарбонатно - кальциевого до хлоридно - натриевого (И. В. Иванов, Н. Ф. Глазовский, 1979).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: