Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Морфология элементарного ландшафта 5 страница




Каштановые почвы на северной границе распростра­нения по строению и свойствам близки к южным черно­земам, а на южной — к бурым полупустынным почвам. Влаги в почве достаточно лишь для выноса наиболее легкорастворимых солей за пределы корнеобитаемого слоя. Менее растворимые сульфаты и карбонаты каль­ция и магния перемещаются по профилю незначительно. Перегнойный горизонт каштановых почв характеризует­ся биогенной аккумуляцией натрия, калия, кальция, марганца, кобальта. Например, в темно-каштановой почве у пос. Аскания-Нова величина /Сэа следующая:

 

 

В составе минеральной части почвы часто встреча­ются гидрослюды, монтмориллонит, реже каолинит. Не­промывной водный режим способствует равномерному распределению по профилю высокодисперсных минера­лов. Реакция почвы колеблется от нейтральной до слабо­щелочной. Опад быстро минерализуется, поэтому гумуса образуется меньше (1—4%), чем в почвах луговых сте­пей. Гуминовые кислоты преобладают над фульвокисло-тами (Сг: Сф= 1,3—2,0).

Воды имеют общую минерализацию 0,9—4,0 г/л. Среди катионов преобладает кальций, содержание кото­рого около 424 мг/л; много магния (118 мг/л); сумма ка­тионов натрия и калия достигает 273,6 мг/л; содержание сульфат-ионов составляет 1025, ионов хлора — 608,1, гидрокарбонат-ионов — 230,6 мг/л. (р. Кальчик, При­азовье). Общая жесткость воды высокая — 39,91 мг-экв. Цветность и окисляемость воды низкие, так как органи­ческое вещество мигрирует слабо, образуя с кальцием комплексные соединения, выпадающие в осадок. Хими­ческий состав вод сульфатно-кальциево-магниевый и. сульфатно-хлоридно-натриево-кальциевый.

Растительность представлена преимущественно по-лынно-злаковыми, типчаково-ковыльными, разнотравно-типчаково-ковыльными сообществами. Количество био­массы колеблется от 98 до 220 ц/га, в ее структуре на корни приходится 86—95%, на зеленую часть — 5—14%. Опад изменяется от 42 до 90 ц/га, что составляет 37— 43% от биомассы. В опаде зеленая часть образует мас­су 12—30 ц/га, или 14—33%, корневые остатки — 28— 71 ц/га, или 67—86%. Зольных элементов и азота в био­массе аккумулируется 3,45—11,33 ц/га, из них в зеленой части находится 5—20%. Основная часть зольных эле­ментов сосредоточена в корневой системе, т. е. в сухих степях суббореального пояса элементы распределяются по акропетальному типу. Ежегодно с опадом возвраща­ется 1,62—4,17 ц/га зольных элементов и азота. В опаде зеленой части зольные элементы составляют 13—46%,

содержат много кремния (44—74%), азо­та (17—36%), кальция (14—26%), содержание хлора увеличивается до 3—4% и натрия до 1%. По мере воз­растания засушливости в одних и тех же видах расте­ний возрастает содержание зольных элементов. Для су­хих степей, как и для луговых, характерен средиезоль-ный азотно-кремниевый тип химизма растительных ассоциаций,' что подтверждает следующий геохимиче­ский ряд (типчаково-ковыльная степь): в надземной части

 

 

 

Практические аспекты геохимии ландшафта

Агроценозы сухих степей суббореального пояса за­нимают 22% от их общей площади. Период вегетации па юге Украины 180—190, в Казахстане 150—160 дней. Теплообеспеченность почв высокая. Почвы характеризу­ются низким содержанием подвижных форм фосфора, калия. В условиях орошения эффективность азотных и фосфорных удобрений возрастает, калий дает незна­чительные прибавки урожая. Широко распространено явление вторичного засоления солонцеватых лугово-каштановых почв. Бесполивное земледелие характери­зуется неустойчивостью урожаев.

В ландшафтах сухих степей суббореального пояса в зависимости от состава пород и особенностей миграции элементов создаются условия, при которых возможны биогеохимические эндемии, связанные чаще всего с из­бытком отдельных элементов. Очаг эндемического флю­ороза у г. Щучинска Казахской ССР обусловлен нали­чием в породах Кокчетавского горного массива фторсо-дсржащих минералов (слюды, криолита, флюорита), поэтому среднее содержание фтора в местных гранитах (0,055%) почти в 2 раза выше его кларка. Это отража­ется на повышенном содержании фтора в почвах (0,063%), донных отложениях озер, растениях, водах, продуктах питания. При оптимальной концентрации фто­ра в воде 1 мг/л содержание его в поверхностных почвен-

В ландшафтах сухих степей суооореального пояса выделяется два семейства — северное и южное; остров­ные массивы в Закавказье, Восточной Сибири выделя­ются в самостоятельные семейства.

Основным классом водной миграции в сухих степях суббореального пояса в элювиальных элементарных ландшафтах является кальциево-натриевый класс. Ха­рактеристика этого класса водной миграции дана в об­щей геохимической характеристике ландшафтов сухих степей суббореального пояса.

В супераквалыюм ландшафте формируется кальцие-во-натриево-глеевый (Са — Na — Fe) класс. К выходу сульфидных пород приурочен сернокислый, а сульфат­но-натриевых — содовый глеевый (Na — ОН — Fe).

Кальциево-натриево-глеевый класс водной миграции формируется при глубине залегания грунтовых вод 3— 5 м от поверхности. Водный режим неустойчив с чередо-"лтгл" т/потт/лппрмрццыу прпипяоя обильного увлажне­

щего розовые лепестки вместо синих. Однако число таких экземпляров невелико и достигает 5% от общего количества. Для всех видов растений, произрастающих в пределах первичного ореола рассеяния, характерно по­вышенное содержание Си, Zn, Pb, Fe, Mg, Ti, Ba, Sr в золе. В данных условиях концентрация рудообразующих элементов в компонентах ландшафта не приводит к об­разованию биогеохимической эндемии (М. Д. Скарлы-гина-Уфимцева, В. Б. Черняхов, Г. А. Березкина, 1976).

 

 

5 Геохимия ландшафтов пустынь и тундровых ландшафтов:

 

 

ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВ ПУСТЫНЬ

 

Ландшафты пустынь встречаются в различных поя­сах земного шара и в зависимости от внешних факторов миграции элементов различаются по показателям био­логического круговорота и геохимическим особенностям почв, пород, вод, растений. Территория аридных пустынь занимает около 22% площади суши. Обширные участки ландшафтов пустынь встречаются в Африке, Азии, Авст­ралии, Антарктике и Арктике. Наибольшую площадь пустыни занимают в тропиках (17 млн. км2), в субтропи­ческом и суббореальном поясе ландшафты пустынь за­нимают примерно одинаковые площади (по 7 млн. км2). На обширной территории пустынь проживает только 4% населения. Под орошаемое земледелие можно использо­вать лишь 3% площади пустынь. В группе ландшафтов пустынь выделяются следующие типы: пустыни субтро­пического и тропического пояса, пустыни суббореально­го пояса, пустыни холодного пояса, высокогорные пус­тыни.

 

Пустыни субтропического и тропического пояса

Гидротермические условия ландшафтов характеризу­ются следующими данными. Средние температуры само­го холодного месяца в тропической пустыне 7—35°, в суб­тропической— 3—19°. Средняя температура самого теп­лого месяца в тропической пустыне колеблется от 35 до 45°, в субтропической пустыне — от 25 до 35°. Макси­мальное количество осадков — 200—250 мм в год, испа­рение — 0—150 мм в год, испаряемость —2000— 2500 мм в год. Господствует выпотной водный режим, с которым связана миграция элементов с грунтовыми

подами вверх по профилю почв и коры выветривания. 11ромачивание почвогрунтов в период выпадения осад­ит незначительное, поэтому миграция элементов вниз по профилю почвы и коры выветривания отсутствует. Основные формы миграции элементов в пустыне — био­генная, атмосферная и механическая эоловая. Резкий контраст температуры в течение суток, недостаток или Отсутствие влаги замедляют геохимические и биохимиче­ские процессы и активизируют физические процессы (растрескивание пород, механическое дробление). Ос­новным фактором, тормозящим прогрессивное развитие ландшафтов пустынь, является острый дефицит влаги.

Кора выветривания в пустынях тропиков и субтропи­ков маломощная, формируется за счет растрескивания пород механическим путем. Изоморфизм, гидролиз, хи­мическая денудация, гипергенный метасоматоз не выра-i.oiibi. В аридном климате пустынь превращение первич­ных минералов во вторичные замедляется. Среди гли­нистых минералов можно встретить гидрослюды, монтмориллонит, реже каолинит. Имеются также разли­чия в химическом составе песков: в древних песках авст­ралийских пустынь устойчивых соединений типа кремне-;ема больше, чем в песках пустынь Средней Азии, а гли­нозема, оксидов кальция и магния меньше. Пески пустынь этнического пояса имеют красный цвет, что обусловле­но высоким содержанием оксидов железа (до 10%), пес-mi пустынь суббореального и отчасти субтропического попсов окрашены в желтый цвет, поскольку содержат меньше оксидов железа.

При дефляции коренных пород происходят изменения п химическом составе песков. Пески из песчаников Ну-опнекой пустыни в сравнении с химическим составом песчаника, из которого они образовались, содержат меньше оксидов кремния и натрия и больше оксидов .inюминия, железа, кальция, магния, калия, серы.

По химическому составу древние коры выветривания делятся на известковые, гипсовые, железистые, кремние­вые, а современные — преимущественно на карбонатные, юридно-натриевые и сульфатно-натриевые.

Почвы ландшафтов тропических и субтропических пустынь представлены неразвитыми песчаными, глини-! и»!ми и щебнистыми образованиями, а также бурыми, серо-бурыми почвами и такырами. Для пустынь харак*

терна комплексность почвенного покрова, обусловлен­ная распространением азональных почвенных образова­ний — солончаков, солонцов. В каменистых пустынях примитивное почвообразование приводит к созданию на­летов или корочек на поверхности камней.

Бурые тропические субаридные почвы Йемена имеют сиаллитный состав минеральной части, слабую карбо-натность профиля за исключением иллювиального гори­зонта, где карбонатность повышенная (Л. Р. Асмаева, 1965). Преобладает иллит, мало галлуазита, вермикули­та. Реакция почв щелочная (рН 8,6—8,9). Гумуса содер­жится 0,5—1,0%. Бурые аридные почвы формируются при меньшем увлажнении и более высоких температу­рах.

Для неразвитых песчаных почв ландшафтов пустынь характерна меньшая засоленность, более грубый грану­лометрический состав породы, реакция слабощелочная. Преобладает биогенная и механическая миграция эле­ментов.

Такыры формируются в понижениях на глинистых породах в тропическом, субтропическом и суббореаль­ном поясах. В верхней части профиля образуется плот­ная глинистая корка мощностью 3—5 см, ниже залегает солевой горизонт, переходящий в засоленную породу. Реакция такыров щелочная. Содержание гумуса около 0,5%, в составе гумуса преобладают фульвокислоты, ко­торые связаны преимущественно с кальцием. Химиче­ские элементы за исключением кальция, железа и нат­рия более или менее, равномерно распределены по про­филю, что говорит о слабой их миграции. В период кратковременного увлажнения поверхность такыров по­крывается водорослями.

Воды в пустынях сильно засолены. Речные воды экстрааридных континентальных пустынь имеют минера­лизацию до 3—9 г/л, грунтовые воды до 200—250, озер и почвенных растворов до 350—450 г/л. В зависимости от истории формирования, а также содержания элемен­тов в породах воды могут быть гидрокарбонатно-каль­циевые, хлоридные, сульфатные и смешанные. В элю­виальных ландшафтах минерализация вод более низкая по сравнению с минерализацией вод в супераквальных ландшафтах.

Содержание ионов в водах рек, используемых на оро­шение, различное (табл. 16) и изменяется по гидрологи-

ческим фазам: в межень концентрация ионов выше, чем в паводок (р. Нил).

Растительность пустынь представлена следующими экологическими типами: ксерофиты, суккуленты, галофи-ты, мезофиты (эфемеры и эфемероиды). Физиологиче­ская форма приспособления растений к недостатку вла­ги при высокой температуре выражается в понижении осмотического давления и повышении интенсивности транспираций у эфемеров, приспособлении к засухо­устойчивости, солеустойчивости.

В клетках растений образуются водоудерживающие соединения, эфирные и жирные масла, дубильные веще­ства, алкалоиды. К моменту установления высокой тем­пературы в клеточном соке растений содержание сахара (преобладают моносахариды) увеличивается, белковых соединений — уменьшается, гидролиз органических сое­динений преобладает над их синтезом.

Аридные условия в сочетании с высокой засолен­ностью почв ландшафтов пустынь определяют особен­ности биологического круговорота: его интенсивность, структуру биомассы, зольность. Сводные данные по по­казателям биологического круговорота приводим по ха­рактерным растительным сообществам субтропических пустынь Сирии.

Биомасса колеблется от 9,4—16 ц/га в лишайниково-мятликовых полынниках до 61—96 ц/га в мятликовых иолынниках и гаммадниках. Указанные растительные сообщества имеют почти одинаковый вес зеленой части (1,3—2,0 ц/га), но в структуре биомассы различия суще-

ственны. На долю зеленой части приходится в мятлико-вых сообществах 2—3% и в лишайниково-мятликовых полынниках — 12—14% от общей биомассы. Многолет­няя надземная часть изменяется от 7 до 24 ц/га, или в пределах 22—59% от всей биомассы. Корневая система лучше развита в мятликовых сообществах (35—73 ц/га, или 57—76% от биомассы) по сравнению с лишайнико-во-мятликовыми полынниками (2,6—7 ц/га, или 27—44% от биомассы). Опад колеблется от 5 до 24 ц/га. В лишай­никово-мятликовых полынниках преобладает либо мно­голетняя надземная часть, либо корневая система при относительно высоком содержании зеленой массы (26— 28%). В мятликовых сообществах относительное содер­жание зеленой части в опаде очень низкое (8—9%).

Количество зольных элементов и азота в биомассе колеблется от 0,79 до 6,84 ц/га, но основная часть их ак­кумулируется корнями (20—64%) и многолетней над­земной частью (34—70%); в зеленой части биомассы со­средоточено всего 2—11%. С опадом возвращается 0,42—1,94 ц/га азота и зольных элементов, что состав­ляет 19—53% от суммы этих элементов в биомассе, из них на азот приходится 1,2—1,76%. Средняя зольность опада повышенная (6,1—7,4%), основная масса золь­ных элементов приходится на многолетние надземные части и наименьшая — на зеленую часть. Органогены в опаде составляют 44—48% от суммы зольных элементов, биогалогены — 2—3%. Содержание химических элемен­тов по органам растений зависит от их видовых особен­ностей. В листьях полыни концентрируется N, К, Mg, Р, Fe, S, Na, С1, в стеблях Si, Са, Al. Содержание указан­ных элементов в корнях полыни меньше, поэтому золь­ность их ниже (2,85%), чем многолетней надземной ча­сти (3,63) и листьев (6,30%), т. е. для растений харак­терен базипеталькый тип распределения элементов. В мятлике в отличие от полыни максимальная зольность в стебле 10, минимальная в листьях 4,4% (концентриру­ются N, К, Р, S, CI, Na). В биомассе субтропической мятликово-полынной пустыни химические элементы об­разуют следующий геохимический ряд: Ca>Si>N>Al, Fe>K, Mg>S, Р, Cl>Na. Такую растительную ассоциа­цию по содержанию зольных элементов и азота в био­массе относят к кремниево-кальциевому типу химизма, с повышенной зольностью и низкой продуктивностью. Интенсивность биологического круговорота высокая,

Практические аспекты геохимии ландшафта

С позиций сельскохозяйственного использования можно заключить, что элементы питания в ландшафтах пустынь имеются в достаточном или избыточном коли­честве. Однако для нормального развития растений не­обходимо оптимальное содержание растворимой формы каждого элемента. Избыточные элементы (CI, SO4, Na, меньше Са, Mg, ОН) удаляются промывкой и гипсова­нием почв. Однако вместе с избыточными элементами выносятся основные элементы питания, микроэлементы, растворимая часть гумуса. Их необходимо вносить в поч-ву в виде органики и минеральных удобрений, часть воз­вращается в почву с пожнивными остатками. Сроки вне­сения минеральных удобрений под орошаемые культуры определяются преимущественно по фазам развития рас­тений с учетом их выноса с водами. Наибольшую опас­ность для агроценозов в поливном земледелии сельско- -хозяйственных ландшафтов субтропических и тропиче­ских пустынь представляет вторичное засоление почв при недостаточно глубокой промывке, что приводит к сниже­нию урожая и качества продукции. В связи с этим необ­ходимо разрабатывать мероприятия, направленные на ликвидацию или существенное ослабление испаритель­ного барьера.

В некоторых районах пустынь избыточными могут быть бор, барий, стронций, фтор и др., что приводит к заболеваниям животных и человека.

В рассматриваемых ландшафтах перспективны все виды геохимических поисков полезных ископаемых.

Пустыни суббореального пояса

Ландшафты пустынь и полупустынь суббореального пояса распространены в Средней и Центральной Азии, частично в Северной Америке.

Гидротермические условия. В отличие от ландшаф-
тов пустынь субтропиков и тропиков здесь выделяется
холодное время года с отрицательными средними темпе-
ратурами (0-------- 15°). Лето сухое и жаркое и менее про-
должительное. Средняя температура самого жаркого ме-
сяца колеблется от 22 до 30°. Осадков выпадает 75—
250 мм в год, преимущественно зимой, весной и осенью.
Испарение составляет до 200 мм в год, испаряемость —
около 1500 мм в год, что определяет господство выпотно-
го водного режима.

Кора выветривания характеризуется частой сменой в пространстве различных по генезису и химическому со­ставу пород. Из вторичных глинистых минералов преоб­ладает иллит, монтмориллонит, хлорит, реже каолинит. При гипергенном преобразовании породы освобождают­ся легкоподвижные элементы (Na, CI, S), которые пере­ходят в водный раствор. Выпотной водный режим спо­собствует аккумуляции их в верхней толще породы. Основным источником засоления ландшафтов являются древние морские и озерные отложения; второстепенные источники засоления — атмосферные осадки, пыль, био­генная аккумуляция и возвращение элементов с опадом.

Воды в ландшафтах пустынь имеют контрастную минерализацию. По мере удаления от источника пресных вод минерализация их в ландшафтах увеличивается, хи­мический состав изменяется. Например, в мае 1975 г. сумма ионов в воде у истоков Амударьи в горах состави­ла 567 мг/л, в среднем течении у г. Чарджоу 609 мг/л, в дельте—ИЗО мг/л. Химический состав вод изменяется следующим образом: у истоков воды по химическому составу сульфатно-кальциевые с высоким содержанием хлора, гидрокарбонатов и магния, в среднем и нижнем течении — сульфатно-натриевые.

По вертикальному профилю ландшафта ближе к уровню грунтовых вод глубокого залегания осаждаются менее растворимые соли, выше — более растворимые. 11ри залегании вод у поверхности в пределах 1 м при сильном испарении происходит одновременно отложение н тех и других солей. Небольшое поступление химиче­ских элементов в ландшафты (0,55—1,70 ц/га) обуслов­лено малым количеством годовых осадков (128—135 мм) м низкой минерализацией (44—78 мг/л) при высоком со­держании в них ионов хлора, сульфат-иона, натрия (В. М. Боровский, 1978).

Почвы. В пустыне суббореального пояса наиболее широко представлены серо-бурые почвы, такыры, нераз­витые песчаные пустынные почвы, в полупустыне — бу­рые почвы. Пестроту почвенного покрова, как и в пусты­нях тропиков и субтропиков, создают азональные поч­вы — солончаки и солонцы.

Серо-бурые почвы приурочены к элювиальным ланд­шафтам. Профиль почв дифференцирован на горизонты, что указывает на участие почвеино-геохимических про­цессов в перераспределении вещества. В иллювиальном горизонте аккумулируются соединения железа и частич­но накапливается глина, но глинистые минералы не ориентированы во всех горизонтах, что говорит об отсут­ствии передвижения глинистых частиц. Из глинистых минералов преобладают гидрослюдистые и хлоритовые, присутствует монтмориллонит. По сравнению с породой в слабозасоленной со щелочной реакцией почве накапли­ваются Si, Mn, Fe, Al, P, Ti, K, Na. Поглощающий ком­плекс более чем на 90% насыщен щелочноземельными основаниями, из них на долю кальция приходится 60—80%. Содержание гумуса незначительное (0,15— 0,54%), поскольку мало поступает органики, которая в период увлажнения быстро минерализуется до зольных п газообразных соединений. В связи с этим биогенная аккумуляция химических элементов в гумусовом гори­зонте не выражена. Гумус прочно закрепляется мине­ральной частью почвы. Во фракционном составе гумуса преобладают подвижные формы: Сг:Сф = 0,7—0,5.

Неразвитые песчаные пустынные почвы по свойствам ближе к серо-бурым, но профиль развит слабо. Содержа­ние химических элементов в них ниже, они слабее засо­лены, в составе гумуса больше фульвокислот. В ходе преобразования минералов отмечается слабое накопле­ние аморфных полуторных окислов и кремнезема. Ана­лизами установлено присутствие серицита, хлорита, нонтронита, гидромусковита, гидроксидов железа и др. Характерно образование карбонатно-глинистых и желе­зисто-глинистых конкреций.

Растительность. В среднеазиатской пустыне биомас­са колеблется от 1,1 ц/га в крайне разреженных эфемер-никах до 538 ц/га в черносаксаульниках гребенщиковых, а в среднем в пределах 40—140 ц/га. В структуре био­массы преобладает корневая система (60—90%), в от­личие от ландшафтов степей и лесов масса зеленых одно­летних органов незначительна. В опад ежегодно посту­пает 30—60% от биомассы органического вещества, что сближает пустыни со степями (45—60%) и резко отли­чает от лесов (1—4%). В опаде растительности пустынь преобладают корневые остатки (80—90%). Отношение lg П : lg Б зависит от характера растительных сооб­ществ, па солончаках с галофитами это отношение со­ставляет 0,60, в кустарниковых пустынях — 0,68, в полу­пустынях на бурых почвах — 0,77.

Кустарники пустынь имеют разную степень золь­ности, поэтому сумма зольных элементов и азота колеб­лется от 5—7% в гликофитах до 10—16% в галофитах. В химическом составе полукустарников отмечается уве­личение зольных элементов и азота от 5—7% в зеленых частях полыни до 22—32% в солянках. Зольность корней ниже и изменяется от 3 до 11%. Такое же распределение золы и азота по органам травянистых растений, однако зольность их выше, чем соответствующих видов и се­мейств растений в ландшафтах с более влажным клима­том. У галофитного разнотравья по сравнению с другими сообществами зольность самая высокая (18—20%). Для всех растений пустынь в составе золы отмечается повы­шенное содержание натрия и хлора, особенно в надзем­ной части. Для растений ландшафтов пустынь суббо­реального пояса характерен акропетальный тип распре­деления элементов. Содержание химических элементов в биомассе колеблется от 0,06 ц/га в водорослевых сооб­ществах до 10 ц/га в солянках и более 30 ц/га в черно­саксаульниках. Азота в опаде (1,7%) аккумулируется больше, чем в опаде степных растений (1,2) и растений лесных ландшафтов (0,6%). Доля органогенов (Са + К + + P + S) в растениях по мере засоления ландшафтов уменьшается с 40 до 14% и увеличивается с 8—14 до 79% содержание биогалогенов (Na + Cl + S избыточная). Интенсивность биологического круговорота составляет

ОД, что соответствует ландшафтам влажных тропических лесов.

У растений ландшафтов суббореальных пустынь и полупустынь можно выделить три типа химизма: каль-мпсво-азотный — в полукустарниковых пустынях, азот-по-кремниевый — в эфемерово-полукустарниковых, нат-рпсво-хлоридный— в солончаковой пустыне. Зольность по всех растительных сообществах колеблется от средней и) весьма высокой.

 

Практические аспекты геохимии ландшафта

Миграция элементов в сельскохозяйственных ланд­шафтах пустынь тесно связана с активным изменением химического состава почвы путем освобождения ее от избыточных элементов. Комплекс агромелиоративных мероприятий предусматривает промывку почвы от легко-растворимых солей, орошение, а также внесение недо­стающих питательных веществ в виде минеральных и органических удобрений. При орошении происходит из­менение в метаболизме веществ на атомарном, молеку­лярном, клеточном и экологическом уровне (В. М. Бо­ровский, 1978).

На атомарном уровне протекают процессы, связанные с переменой валентности элементов, перестройкой элек­тронных оболочек атомов и образованием соединений с новыми свойствами, т. е. явление окисления — восста­новления атомов вещества. Восстановительная геохими­ческая обстановка создается, например, в ходе выращи­вания риса, на стадии прорастания, когда участок затап­ливается водой на длительное время. В результате про­исходит восстановление железа, серы, марганца, азота в соединениях. Восстановление серы в сульфатах и бел­ковых соединениях при щелочной реакции среды приво­дит к образованию сероводорода, который вступает в ре­акцию с двухвалентным железом с образованием нера­створимого сернистого железа. При этом сероводород в свободном состоянии действует на рис как ингибитор, недостаток железа также приводит к замедлению роста н развития риса. При восстановлении нитратов образу­ются газообразные соединения, которые улетучиваются и обедняют азотом почву, а следовательно, и растения риса.

Изменение водно-солевого режима и солевого балан­са почвы происходит на молекулярном уровне. В процес­се миграции солей при орошении действуют геохимиче­ские барьеры: химический, коллоидный, биологический, термодинамический. Например, прослойка гипса в поч­вах препятствует проникновению содовых растворов из почвы в грунтовые воды, а при испарении — подъему их в почву. Термодинамический барьер проявляется при ко­лебании температуры. На растворимость сульфида на­трия в отличие от хлоридов влияет понижение темпера­туры. Поэтому, если промывать почвы холодными вода­ми, хлориды выносятся быстрее, чем сульфаты. Обмен­ные реакции, связанные с коллоидным барьером, приводят к изменению состава и количества в почве лег­корастворимых солей.

В процессах, протекающих на клеточном уровне, при­нимают участие микроорганизмы. При орошении усили­вается рост и размножение микроорганизмов, в резуль­тате чего ускоряется гумификация растительных остат­ков и накопление азота. Однако при монокультуре возникает переутомление почвы из-за накопления микро­флорой токсических соединений. Водоросли, обнаружен­ные на рисовых полях, способствуют подщелачиванию среды; на такырах водоросли в период затопления выде­ляют слизь, которая закрывает поры, препятствующие проникновению воды и произрастанию высших растений. Процессы, протекающие на клеточном уровне, имеют связь с окислительно-восстановительными процессами и участием микроорганизмов в переносе электронов.

Отложения ила, формирование микрорельефа и мик­роклимата, биологический круговорот в агроценозах протекают на экологическом уровне.

В ландшафтах пустынь и полупустынь суббореально­го пояса повышено содержание бора, цинка, часто строн­ция, относительно высокое содержание молибдена, низ­кое— иода, меди, иногда кобальта. В некоторых райо­нах возможен избыток нитритов и нитратов, в таких слу­чаях может быть выделена эндемия метгемоглобинемии. В Прикаспийской низменности наблюдается эндемия борного энтерита у человека и животных. Избыток мо­либдена вызывает симптомы подагры, избыток цинка влияет на морфологическую изменчивость растений. Не­которые горные провинции обогащены литием. Выделены также провинции медной, йодной и цинковой недостаточ­ности.

В ландшафтах пустынь и полупустынь суббореально­го пояса перспективны все геохимические методы поис­ков полезных ископаемых. Поскольку корневая система некоторых растений на песчаных породах достигает глу­бины 16—20 м, хорошие результаты может дать биогео­химический метод. Отбор проб почв в данных ландшаф­тах проводится у поверхности. Применение, гидрохими­ческого метода ограничено весьма редкой гидрографиче­ской сетью. Атмогеохимический метод перспективен в ландшафтах пустынь при наличии тектонических трещин.

 

Пустыни холодного пояса и высокогорных районов

В северном полушарии пустыни холодного пояса рас­пространены на островах Северного Ледовитого океана, в южном — в Антарктиде и некоторых прилегающих ост­ровах. Пустыни высокогорных районов встречаются в юрах практически всех климатических поясов.

Гидротермические условия. В ландшафтах холодного пояса в течение года господствует отрицательная темпе­ратура, а короткий летний период характеризуется рез­ким колебанием температур в течение суток. Температу­ра самого холодного месяца близка к нулю или отрица- тельная, среднегодовая колеблется в основном от —10 до — 20°. Температурный режим разных регионов не одина­ков, но имеет общие черты. В арктических пустынях за год выпадает не более 150 мм осадков, на севере Грен­ландии — 25—100 мм, в антарктической пустыне — 200— 400 мм. Осадки выпадают преимущественно в виде сне­га, летом в более теплых районах — в виде дождя. В ус­ловиях низких температур величина испарения и испа­ряемость совпадают и составляют 250—400 мм в год. Почвогрунты, если они не покрыты льдом, оттаивают у поверхности. Миграция химических элементов незначи­тельна, поскольку вода находится преимущественно в твердом состоянии. На ровных участках ландшафта во­да застаивается, образуя мелкие озера или заболочен­ные массивы.

Кора выветривания и почвы. Низкие температуры с высокой амплитудой колебания и вечная мерзлота соз­дают условия для физического разрушения пород с об­разованием рухляка вследствие частых превращений воды. На Северной Земле фазовые превращения воды за июль—август происходят 70—80 раз. В пустынях жар­кого пояса резкие колебания положительных темпера­тур также приводят к механическому разрушению поро­ды и освобождению элементов. В пустынях разных поя­сов геохимические процессы с участием воды и углекис­лого газа протекают медленно и оставляют следы в виде корочек, налетов («пустынного загара») на скалах и камнях. По данным М. А. Глазовской (1958), состав ко­рочек в Антарктиде железистый или железисто-марган­цовистый, имеются кальцитовые и гипсовые налеты. В оазисе Бангера и на Земле Королевы Мод встречают­ся налеты соединений меди. Геохимические процессы активизируются участием биохимических (деятельность лишайников и водорослей).







Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2021 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных