Химический состав отдельных организмов
Химический состав организмов зависит от их природы (систематического положения) и геохимических особенностей ландшафта. Живое вещество, особенно растения, является биогеохимическим барьером, на котором концентрируются воздушные и другие мигранты.
ОСВР – относительное содержание химических элементов в видах, растущих в сопоставимых условиях – отношения содержания в данном виде к содержанию в эталонном для данных условий виде:
ОСВР = Сl/Cт.
По значениям ОСВР выделяют растения-концентраторы (более 2,5) и растения-деконцентраторы (менее 0,4):
25-400 и более – интенсивные концентраторы;
4,0-25,0 – умеренные концентраторы;
2,4-4,0 – слабые концентраторы;
0,4-0,25 – слабые деконцентраторы;
0,25-0,04 – умеренные деконцентраторы;
0,04-0,0025 – интенсивные деконцентраторы.
Химический состав разных органов растений также не одинаков. Например, наиболее высоко содержание металлов в листьях и тонких ветвях, меньше – в корнях и коре, минимальное – в древесине. Параметр ОСОР представляет собой отношение содержания элемента в данном органе к содержанию в эталонном органе (обычно это старые ветви, древесина, корни).
Разложение органических веществ
Наряду с биогенной аккумуляцией в ландшафте протекают процессы разрушения органических веществ, перехода химических элементов из органических соединений в неорганические.
Совокупность процессов разложения органических веществ называется минерализацией. При этом выделяется энергия – в виде тепла и в виде энергии, идущей на совершение химической работы (в основном природными водами).
Количество мертвых органических веществ в ландшафте является важным геохимическим параметром, складывающимся из нескольких показателей:
О – общее количество органических остатков;
О1 – ежегодный растительный опад (от 1 ц/га – в такырах до 250 ц/га во влажных тропиках и 765 ц/га в тугаях);
О2 – зеленая часть опада (10-90% от О1);
О3 – лесная подстилка и степной войлок (от 15 ц/га в сухих степях и 20 ц/га во влажных тропиках до 835 ц/га в кустарничковой тундре);
О4 – гумус (от 1000 ц/га в тайге до 8000 ц/га в луговых черноземных степях).
Об интенсивности разложения органических веществ хорошее представление дает коэффициент Ж3, равный отношению подстилки к зеленой части опада:
В болотах Западной Сибири этот коэффициент равен 5000%, в кустарничновых тундрах 3500%, в южной тайге 1000%, в сухих степях 100%, во влажных тропических лесах 10%.
Техногенная миграция
Техногенная миграция (техногенез) представляет собой наиболее сложный вид миграции, подчиняющийся социальным законам. В результате техногенеза облик земной поверхности сильно изменился, для нее стали характерны новые сложные техногенные системы. Образование этих систем сопровождалось резким ростом информации, проявлением новых ее видов, новых способов хранения, переработки и передачи.
Для ноосферы (техногенно измененной биосферы) характерно резкое увеличение работоспособной энергии и разнообразие ее видов.
Для ноосферы также характерно грандиозное рассеяние элементов, которые концентрировались природой на протяжении всей геологической истории. Распространено металлическое состояние железа, никеля, хрома, ванадия, не характерное для земной коры; изготовлены многие химические соединения, никогда ранее не существовавшие в биосфере.
Весьма велики масштабы добычи многих элементов. Отношение ежегодной добычи химического элемента в тоннах к его кларку называется технофильностью (Перельман). Анализ величины технофильность позволяет прогнозировать использование элементов.
Классификация геохимических ландшафтов по Перельману. Ландшафтно-геохимические карты
Общие принципы геохимической классификации ландшафтов
В основе классификации геохимических ландшафтов лежит миграция атомов, т. к. именно она определяет геохимические особенности ландшафтов. Наибольшее таксономическое значение имеют типоморфные элементы, т. е. элементы, которые энергично мигрируют и накапливаются и имеют высокие кларки.
Даже распространенные элементы в зависимости от условий миграции имеют разное таксономическое значение (например, сера типоморфна в аридных ландшафтах и не типоморфна в тайге). Минимальное содержание элемента в почве, организмах, водах, при котором оно приобретает таксономическое значение, называется критическим.
Географическая распространенность ландшафтов не имеет таксономического значения. В систематике должны быть одинаково представлены типичные, редкие, исчезнувшие ландшафты.
Поскольку в большинстве ландшафтов интенсивность миграции изменяется по временам года, в основу классификации следует положить период наиболее интенсивной миграции (лето в тайге, весну в субтропиках и т. д.).
Также таксономическое значение веществ определяется положением в пространстве относительно центра: чем ближе к центру, тем больше влияние на миграцию атомов, тем больше таксономическое значение.
Помимо систематики геохимических ландшафтов, часто проводят районирование. Районирование – выявление ландшафтных индивидов, характерных для какой-либо территории. Индивид, в отличие от систематической единицы, выделяется на основе индивидуальных, а не систематических признаков.
Классификация элементарных ландшафтов
Наиболее крупными единицами классификации Перельмана являются ряды ландшафтов, выделяемые по виду миграции.
абиогенные,
биогенные,
культурные ландшафты.
Далее рассмотрим классификацию биогенных ландшафтов, основанную на особенностях биологического круговорота в них.
По соотношению важнейших параметров биологического круговорота Б (биомассы) и П (продуктивности) выделяются группы, типы и семейства ландшафтов. Групп ландшафтов всего 5:
– леса;
- степи, луга и саванны;
- пустыни;
- примитивные пустыни;
- тундры и верховые болота.
При выделении типов и семейств ландшафтов важны не только абсолютные величины Б и П, но и отношение их логарифмов lnП/lnБ – коэффициент К. В каждом типе выделяют обычно три семейства. Типы обычно соответствуют зонам, семейства – подзонам.
Следующий таксон – класс ландшафта – выделяется по особенностям водной миграции в горизонте А почв (в соответствии с классами водной миграции).
Классы расчленяются по особенностям миграции на роды ландшафтов. Выделяются три основных рода – элювиальный (автономный), супераквальный и субаквальный ландшафты.
Продукты выветривания и почвообразования элювиального ландшафта поступают с поверхностным и подземным стоком в пониженные элементы рельефа и влияют на формирование надводных (супераквальных) и подводных (аквальных) ландшафтов. Последние называются подчиненными. Ландшафты водоразделов менее зависят от надводных и подводных ландшафтов, т.к. не получают от них химических элементов с жидким и твердым стоком. Поэтому элювиальные ландшафты называются автономными.
Наконец, виды элементарных ландшафтов выделяют на основе подстилающих отложений, горных пород.
Классификация геохимических ландшафтов
Геохимический ландшафт – парагенетическая ассоциация элементарных ландшафтов, соединенных потоком вещества и энергии. В основу классификации геохимических ландшафтов положен характер геохимического сопряжения между автономными и подчиненными геохимическими ландшафтами. Если сопряжение включает автономный, супераквальный и субаквальный ландшафты, то оно называется полным. Полное сопряжение в условиях однородного геологического строения, развития изверженных или метаморфических пород, без реликтов предшествующей стадии называется основным. Основные сопряжения классифицируются по особенностям центра ландшафта, обычно это автономный ландшафт (как и в физико-географической классификации).
Для геохимических ландшафтов выделяются те же таксоны, что и для элементарных. Ряды геохимических ландшафтов соответствуют рядам элементарных. Число групп, типов, семейств и классов гораздо больше, т. к. один и тот же автономный ландшафт может сопрягаться с различными автномными и подчиненными. Геохимическое сопряжение обычно изображают, например, так:
Ca/CaFe
(т. е. автономный ландшафт относится к кальциевому классу, а супераквальный – в Са-Fe).
Роды геохимических ландшафтов выделяются по соотношениям между автономными и подчиненными ландшафтами одного класса, интенсивностью водообмена, а это функция рельефа. Наиболее распространены три рода:
I – плоские равнины с замедленным водоообменом, слабым эрозионным расчленением или без него (приморские низменности, аллювиальные равнины и прочие области тектонических опусканий, вулканические и другие плато);
II – эрозионные возвышенности, расчлененные плато с более энергичным поверхностным и подземным стоком, плоские поверхности чередуются со склонами;
III – сильно холмистый и горный рельеф, бедленд – энергичный водообмен, преобладают склоновые поверхности, плоских участков почти нет.
Виды геохимических ландшафтов выделяются на основе характера подстилающих пород.
Геохимические ландшафты крупных таксонов называются по типологическим терминам – таежные, степные, пустынные и прочие типы ландшафтов; северные, средние, южные семейства; кислые, кальциевые, сернокислые классы; I, II, III роды. Виды называются обычно по какому-нибудь географическому ареалу их распространения, например, каракумские, валдайские и т. д.
Ландшафтно-геохимические карты
Закономерности размещения элементарных и геохимических ландшафтов легче всего выявляется при картировании. Соответствующие карты получили название ландшафтно-геохимических. В зависимости от объекта картирования ландшафтно-геохимические карты можно разделить на типологические карты и карты районирования. Типологические карты делятся на карты элементарных ландшафтов и карты геохимических ландшафтов.
Для выделения геохимических ландшафтов (в легенде карты) обычно составляют матрицу, в которой по вертикали указаны ландшафтные зоны и подзоны (типы и семейства ландшафтов), а по горизонтали – геолого-геоморфологические условия (роды и виды).
На мелкомасштабных картах обычно типы и семейства ландшафтов показывают цветом, классы – штриховкой, роды и виды – значками и символами. Также указывают геохимические формулы вида:
Лесные ландшафты,
Аридные ландшафты,
Степные и луговые ландшафты,
Пустынные ландшафты,
Тундровые ландшафты,
Примитивно-пустынные,
Абиогенные.
Достарыңызбен бөлісу: |