...
Особливості біогеохімії ландшафтів. PDF Печать E-mail


·
Поняття “елементарного” та “геохімічного” ландшафтів.
· Геохімічне сполучення.
· Класифікація ландшафтів.


Визначено, що неоднорідність складу та будови біосфери особливо характерна для природного середовища суші. Неоднорідний простір всієї суші, кожного континенту та регіону. Можна виділити ділянки, у межах яких спостерігається відносна однорідність: однаковий рельєф та гірська порода, один і той же мікроклімат, однотипові грунти та рослинність. Таку ділянку Б.Б. Полинов назвав елементарним ландшафтом.
Елементарний ландшафт – самий мілкий природно-територіальний комплекс, в якому всі компоненти комплекса (грунтоутворюючі породи, грунти, поверхневі і грунтові води, живі організми, атмосфера) зв’язані між собою циклічними процесами обміну речовин. Елементарні ландшафти в свою чергу зв’язані між собою потоками мас елементів, що переносяться завдяки водній міграції або через атмосферу.
Під впливом антропогенної дії структура і зовнішній вигляд природних ландшафтів зазнають суттєвих змін. Часто порушені ландшафти відновлювати надзвичайно важко, а деколи просто неможливо.
Головна риса всіх циклічних процесів масообміну хімічних процесів у біосфері – їх незамкненість. Тому елементи, що виходять із того чи іншого циклу масообміну у ландшафті, переносяться поверхневими або грунтовими водами у сусідні ландшафти, які знаходяться на більш низьких рівнях рельєфу. Цей зв’язок має лише один напрямок і здійснюється шляхом міграційного потоку мас. Його називають геохімічним сполученням. Отже, геохімічне сполучення – це зв’язок елементарних ландшафтів, які знаходяться на різних рівнях рельєфу, за допомогою масопотоку. Прикладом може служити геохімічний зв’язок низиних та верхових торфяників.
Усередені ландшафту, що розміщується на підвищених ділянках рельєфа, масообмін здійснюється порівняно незалежно від сусідніх елементарних ландшафтів. Такі ландшафти називають геохімічно автономними.
Елементарні ландшафти, які отримують із водними потоками додаткову кількість елементів, називають геохімічно підпорядкованими.
Величезний вплив здійснює геохімічне сполучення на біологічний кругообіг. В деяких випадках концентрація хімічних елементів, що надходжять в результаті хімічного сполучення, настільки збільшується, що це має негативні наслідки. Так, у В’єтнамі численні атмосферні опади в гірських районах сприяли активному вилужуванню фтору з гірських порід. Цей елемент надходив у поверхневі води (концентрація його була невеликою і не впливала на здоров’я населення гірських районів). Стікаючі на приморські рівнини річкові та грунтові води інтенсивно випаровувалися, в результаті чого концентрація фтору різко збільшилася і призвела до численних захворювань: від руйнування емалі зубів до острих форм флюорозау нвселення низьких приморських рівнин.
В силу того, що геохімічне сполучення здійснюється завдяки водній міграції, різні хімічні елементи по різному впливають на цей процес. Найбільш важливу роль відіграють газоподібні сполуки елементів – вуглекислий газ, кисень, сірководень, - що утворюються врезультаті життєдіяльності організмів. Гази розчинюються у природних водах, змінюють окислювально-відновне середовище і впливають на розчинність багатьох елементів, головним чином, металів. Так, у поймах річок при наявності сірководню у відновному середовищі утворюються нерозчині сульфиди заліза та деяких інших металів.
Парагенетичні асоціації сполучених елементарних ландшафтів, зв’язаних між собою міграцією елементів називають геохімічними ландшафтами.(по А.І. Перельману).
Таким чином, геохімічне сполучення являє собою закономірне для кожного геохімічного ландшафту сполучення утворюючих його елементарних ландшафтів.
Любий елкементарний ландшафт можна охарактеризувати біогеохімічною формулою,  яка має вигляд неправильного дробу. На місце цілого числа ставлять типоморфний елемент (топоморфні елементи – елементи, які у великих кількостях розчинюються у поверхневих і грунтових водах і обумовлюють кислотно-лужні умови), в скобках після нього – розчинений уводі газ. В чисельнику вказують індикаторні розсіяні елементи. У яких коефіціент біологічного поглинання більше коефіціента водної міграції, у знаменику – елементи із зворотнім співвідношенням КБ і КВ. наприклад, формула Са2+ (О2)  означає, що є елементарний ландшафт. В якому перерозділ хімічних елементів відбувається при великому вмісті іонів кальцію у поверхневих водах і вільному доступу кисню, тобто у слаболужному середовищі. В біологічний кругооббіг найбільш інтенсивно втягуються молібден, мідь, цинк, марганць, а в поверхневі та грунтові води інтенсивно надходить і мігрує стронцій. Це формула степового ландшафту високих передгірних рівнин.
Існують різні класифікайії ландшафтів, розглянемо основні з них.
Всі геохімічні ландшафти поділяються на ландшафти суші та аквальні (водні). Останні, в свою чергу, розділяються на ландшафти океану (океанів і морів) і аквальні  ландшафти континентів (річок, вдосховищ, озер тощо). Аквальні ландшафти і ландшафти суші діляться також на природні (біогенні та абіогенні) і техногенні.
Ландшафти суші.
Біогенні ландшафти характеризуються наявністю постійного кругообігу елементів, а основним видом їх міграції є біогенний. Механічна, фізико-хімічна міграція в цих ландшафтах відіграють, як правило, другорядну роль. Винятком є біогенні ландшафти з крутими склонами. Де по масі мігруючих елементів механічна міграція може переважати біогенну, а також частина примитивно-пустельних ландшафтів.
Абіогенні ландшафти характеризуються практичною відсутністю безпосереднього впливу і біогенної міграції елементів (отже і біологічного кругообігу). До таких ландшафтів відносяться центральні частини Антарктиди і Греландії, найбільш високі і покриті льодовиками хребти та вершини гір. В цих ландшафтах переважають механічна та фізико-хімічна міграція елементів.
Техногенні ландшафти відрізняються тим, що біологічний кругообіг елементів значно порушується, о соновним видом міграції є техногенна (соціальна) міграція. Площі техногенних ландшафтів безперервно збільшуються за рахунок зменшення територій біогенних та абіогенних ландшафтів.
В абіогенні ландшафти все більше надходить елементів за рахунок продуктів техногенеза. Так, в Антарктиді в останні дисятиріччя значно збільшився вміст свинцю, вольфрама, молібдена, а дуст був виявлений у печінці пінгвінів.
Біогенні ландшафти також відчувають антропогенний вплив: постійно збільшується техногенне надходження елементів до біогенних ландшафтів, а також відбувається їх винос із біогенних ландшафтів. Там, де біогенні лдандшафти сусідять з різними промисловими підприємствами і сільськогосподарчими угіддями, основна частина елементів переноситься з повітряними масами. Значна частина елементів може надходити техногенним шляхом і у вигляді водних розчинів (з поверхневими і підземними стоками), а також в результаті механічного перенесення. Прикладом антропогенного виносу хімічних елементів із біогенних ландшафтів є вирубка лісів, косовиця трави.
Таким чином, спостерігається поступовий перехід природних (біогенних та абіогенних) ландшафтів у техногенні і збільшується швидкість формування ноосфери.
По змінні відношення біомаси до щорічної продукції серед біогенних ландшафтів, по А.І. Перельману, виділяють 5 основних груп:
1) ліса;
2) степи (луги і савани);
3) пустелі;
4) тундри і вірхові болота;
5) примитивні пустелі.
Техногенні ландшафти поділяються на:
1) сільськогосподарські;
2) промислові;
3) лісотехнічні;
4) ландшафти населених пунктів;
5) ландшафти штучних водойм;
6) дорожні ландшафти.
До сільськогосподарських ландшафтів відносяться земельні ділянки, що використовуються у землеробстві, твариництві (різні приміщення та оточуюча їх територія, пасовища), у рослиництві – сади, виноградники тощо. Однак в таких техногенних ландшафтах при переважані техногенної міграції продовжує існувати біологічний кругообіг. Хімічні елементи, що втягуються у біологічний кругообіг, знаходяться в тих частинах рослин, які не вивозяться з врожаєм (у коренях, листі, ботві овочей тощо).
Постійно у сільськогосподарські ландшафти вносяться хімічні елементи з різними мінеральними та органічними добривами, невелика кількість хімічних елементів постійно надходить при зношуванні машин та інструментів, з мусором. Верхній горизонт грунту підлягає постійному техногенному механічному перемішуванню при орці грунтів.
Твариницькі ландшафти відрізняються від інших сільськогосподарських ландшафтів, перш за все, своєю площею. Вони набагато менші. Крім того, вони відрізняються швидкою мінливостю умов, що визначають міграцію елементів в їх різних частинах. Це пояснюється тим, що твариницькі ландшафти складаютьмя із таких різних частин, як пасовища, вигони, різні приміщення та адмінистративні споруди.
Хімічні елементи надходять у ці ландшафти в основному у біогенній формі з комахами, а виносяться як у біогенній і мінеральній формі, так і у вигляді водних розчинів. Постійно в такі ландшафти вносяться у надлишкових концентраціях вуглець, фосфор. Азот, сірка, калій, кальцій, алюміній, магній.
Біологічний кругообіг хімічних елементів у твариницьких ландшафтах порівняно обмежений і характерний лише для посовищ (лугів). В ці частини ландшафтів значна кількість елементів надходить також у мінеральній формі при внесені добрив. Грунти на пасовищах деколи підлягають орці.
Промислові ландшафти – це території, розміщені за межами населених пунктів і зайняті промисловими підприємствами із спорудами. Необхідними для їх експлуатації; ділянки видобування нафти, газу, підземних вод; аеропортами та аеродромами, а також відвалами гірських порід у шахт, кар’єрів, збогачувальних фабрик. Роль біологічного кругообігу елементів у цих ландшафтах мінімальна.
Лісотехнічні ландшафти об’єднують ділянки лісопосадок, вирубки лісів, лісових плантацій та лісозахисних полос, що знаходяться за межами населених пунктів і промислових ландшафтів. Вони відрізняються техногенним вивозом елементів, що знаходяться у біогенній формі. Крім того. У грунти цих ландшафтів потрапляє велика кількість рослинних залишків.
Техногенні дорожні ландшафти об’єднують дороги і супроводжуючі їх дренажні системи. Дороги не мають ніяких природних аналогів і різко відрізняються від природних і техногенних ландшафтів по набору хімічних елементів та формам їх знаходження, по морфологічним особливостям і особливостям геохімічного зв’язку із сусідніми ландшафтами, а також по міграції елементів в межах самого ландшафту. Наприклад, враховується тип покриття доріг та інтенсивність руху транспорту.
Ландшафти населених пунктів – це населені пункти з комплексами житлових споруд, присадибних ділянок, міських промислових підприємств, зон відпочинку та рекреації (сади, сквери, парки, ін.). Деякі частини цих ландшафтів мають багато спільного з іншими техногенними ландшафтами (наприклад, міські промислові підприємства подібні промисловим ландшафтам). Але ландшафти населених пунктів мають особливості, притаманні тільки їм. Наприклад, кількість грунтових вод на одиницю площі у населених пунктах вища, ніж в оточуючих ландшафтах, що пов’язано із техногенним надходженням води (полив вулиць, присадибних ділянок, парків, ін.), а також з різким зменшенням площ, з яких можливе безпосереднє випаровування.
Водні (аквальні) ландшафти.
Водні (аквальні) ландшафти займають значну частину поверхні Землі і мають велике значення для людства. Вони також поділяються на природні (біогенні) та техногенні. До техногенних відносять водойми штучного походження – водосховища, канали, ставки. Природні ландшафти поділяються на внутрішньоконтинентальні (моря, озера річки) та океанічні (внутрішні моря, окраїні моря та власне океанічні ландшафти).
На відмінну від ландшафтів суші в аквальних ландшафтах велику роль відіграє біогенна міграція.
Різні частини ландшафтів пов’язані між собою і зміни в одній частині поступово позначаються на всіх його частинах (ярусах). Наприклад, шкіряний завод у Краснодарі викидує в атмосферу сірку у високих концентраціях, в результаті у рослинах біля заводу накопичуються важкі метали. Це сприяє розвитку у рослин різних хвороб, рослини засихають та гинуть. Опале листя та гілки рослин, що містять важкі метали в надлишковій кількості, потрапляють у грунт і призводять до підаищення вмісту важких металів у грунтах. Таким чином, зміна в атмосфері міського ландшафту позначається і на рослинності, і на грунтах.
Потрібно також відмітити, що зміна ландшафтно-геодогічної обстановки позначається на сусідніх ландшафтах без безпосереднього впливу на них. Наприклад, вирубка лісів біля водосховищ і ставків сприяє зносу грунтів і добрив у ці водойми. В результаті відбувається обміління, збільшується прогрів вод і дуже швидкий ріст водоростей. В подальшому процес евтрофікації може призвести до зміни ландшафтно-геохімічної обстановки у водосховищі і появи нових водних ландшафтів.
Зміна ландшафтно-геохімічних умов існування живих організмів призводить до зміни співвідношення концентрації хімічних елементів в цих організмах. Які часто супроводжуються різними хворобами.

Із всього сказанного можна зробити такі висновки:
1. Неможливо техногенним шляхом змінити тільки одну частину геохімічного ландшафту.
2. Наслідки антропогенних змін у ландшафтах потрібно прогнозувати.
3. Неможливо змінити один геохімічний ландшафт іншим без зміни у сусідніх ландшафтах.
4. Зміни одних частин біосфери призводять до змін в сусідніх частинах.
Без урахування цього неможливе раціональне використання природних ресурсів.

 

Яндекс.Метрика >