Сделай Сам Свою Работу на 5

Ряды биологического поглощения.





Ландшафтно-геохимический подход к изучению ПТК

Зарождение геохимии ландшафта. Основы геохимии ландшафта заложил Б.Б. Полынов. Вторым классиком является А.И. Перельман.

Основные понятия.

Понятие элементарный ландшафтгеохимиков примерно соответствует фацииу ландшафтоведов.

Катена, или звено– фации, сменяющие друг друга от местного водораздела к местной депрессии, связанные между собой миграцией веществ.

Геохимический ландшафт – территория, на которой наблюдается закономерное повторение ландшафтных звеньев (катен). Подразделяются на простые и сложные. Простые состоят из одинаковых звеньев и возникают в условиях однородного состава пород и простого расчленения рельефа. Сложные состоят из разных звеньев и формируются на разных породах или (и) при сильном расчленении рельефа.

Ландшафтно-геохимические показатели.

Кларки и местные кларки – показатели содержанияхимических элементов в ландшафтах, их компонентах, ярусах и отдельных элементах.

Кларки элементов числа, выражающие среднее содержание химических элементов в земной коре, гидросфере, Земле в целом и др. Различают кларки весовые (в %, г/т или г/г) и атомные (в % от числа атомов).



Местные кларкиэто мера распространения химических элементов в различных ярусах, компонентах и отдельных элементах ландшафтов (в почвах; в коре выветривания, в подстилающих породах; в растения).

Кларки концентрации – отношение содержания химического элемента в конкретном природном объекте к кларку литосферы. Характеризует степень концентрации элемента в геохимической системе

Сопряженный анализ – метод одновременного изучения химического состава всех компонентов ландшафта (горных пород, кор выветривания, поверхностных и подземных вод, почв, растительности) и сравнении полученных результатов между собой в пределах элементарного ландшафта и с другими ПТК.

При сопряженном анализе выясняется радиальная и латеральная миграция элементов.

Радиальная (вертикальная) миграция – перемещение веществ от земной поверхности в глубь почвенного профиля и далее.

Латеральная (горизонтальная или боковая) миграция это:

1) перемещение (чаще всего сток) веществ по земной поверхности из одного ПТК в другой; 2) диффузное движение капиллярных и пленочных вод в почвах, которое намного медленнее радиальной миграции. В" избежание путаницы следует каждый раз оговаривать, о како латеральной миграции идет речь.



Геохимические сопряжения в условиях мезо- и микрорельефа принципиально отличаются. В первом случае ярко выражена односторонняя направленность миграционных потоков, во втором – направленность двусторонняя.

Сопряженный анализ выявляет характерные для элементарных ПТК химические элементы и их миграцию внутри комплекса (радиальную) и от одного комплекса к другому (латеральную).

Условия миграции элементов

Вода – главный фактор миграции элементов. Все элементы классифицируютсяпо их отношению кокислительно-восстановительным и щелочно-кислотным условиям среды.

Выделяются три типа условий: окислительные, восстановительные глеевые и восстановительные сероводородные.

По щелочно-кислотным условиям все воды делятся на четыре класса.

Сильнокислые воды (рН< 3-4) содержат свободную серную кислоту и встречаются в зонах окисления сульфидов, в угольных шахтах, в вулканических районах. В таких водах легко мигрирует большинство металлов, в том числе Fe, Al, Cu, Zn и др.

Кислые и слабокислые воды (рН 3-6,5) характерны для тундровых и лесных ландшафтов. Их кислотность связана с разложением органического вещества и поступлением угольной и других органических кислот.

Распространены очень широко. В кислых и слабокислых водах легко мигрируют металлы в формах бикарбонатов и комплексных соединении с органическим кислотами.



Нейтральные и слабощелочные воды (рН 6,5-8,5) характерны для лесостепных, степных, полупустынных и пустынных ландшафтов. Щелочность зависит от отношения бикарбоната кальция к его карбонату или же бикарбоната к С02. Условия миграции менее благоприятны для большинства металлов, которые здесь осаждаются вформе нерастворимых гидроокислов карбонатов и других солей.

Органические кислоты полностью нейтрализуются СаС03.

Сильнощелочные воды (рН > 8,5) содержат соду. Встречаются они в некоторых лесостепных ландшафтах, в содовых солончаках и др. В содовых водах легко мигрируют Si, Al, Mo и карбонатные соединения Сu, Zn, Be, V.

Для каждого класса вод характерна своя ассоциация мигрирующих элементов и ассоциация малоподвижных элементов

Типоморфными элементамиландшафта являются широко распространенные, но не все элементы. Роль элемента в ландшафте определяется интенсивностью его миграции и способностью к аккумуляции.

По типоморфным элементам при одновременном учете щелочно-кислотных и окислительно-восстановительных условий все воды могут быть разделены на 21 класс.

Например, для тундры характерен кислый глеевый класс водной миграции, для тайги, хвойно-широколиственных и широколиственных лесов – кислый и кислый переходный к кальциевому, для лесостепных и степных – кальциевый.

Геохимические барьеры –границы между разными геохимическими обстановками.

По направленности миграционного потока различают барьеры радиальные и латеральные, которые

По способу переноса веществ подразделяются на диффузные и инфильтрационные, (первые более характерны для аквальных комплексов).

По размерам.

Микробарьеры. Барьеры в почвах относятся к радиальным микробарьерам, ширина их (мощность) – см и мм.

Мезобарьеры. Латеральные мезобарьеры при переходе от автоморфных ПТК к гидроморфным (болото) составляют десятки и сотни метров.

Макробарьеры. Например устье крупной реки, впадающей в море, и прибрежная акватория. Здесь происходит смешение пресных и соленых вод и ширина барьера может составлять многие сотни и тысячи метров.

По изменению типов миграции элементов: 1) природные (механические, физико-химические, биохимические); 2) техногенные.

Наиболее важные физико-химические барьеры.

Физико-химические барьеры подразделяются на 10 классов:

1. А – кислородный, при резкой смене восстановительной среды на окислительную;

2. В – сероводородныйи

3. С – глеевыйпри смене окислительной среды на восстановительную;

4. Д щелочнойпри резком повышении рН;

5. Е – кислыйпри резком понижении рН;

6. F – испарительный;

7. G – сорбционный;

8. Н – термодинамический:

9. J – сульфатный;

10. К – карбонатный.

 

В почвах барьеры прослеживаются посмене состава и окраски горизонтов, по скоплению новообразований.

Так, в дерново-подзолистых почвах органическая подстилка является биохимическим барьером на переходе от растительного покрова к гумусовому горизонту.

Между гумусовым и подзолистым горизонтами выделяется физико-химический щелочной и одновременно биохимический барьер.

Между подзолистым и горизонтом вмывания – барьер физико-химический, сорбционный.

В переувлажненныхпочвах образуются глеевые барьеры тоже физико-химические сорбционные, изобилующие закисными соединениями железа.

Длясолончакахарактерны солевые и сульфидные барьеры

Ряды биологического поглощения.

Ряд элементов по убывающей энергии нх биологического поглощения:

Р > Са > Mg > К > Fe > Na > Si > Al.

Миграционная способность элементов.В миграции химических элементов ведущая роль принадлежит воде.

Б.Б. Полынов (1956) объединяет элементы, мигрирующие в растворах, в пять групп в зависимости от их подвижности (табл).

   
Ряд элементов Состав ряда
Энергично выносимые CI, (Br, J), S
Легко выносимые Са, Na, Mg, К
Подвижные Si02, P, Mn
Инертные (слабоподвижные) Fe, Al, Ti
Практически неподвижные Si02 кварца

Коэффициентом водной миграциих), (по А.И. Перельману (1962) – отношение содержания химического элемента в минеральном осадке воды к его содержанию в горных породах, дренируемых этими водами:

Миграционные коэффициенты и миграционные ряды.В элементарных ландшафтах происходит «вертикальная» (радиальная) и «горизонтальная» (латеральная) миграция элементов. В результате в различных ярусах ландшафта одни элементы выносятся, другие — накапливаются.

Все окислы элементов располагаются в следующий элювиально-аккумулятивный ряд:

K2Q CaO Na2Q ТЮ2 SiQ2 выносятся

0,04 > 0,09 > 0,11 > 0,26 > 0,85.>

А1203 MnO MgO Fe2Q3 > накапливаются

1,20 > 1,31 > 1,92 > 4,10 '

Ландшафтная катена.Изначально термин «катена» означал ряд взаимосвязанных разновидностей почв, расположенных на склоне. Связь между ними осуществляется под действием сил гравитации в основном плоскостным водным стоком. На элементарных (фациальных) катенах или микрокатенах выявляются наиболее тесные, непосредственные связи; здесь ярко

Рис. 12. Сопряженный ряд элементарных ландшафтов (Б. Б. Полынов, 1956; М.А.Глазовская, 1964, 2002) или ряд фаций (ландшафтная катена):

В элювиальные (автономные) фации катены поступление веществ происходит только из атмосферы, вынос – через фильтрацию вниз (в радиальном направлении) и испарение в атмосферу, а также с латеральным (боковым) стоком.

В трансэлювиальных фациях, в верхней (выпуклой) части склона, основным процессом становится латеральный вынос, т. е. транзит материала вниз по склону.

В трансаккумулятивных фациях, как только склон становится вогнутым, частицы теряют скорость и начинается их накопление, происходит частичная аккумуляция принесенного сверху материала.

В супераквальных фациях уровень грунтовых вод приближен к поверхности, и фации получают подпитку снизу – дополнительные вещества в процессе капиллярного поднятия влаги.

В субаквальных (подводных) фациях – особые природные комплексы, режим которых определяется водоемом.

В катене всегда происходят три процесса – вынос, транзит и аккумуляция,поэтому есть три звена: автономное (иначе – автоморфное, элювиальное), транзитное и аккумулятивное.

Автономноезвено определяет цепь дальнейших трансформаций, поэтому оно называется главным, а остальные — подчиненными.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.