link444 link445 link446 link447 link448 link449 link450 link451 link452 link453 link454 link455 link456 link457 link458 link459 link460 link461 link462 link463 link464 link465 link466 link467 link468 link469 link470 link471 link472 link473 link474 link475 link476 link477 link478 link479 link480 link481 link482 link483 link484 link485 link486 link487 link488 link489 link490 link491 link492 link493 link494 link495 link496 link497 link498 link499 link500 link501 link502 link503 link504 link505 link506 link507 link508 link509 link510 link511 link512 link513 link514 link515 link516 link517 link518 link519 link520 link521 link522 link523 link524 link525 link526 link527 link528 link529 link530 link531 link532 link533 link534 link535 link536 link537 link538 link539 link540 link541 link542 link543 link544 link545 link546 link547 link548 link549 link550 link551 link552 link553 link554 link555 link556 link557 link558 link559 link560 link561 link562 link563 link564 link565 link566 link567 link568 link569 link570 link571 link572 link573 link574 link575 link576 link577 link578 link579 link580 link581 link582 link583 link584 link585 link586 link587 link588 link589 link590 link591

Индикационная геоботаника — ИНДИКАЦИЯ ИЗБЫТОЧНОГО СОДЕРЖАНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ В ПОЧВАХ

ИНДИКАЦИЯ ИЗБЫТОЧНОГО СОДЕРЖАНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ В ПОЧВАХ, ГОРНЫХ ПОРОДАХ И ВОДАХ

Одним из направлений индикационных геоботанических исследований является определение присутствия в окружающей среде различных элементов ^ и их соединений. Индикаторами здесь служат отдельные виды растений, внутривидовые формы и тераты. Растительные сообщества хотя и применяются в качестве индикаторов, но' имеют второстепенное значение. Поэтому индикация может быть в этом случае названа ботанической.

Истоки ботанической индикации элементов и их соединений связаны с поисками полезных ископаемых и в особенности руд. В средние века существовало много примитивных представлений о том, что определенные растения могут указывать на присутствие золота, серебра, меди, алмазов. Эти представления были основаны на народных поверьях или на случайных наблюдениях рудознатцев и горнодобытчиков. Из этих разобщенных сведений постепенно отбирались более достоверные. Так, немецкий исследователь горного дела Агрикола (Бауэр) в XVI в. указывал в своем труде, что над рудными жилами трава низкая и нездоровая, деревья имеют голубоватую, свинцово-серую или очень темную окраску листьев, корневые системы и стволы их ослаблены и лес легко подвергается ветровалу. Близкие по характеру наблюдения принадлежат М. В. Ломоносову. В 1763 г. он писал: «На горах, в которых руда и другие минералы родятся, растущие деревья бывают обыкновенно нездоровы... трава, над жилами растущая, бывает мельче и бледнее».

В XIX и в начале XX в. появляется значительное количество отечественных и зарубежных работ, касающихся ботанической индикации полезных ископаемых. Главнейшие итоги этих работ до 1929 г. обобщены в сводке Линстова (Linstow, 1929), более поздние исследования, а также современная методика поисков полезных ископаемых по растениям охарактеризованы Н. Г. Несветайловой (1970).

Кроме поисков полезных ископаемых ботаническая индикация элементов и их соединений находит применение в сельском хозяйстве при оценке обеспеченности почв и культурных растений элементами питания, при выявлении процессов загрязнения окружающей среды отходами производства. Развитие ботанической индикации элементов и их соединений тесно связано с биогеохимией — наукой, изучающей закономерности миграции элементов в биосфере и созданной работами В. И. Вернадского, А. П. Виноградова и их школы. Биогеохимические закономерности служат той теоретической основой, с помощью которой могут быть объяснены связи различных групп растительных организмов с определенными геохимическими условиями. Природные комплексы, возникающие вследствие своеобразия этих условий, исследуются геохимией ландшафтов, являющейся одним из разделов физической географии. Ботаническая индикация возникла в области контакта биологии, геологии, геохимии и физической географии.

Переходя к описанию методики исследований, следует отметить одну важную ее особенность, а именно очень ограниченную применимость аэрометодов при ботанической индикации избыточного содержания определенных элементов н их соединений. Используемый здесь индикаторы (главным образом отдельные виды, внутривидовые формы, тераты), а тем более мелкие морфологические уклонения от нормального строения неразличимы на аэрофотоснимках самого крупного масштаба (за исключением некоторых древесных пород и кустарников). Поэтому аэрофотоматериалы могут быть использованы лишь для общего ознакомления с природными условиями территории и для составления плана размещения изучаемых участков. Основное начение приобретают детальные наземные ботанические исследования.

Важным условием успеха ботанических индикационных исследований является применение их на таких территориях, где присутствие избыточного содержания искомых соединений заранее определено по геологическим предпосылкам. Так, постановка работ по ботанической индикации нефтяных битумов в районе, нефтегазоносность которого исключается всеми геологическими данными, бесполезна. В условиях же структур потенциально нефтегазоносных (например, соляных куполов) такие исследования могут дать полезный эффект. Поэтому первым этапом исследований является основательное знакомство с геологией района, с перспективами присутствия здесь определенных веществ, с вероятными путями миграции дх в ландшафтах, с размещением источников загрязнения. Этот этап осуществляется путем проработки литературных данных, ознакомления с ранее составленными геологическими и геохимическими картами, а. также получения консультаций у геологов, изучавших данный район. В итоге этого предварительного этапа должно быть четко сформулировано, какие соединения могут служить индиката-ми и где находятся площади с наиболее вероятным их присутствием.

В ботанической индикации следует различать, как и в прочих разделах индикационной геоботаники, методику выявления индикаторов и методику их применения. Как та, так и другая имеют ряд отличий от прочих индикационных исследований. Кроме того, и между собой они существенно различны и требуют специального описания.

Методика выявления ботанических индикаторов элементов и их соединений довольно разнообразна. В целом она основана на сравнительном анализе флоры, а также морфологических особенностей отдельных видов в пределах ореола рассеяния определенного вещества и за его пределами. Для первоначальной общгй ориентировки в индикационных закономерностях часто прибегают к сравнению ботанических характеристик площадей месторождений полезного ископаемого и прилежащих к ним участков. Этот способ очень неточен, так как ботанические особенности сравнив-темых территорий могут зависеть не только от геохимических условий, но и от иных экологических факторов. Более точен способ пар эталонов. Парой эталонов называются в этом случае два участка, сходные по комплексу экологических условий (рельеф, экспозиция, почвы, подстилающие породы, увлажнение, растительных покров и др.), но резко контрастные по наличию индиката: на одном из участков он присутствует в значительных концентрациях, на другом — полностью отсутствует. Примером могут служить случаи, когда сравниваются экологически сходные участки, один из которых характеризуется высокой медной минерализацией, а другой — полным отсутствием соединений меди, или один богат нефтяными битумами, а на другом их нет. П^ра эталонных участков представляет собой, таким образом, сходные площади, в пределах одной из которых на общий однородный экологический фон накладывается повышенное содержание какого-то вещества (Не-светайлова, 1970). Эталон, характеризующийся присутствием индиката, называется позитивным, другой — негативным.

Описание пары эталонов имеет определенные особенности. Во-первых, необходимо, чтобы различия эталонов по присутствию индикатов были подтверждены аналитически, путем точных количественных определений. Это достигается или отбором и анализом соответствующих проб почв, горных пород и грунтовых вод, или выбором эталонов, для которых такие определения сделаны заблаговременно. Описание эталонов включает в себя возможно более подробный флористический список с выявлением присутствия и обилия не только видов, но и мелких внутривидовых форм. Для этого должны быть применены методы биосистематики — науки, изучающей мелкие систематические единицы, обособляющиеся внутри видов и часто характеризующиеся очень тонкими морфологическими различиями. Регистрируются присутствие, обилие и встречаемость тератов. т. е. аномальных, патологически измененных экземпляров, и производится их гербаризация. Подробно учитываются для каждого вида и внутривидовой формы фенофаза, мощность вегетативного развития, средняя высота и жизненность. В частности, для фенофазы обычно приводятся две оценки: господствующая и менее частая. Описываются окраска вегетативных и генеративных органов и все, даже незначительные, морфологические отклонения от среднего нормального состояния их. При обнаружении отклонений на позитивном эталоне необходим сбор материала для анатомического исследования как особей, отклоняющихся от нормы, так и нормальных контрольных экземпляров того же вида с негативного эталона. Таким образом, исследование пар эталонов требует очень глубоких ботанических знаний.

Для выявления ботанических индикаторов необходимо исследование значительного числа пар эталонов, чтобы результаты можно было подвергнуть статистической обработке. Поэтому целесообразно не выбирать случайные пары, а, производя общую геоботаническую рекогносцировку территории, наметить заранее достаточное число пар и составить схему их расположения. При доставлении такого плана полезно использовать аэрофотоматериалы, чтобы разместить пары эталонов равномерно в различных растительных сообществах и обеспечить каждое достаточным их количеством.

Полезным дополнением к выявлению ботанических индикаторов является отбор проб для биогеохимических исследований. Для этого производится с определенной единообразной частотой (т. е. через равные промежутки) сбор образцов различных видов растений для озоления и последующего анализа (обычно применяются спектральные методы). Анализы целесообразно построить так, чтобы иметь дифференцированные данные для различных органов одного и того же вида, так как накопление индиката в них различно. Например, для многих древесных пород оптимальные результаты дает озоление коры. Биогеохимические методы часто позволяют выявить виды-концентраторы, т. е. виды, способные к накоплению определенных элементов в тканях, а также связать это накопление с морфологическими аномалиями. Следует заметить, что методы, связанные с озо-лением, применимы только при изучении неорганических инди-катов. Органические индикаты (например, нефтяные битумы) не могут быть изучены этим способом, так как при озолении они разрушаются. Для их определения существуют специальные би-туминологические методы (люминесцентный и др.).

Индикация загрязнения окружающей среды газообразными, парообразными и дымообразными отходами различных производств по лишайникам составляет содержание лихоиндикации. Лихоиндикация основана на повышенной чувствительности ряда лишайников к загрязнению воздуха.

Вы здесь: Главная Биология Ботаника Индикационная геоботаника