Лекции для студентов

Курс лекций по “Общей экологии”. Часть 3

Биогеохимия внетропических степей и пустынь

Биологический круговорот элементов в аридных растительных сообществах. Растительность аридных ландшафтов представлена преимущественно травами, кустарничками икустарниками, в составе которых по мере усиления засушливости увеличивается количество ксерофитных и эфемеровых форм. На территории аридного пояса в природном растительном покрове преобладают травянистые фитоценозы. В полупустынных и пустынных районов преобладает солянковая растительность.Зольность растений засушливых ландшафтов примерно в 2 раза выше, чем в гумидных.Характерная биогеохимическая особенность, свойственная всем растительным сообществам степей и пустынь, — более интенсивный массообмен по сравнению с растительностью лесной зоны. Уменьшение интенсивности массообмена в системе биологического круговорота от хорошо увлажняемых степных ландшафтов к наиболее засушливым пус­тынным связано с особенностями распределения надземных и подземных органов растений. В конкретных ландшафтах под влиянием местных геохимиче­ских условий концентрация элементов в растениях и, следова­тельно, их количеству, вовлекаемое в биологический круговорот, могут сильно отклоняться от рассчитанных. Например, удержа­ние селена в растительности некоторых засушливых районов США таково, что кормовые травы оказываются ядо­витыми для скота. В областях активной вулканической деятельно­сти аридные условия способствуют активному накоплению фтора и некоторых других элементов. В подобных случаях в биологиче­ском круговороте участвуют значительно большие массы элемен­тов. В большем количестве мигрирует также стронций, концентрация которого в золе растительности аридны ландшафтов значительно выше, чем в растительности суши в целом.

Биогеохимические особенности почв. Почвы аридных ландшафтов, характеризуются высокой биогенностъю. Огромное количество беспозвоночных быстро измель­чает и перерабатывает растительные остатки и перемешивает их с минеральным веществом почвы. Также существенно меняется соотноше­ние групп микроорганизмов. Общий уровень концентрации рассеянных элементов в почвах степей и пустынь обусловлен их содержанием в почвообразующих породах. Наряду с этим в пустынных почвах возрастает от­носительное значение водорастворимых форм. Основными факторами аккумуляции водорастворимых норм элементов в поверхностном горизонте почв пустынь являются ис­парительная концентрация и транспирация растений. Кроме того, повышенная щелочность почв засушливых ландшафтов способствует мобилизации тонких минеральных и органических суспензий. Этим объясняется присутствие в водных экстракциях из пустынных почв циркония, титана, галлия, иттрия и близких им элементов.

Биогеохимия морских островов

Массоперенос солей. Наиболее очевидным геохимическим воздействием моря на сушу является массоперенос морских солей на прибрежную террито­рию. В то же время мно­гочисленные данные свидетельствуют, что с удалением от берега моря концентрация растворимых солей в атмосферных осадках быстро уменьшается. При этом убывание по­ступающих масс химических элементов происходит очень быст­ро, возможно, в нелинейной зависимости от расстояния. Следо­вательно, на континентах влияние массопереноса морских солей ограничено узкой прибрежной полосой и не распространяется на внутриконтинентальные области. Иная ситуация существует на не­больших островах, вся территория и биота которых находятся под воздействием массопереноса с моря. По этой причине биогеохи­мические процессы массообмена на островах обладают специфи­ческими особенностями.

Важное значение имеет не только непосредственное поступление солей на поверхность почвы, но и аккумуляция их растительностью.

Поступление тяжелых металлов. Важным фактором, влияющим на биогеохимические особен­ности островной растительности, является поступление опреде­ленной группы химических элементов с атмосферными осадками. Химические элементы, содержа­щиеся в растительности океанических островов, имеют разные источники поступления. Более высокая концентрация железа и особенно марганца в растительности островов, сложенных маг­матическими породами, обусловлена поступлением указанных ме­таллов из пород. В коралловых известняках этих металлов значи­тельно меньше и соответственно их меньше в растительности атол­лов. В то же время концентрация цинка, меди, свинца, никеля в наземной растительности островов, равно как в манграх атоллов и рифов. Таким источником металлов для растительности океа­нических островов всех типов могут быть только атмосферные осадки.Выяснение происхождения тяжелых металлов, находящихся над океаном в тропосфере, — весьма сложная задача. Носителем металлов может быть тонкая пыль, вынесенная с континентов, выбросы вулканов, брызги и испарения океана.

Биологический круговорот химических элементов в ландшаф­тах островов неразрывно связан с процессами, протекающими в почве. Своеобразие атолловых почв обусловлено тем, что их хими­ческий состав формируется не столько за счет вещества почвообразующей породы, сколько в результате поступления химических элементов извне. Элементы, аккумулированные в опаде раститель­ности, поступают в почву, где осуществляются сложные процес­сы трансформации. В эти процессы включаются непрерывно вы­падающие из тропосферы жидкие и сухие осаждения, компонен­ты карбонатного субстрата, продукты жизнедеятельности коло­ний птиц. Продукты распада быстро измельчаются беспозвоночными, по­этому в составе почвенного органического вещества преобладает мелкий детрит.