Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Закономерности структуры педогеохимических полей азота, фосфора и калия в ландшафтных системах Белоруссии

ВАК РФ 11.00.01, Физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Закономерности структуры педогеохимических полей азота, фосфора и калия в ландшафтных системах Белоруссии"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

РОМАНОВ Сергей Львович

ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРУКТУРЫ ПЕДОТЕОХЖИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ В ЛАНДШАФТНЫХ СИСТЕМАХ' БЕЛОРУССИИ

II.ОС.01 - физическая география, геофизика и геохимия.ландшафтов

Автореферат.

на соискание ученой степени кандидата географических "наук

Москва 1991

Работа выполнена на кафедре геохимии ландшафтов и геог] фии почв Московского госудгрстзешого университета имени М.З Ломоносова.

Научный руководитель - доктор географических наук,

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, старший научный сотрудник

Ф.И.Козловский ' •

кандидат географических наук, старший научный сотрудни?

И.А.Авессаломова

Ведущая организация - Белорусский государственный униве ситет им. В.И.Ленина, географический факультет.

Защита состоится' &К/719591 г. в '/З'00часов заседании физико-географического спепиализкрсванного Совета Д-053.С5.29 при Московском государственном университете имен М.В.Ломоносова по адресу: 119859, Москва, ГСП-З, Ленинские,г ри, МГУ, географический факультет, 18 этаж, аудитория 18-07.

С диссертацией можно ознакомиться б библиотеке географи чаского факультета МГУ на 21 этаже.

Автореферат разослан " ¿)м&ЗЛ991 г.

Ученый® секретарь

профессор М.А.X лазовекая

специализированного совета, кандидат географических наук

Актуальность -емы. Форсированное наращивание темпов -и объемов всестороннего химического воздействия на природную среду порождает значительное количество природоохранных, экологических и экономических проблем, таких как массовое пе-реобогашение пицевых продуктов нитратами, зафосФачиэан.. поме ль, эвтрсфирование водоемов, загрязнение грунтовых вод, снижение эффективности минеральных удобрений и т.д. Причем острс-та этих проблем неуклонно возрастает. В этих условиях созданье оптимизированной системы интенсивного землепользования, подпп-ляюшей достичь максимальной биологическое продуктивности при минимуме экологически вредных воздействий, в известной мере тормозится отсутствием научной информации об основных пространственных закономерностях распределения биогенных моментов и факторах, контролирующих особенности их перемещения и превращения в ландшафтных системах. Для Белоруссии, потребляющей пя 1989 год 7,5 % общесоюзного количества минеральных удобрений при доле 2,9 % в обще государственном балансе посевных площадей, такие исследования особенно актуальны.

Цели и задали работы. Предлагаемая работа выполнялась с целью изучения основных параметров латерального и вертикального распределения подвияеннх форм азота, фосфора и калия в ла-ндгаэфтно-лгохимических системах ЦТС) Белоруссии и разработки на основе выявленных закономерностей нового метода решения ряда прикладных геохимических проблем.

Реализация дачной цели потребовала решения следующих задач:

1 - выбора на территории Белоруссии репрезентативных ключе-

вых участков и производства соответствующих голевых исследований в природных системах и егрэкннд'!,£ф1'''Х1

2 - обобщения имеющихся литературных, фондовых и картографи-

ческих материалов,' аналитической обработки проб и обрп-t-цов;

3 - разработки методов ин,дикаиий, идентификации и типьйап^'

структур геохимических полей;

4 - разработки методов оценки динамических параметров' стру;-,

туры геог/мического поля; , •

5 - выявления коррелятивных спя&ей меяду типо'м структуры le-.

догеохимическйх полей NPK и комплексом факторов миграции элемегггов и лащшвфтио~гссхч"ичоск::у wrrr-i* ,(ЛГС);

с - составления на ос1т^ании выявленных связей карты (М I: 600000) условий*¿миграции подвижных форм^РК в ЛГ'С и райог рования территории;ЕССР по частоте встречаемости структ; определенного т. па.'

Материалы. В работе использованы данные по 18 (13 нена] аенных и Ь в условиях агрошандшафта) почвенно-агрохимическим профилям, залО'Женным на 16! ключевых участках во всех фиаико-ографичееких и не до геохимических провинциях БССР. Общий объе: аналитической информации (подвижйые формы НРК , рЬ, объемная масса почвы) составил около 28С0 определений. Основные исход материалы получены автором в ходе полевых сезонных работ 1'96 & 1Г." (31 разрез, 818 образцов)'.' Кро1ле того, привлекались .о бликоканные материалы ЕелНИИПА (5 профилей, около 550 опреде ьий). а также опубликованные материалы Еел^ГНС и МГиГ Щ БСС о чем в теисте имеются соответствующие ссылки. Данные по тре летней динамике содержания и (1500 определений; ис льЕОВаны с согласия автора (Н.Н.Семененко). В работе также пользованы данные радиометрических наблюдений, осуществляем, автором в зоне аварии Чернобыльской АЭС на* протяжении '1987-1; гг. Применительно ко всем привлекаемым ттериалам проконтро; ровань репрезентативность и сходимость методов определения.

Непосредственны?* объектами изучения явились ландш&фтнг геохимические системы мезомасштабного уровня' (мест!же геохж ' чеенче ландшафты' (по В.В.Полынс у)), равно как и слагающие 1 элементарные ландшафты в различных педогесхимических и физи) географических провинциях ЕССР.

Теоретическая и методическая основа исследований. Рабо1 выполнена на основании теории геохимического ландшафта (Пол) нов, 191Х; Глазовекая, 1964; иерелылан, 1975), рассматривав: го как открытая, природная или природно-актропогеннак смете; представляющая собой парагенотичоску», повторяющуюся прос ранстве ассоциацию упорядочат расположенных элементарных■ тавляюш^х.

При производстве полевых работ и аналитической обработ обратись использовались-Моторы, стандартно «применяем при д^афтьс-геохими^еских, почвеншк и агргхимических исследове Длй целей последую .тАоттерпрет.'Ддеи ислученшх данных-л& рабработана оригинальная методика л иди наши ч кдентифия структуры пед'оГйохимиЧеских полей, При ыатематичегкой обраС информации использорались прогрт/мю спорило илл*- стандартнь

методы математической статистики. В работе, такте использован ряд методов графического представления геохимической информации, некоторые из которых приставляют лсбоП. авторские разработки.

Научная новизна проведенных исследований состоит в том,

что:

1) впервые для территории БССР была проведена работа по изучению структуры педогеохимических полей рассеяния и концентрации подвижных форм элементов-органогенов п пределах ландгаа-фтно-геохимических систем ранга местного геохимического ландшафта;

2) разработан комплекс методов, позволяющих проводить индикацию, идентификация и типизацию структур геохимических полей почвы:

3) на основании системного подхода выявлены основные

. структурше закономерности естественных педогеохимических полей Щ и связи отдельных типов структур о условиями миграции химических элементов;

4) впервые для территории БССР составлены схематические карты условий миграции подвижных ЩК в природных ландпюфтно-геохишчес;дах системах. 41

Практическая значимость работы

1) Результаты работа могут слутоть теоретической основой для разработки максимально оптимизированных и екологичоски безопасных систе?л использования минеральных удобрений.

2) Методические результаты работы могут быть использованы для выявления закономерностей распределения любых форм, любых элементов или соединений (например, радионуклидов) з ланд-шафтно-юогимических системах, что в подавляющем большинстве случаев соответствует размерности реальных объектов хозяйственного воздействия.

- 3) Разработка процедуры индикации и типизации структуры ' педогесхимического поля делает возможным проведение корреляционных сопоставлений между типом наблтодеекоР структуры и факторами внешнего воздействия -характер хозяйственного использования, неоднородность почвенно-раститзльного г.окрова, микро-* ¿климатические различия и т.д.

4) Результаты исследования могут служить основоМ'для постановки поисково-съемочных работ,-повышения информационной насыщенности агрохимических и геохимических карт, прогнозов *

формирования вторичных геохимических аномалий и '.п.

5) Разработанные алгоритмы и комплекс программного обеспечения применимы для изучения систем любой сложности и степени нарушонности.

Защищаемые положения

1. Пед огеохимические поля под* шных форм б пределах си-о.теми водораздел-склон-замыкаюшег. понижение обладают специфически детерминированной вертикальной и латеральной структурной организацией.

2. В ненарушенных ландшафтно-геохимических системах различных пздогеохимических и физико-географических провинций ЕССР характер распределения подвижных минеральных фор».-. . обусловлен только вертикальной миграцией и биогенной а«.,.эмуляцией

'этих элементов в почвенном профиле, но и в значительной, мере условиями миграции в элювиальной, трансэлювиальной и сулераква-льной частях системы.

3. Неоднородность педогеохимических полей

МРК в гриродны:

ландшафтах БССР ограничивается наличием трех типов: структуры, принадлежность к каждому из которых не связана с абсолютным со держанием МРК в почве, но закономерно обусловлена совокупным воздействием параметров общей морфоструктуры рельефа, гранулометрическим составом породы и условиями дренажа.

4. Б агроландюафтах параметры педогеохимических полей

т

в том числе и биогеохимических полей культурной растительности сохраняют закономерный характер структурной организации.

5. Схематические карты условий миграции

в ландшафтно-

геохимических системах могут быть использованы для районирования территории БССР по частоте встречаемости структур определенного оипа.

Апробация работы. Основные положения работы, изложены в П опубликованных работ-ах, Докладывались на ряде научных сове-ща¡к}*, конференций и семинаров: конференции молодых ученых ЕГ г. им. В,И.Ленина (1963), научной конференции "Актуальнее пробле ми охраны, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов" (Минск, 1985), УП Всесоюзной конференции по мечиор-чтивной „ огрефш (Ро;-ю, 1906), Научио-практическ¿4 ко ф^реннии молодых ученых "Пути рационального использования ¿дс брнлй и пегшшкние плодородие почв" (Мине*, 1986), Всесоюзно? 1чч)|Т{'рениии молодых ученых "Географические системы: проблемы. Лгапи'гпч'ртиаир, ■ мигрирования и /преклони/'' (Калань, 19137),

чной конференции молодых ученых и специалистов ЦНИИКИВР и НИ"МиВХ, XXIX Всесоюзном геохимическом совещании (Ростов, ?), на совещании по проблемам биогеохкмии (Москва, 19ЬЬ), союзном ссвешачии "Проблемы нормирования нагрузок на лан-фт" (Москва, 19ЬЬ), Всесоюзном совещании "Принципы и нето-ландшафтнс.-геохимических исследований миграции радионукли-" (Суздаль, 1989), УШ научной конференции "Проблемы ргшио-ьного использования и охраны природной среды" (Минек,1990), евом семинаре "Расчленение моренного рельефа и проблеем дуктивности сельскохозяйственных культур" (ВежачаП, 199G), чком ссвенании "Эколого-геохимическое изучение охрвш почп андшафтсв" (Минск, 1990).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введс— , G глав и заключения сбплм объемом ПО страниц мшинопис-

0 текста. Работа иллюстрирована рисунками,' графиками и танами, из которых 17 приведены я приложении к диссертации, сок литературы включает 214 наименований.

Глаза I. $11:MK0-I£01РАФЛЧЕСЮЕ И ЭДШШН0-ГЬ0ХИМ№С-ш. ССОЕЬПНСШ! МИГРАЦИИ ЛЗОТЛ, ФОСФОРА И !Ш!Ш НА ТЬРР1П0РИИ БЕЛОРУССИИ

о

ССщая площадь Белорусской ССР 207,6 тыс.к>с, Средняя ви-■а поверхности - ГЬО.м, рельеф преимущественно холмисто-ра-нньтй. Доминируют дерново-подзолистые (57,5 %), дерново-ио-.листке заболоченные (26,2 %) и торфяно-болотныз i 16,3 %) :вы. lio характеру растительности на территории ЕССР выдели я евроазиатская. хвоРнолесная (70 %") и езрспеГскап, шероне-таенная (30 %) области. Естественный растительный г.окроч раьен на 65 % территории. Умеренно-кошиненталькый клим.чт ¡тносительио слабо выраженной таротноН и меридиалн'сй инм^' юстью обеспечивает достаточно высо;гуто интенсивность биелг• [еского круговорота элементов в период .пегетапиЕ, прсмырнор тш некоторых почв в весеннз-осгнниЛ период и весьма глубо-• - до 50 см - промерзание почв яимой. На I9fc'Q. год painfljw-29,97 % территории.

Для северной часта БССР характерны грядово-холмистые гТп-

1 рельефа, способствуй?интенсивней ле.терельно'? мигрзни" ■ментов; в нейтрально!' части республик», где прзпблядлгге :ото-хо.чмистые и плакорнке формы, отст пропсос генг.-: пь-рч », a для роанпнинх юпмх районпз ЛолрггкоК hk."k<->h,.v г и? ь

рактерен замедленный тип латеральной миграции элементов. В же направлении происходит изменение пород по возрасту, rem су и гранулометрическому состаь/, что дает основание для ei леник на территории БССР трех педогеохимических провинций какев, 1969; Петухова, 1967). В целом, по отношению к ре пи льным клиркам, для Белоруссии характерно обеднение элювиал; ландшафтов всеш формами fjPK и некоторое накопление этих э: ментов в cynepav,Бальных ландшафтах.

Отличительной чертой МРК является высокая биофилыюст. поэтому^естественно, что структуры педохимических полей on элементов имеют обаяе черты, хотя имеются и и»'.>чвидуальные

ОСОбРНКОСЧ'Н.

.Азот, Содержание' общего азота б почвах Белоруссии изг, няется от 0,03 % в бедных песчаных почвах,до 2-3 % в торфа: Органические соединения составляют 91-99 %, Доля минеральнс азот.а колеблется от 9 до 0,01 % (Соколов, Оношко, I960), Е почвах БССР преобладают нитраты, но на переувлажненных -поте и почвах с рН б и более иногда доминирует ион NH . Основнк источником поступления в лаццшафт является симбиотическая и несимбиотическая фиксаш'.-.; микроорганизмами (по ШСР от 3-2С кг/га на подзолистых почвах и до 50-60 кг/fa на дерново-кар «бонатнах) (Оношко, IS00).

Поступление азота с осадками на территории ЕССР состав ет 1,32-1,66 кг/га N-N0]n 2,76-6,36 кг/га IHJH* в год (Юшкев и др., 1971).

''ргефор обладает меньшей по сравнению с остальными оиог нами подвижностью. Кларк в породах осадочного чехла Белорус сии 1,1.10"^ % (Бордич, 1966). Практически единственный ист ^ик внешнего поступления в естественный ландшафт - атмосфе; ные осадки (в среднем для БССР) - 0,4 кг/гь (Юшкевич и др., 1971). .Активно участвует в физико-химических реакциях, весь: чувствителен к изменению окислительно-иосстановительннх уел; вий среды. 3 словиях Бел< ■ уссии фосфор можетчактивно Накапливаться'на окислительных, биологических г.)механических бар: ерах. 0 '

Калий отличается значительной подвижностью. К:;арк для ■ осад,очного чехла Белоруссии - % (Борд м, 1966). Содержг ние в почвах колеблется от 0,09 % - в торфах до 5,44 % - в лент-.'Чгнх глинах. Существенно различаются и региональные клг рп; по гедогепхт/ическим провинциям: 1,76 % - г с упорной лре

¡ции, 1,83 % - в центральной и 1,04 % - в южной (Петухова, • 9). Беличина внешнего поступления с осадками - 0,6-0,8 кг/га ^кевич и др., 971). Катион К активно участвует в обменных 1кциях почвенного поглощающего комплекса. В условиях Белорус-, все растворимые соединения калия подвижны при любых услови-рН и ЕЬ среды. Накоплений калия происходит в основном на би-гических, сорбиио ных и механических барьерах.

Глава П. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ И КАСКАДНЫЕ ЛЩШЛШО-ГШИМИЧЕС-КИЕ СИСТЕМЫ КАК 0Б1ЙКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Выбор лацшпафтно-геохимической системы (ЛГС) ранга геохи-еского ландшафта в качестве основного объекта исследования еделяется характером поставленных задач. В пользу данного одического подхода свидетельствует:

- соизмеримость пространственных масттаббв объекта иссле-аний и реальных сельскохозяйственных угодий;

- высокая универсальность объекта, позволяющая выделить химически однородные участки независимо от ряда спеиифичес-

особенностей территории;

- относительная простота выделения объектов на местности.

В рамках системного подхода ЛГС рассматривается как ста-.

ьннй, регулярно поаторящийся в пространстве территориаль-комплекс, состоящий из специфического набора элементарных цтафтов, связанных в парагензтическую ассоциацию единым миг-зонным потоком и рассматриваемый как открытая динамическая тема, имевшая в калздоП своей точке специфические параметры да-выхода, а также биологического и абиотического круговоро-эеществ. Дополнительнымгреимуществом является возможность 5раяения объекта в виде относительно простой схемы (рис. I), золящей осуществить процедуру формализации и последующей :)ритмизаиии исследования заданных параметров ЛГС. В частное-параметров вертикальной и латеральной структуры педогеохи-;ских полей, а также механизма миграции каждого из элементов эеделах всей исследуемой системы в целом.

Глава Ш. ШГОтРА ГЕОХИМИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ И МЕТОДЫ ЕЕ ИЦМКАЦИИ

Понятие геохимического поля в работе трактуется как "про->льный участок пространства* который на всем своей протяже-охарпктсризоввн или может быть охарактеризован по. одно»"'

.им нескольким геохимическим параметрам" (Еордон, 1978; Соло-ьов, 19Ь5). Поле как физический объект обладает набором качественных и количественных характеристик, позволяющих грефиче-ск»:" изображать его в виде карт и ландшафтно-геохимических прс филей разного масштаба и уровня детальности, что з свою оче -редь позволяет характеризовать геохимические поля с точки зре 1'ия особенностей их вертикальной и горизонтальной структуры, рассматриваемой как объективный параметр, отображающий харак-•:< р их пространственной неоднородности.

Само существование значительной геохимической контраст :п содержания МРК ыеаду отдельными частями ШС да er основан) ■ ( йдположить наличие закономерной связи мевду условияш мигр* вещества и характером неоднородности геохимического поля * дчако наличие такого рода зависимости нуждается в строгих д| j агательствах, а выявление связи между наблюдаемыми особенно, тямн структуры геохимического поля и факторами миграции веще' ва в ЛГС явилось одной из основных задач предлагаемой работы Используемый в работе принцип последовательной идентйфи нации и кодирования иллюстрируется рис. 2, откуда видно, что ■ суть предлагаемого метода состоит в последовательном приблик нии формы кодироьанно-эаданной линии к ее реально наблюдаемо аналогу. Причем, ни характер кривой, ни степень детальности сопоставления никак теоретически нь ограничиваются. Таким об разом, открывается возможность фиксации характера изменения содержания исследуемого элемента в направлении от элювиально к еупе-г1квальной части ЛГС. Однако, кроме латеральных, счтцес вуют и вертикальные параметры структуры геохимического поля, которые также могут быть проконтролированы. Для чего исследс в^шя латеральной структуры осуществлялись не применительно :сс всему почвенному слою ЛГС, а постратонно, то есть последс ва-гелыю в подстилочном, гумусовом, иллювиальном и т.д. стрг тонах viFC. Причем,всякий раз характер индицир^змой структур; характеризовался вполне определенным цифровым или буквенным кодом,' что сделало возможной процедуру выявления корреллг'о; ной зависимости между характером индииируеь&й структуры и п;

3

} JiVOTpiM! Ы С. °

Вм^лег . аишй принцип был реализован на ЭВМ МЕГх\ -60 с i icn iOü'iH'ir-'i 3-х ступенчатого банка информации и оригоняяьл > I '--¡л • '.-и систем» управлгнич файлами.

СГРАТОН Al Ш C7D4TUH ß

стодтзн

I_Jctmtoh с

« m иг*«.* г-кгя ^r'wr. а игПло»^»»».»« IÄ'MCP' « KPfl семп

sura

IS SPP.

I

»егеря

je-випгацп» Р Js-fc'PR «жадно»

/U J'CíCMA ИПГМЦЯЯ NM I ЛиДША-т'З-ГШКНЯЧЕШп fr СТЕНЕ .

I

/ Ы/

/ к /

/ 1

2 ГК^МП^ОЙ ШУПТУ.-« ГШйг^ЖСМГО ГОШ.

<rfr&cra t. .. _

Ai i Типы гттагр пЕДштик^чески* в cue* ЙРК

ti- Or, ¿'-мммЬа; С- ^.¡инчи—ii^V

Глава 1У. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЛАТЕРАЛЬНОЙ И ВЕРТИКАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ЩОСЕСКШИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Ш В ПРИРОДНЫХ ЛАВДШШНО-■ ГЕОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Решение,задачи тклйзаши ■ иццицируемых структур в соотве' ствии с характером распределения областей'рассеяния и конце*? рации элементов б почвенных стратонах ЛГС позволило свести с щее разнообразие набладаекых разновидностей структуры (8) к сравнительно небольшому числу типов (3). Схематические изобр. женин разрезов геохимических полей определенного типа прнвед« ны на рис. 3. В результате появилась реальная возможность установления корреляционных зависимостей между типом структуры и физико-географическими параметрами исследуемых ЛГС. Однако предварительно было необходимо доказать, что:

.1 - фиксируемые структуры представляют собой закономерк результат действия нап'оаБленшх геохимических процессов;

2 - индицируемые структуры являются не случайным образо; зафиксированными стексовыми состояниями систеьк, а представл, ют собой достаточно стабильные во времени образования.

Ответ' на первый вопрос был получен путем сличения часто ных параметров повторяемости структур определенного типа, ка лвдаешх в'конкретных ЛГС, с расчетными частотами случайного распределения по критериюи величине коэффициента контшго н. ии,- что покачало безусловное наличие закономерной приуроче: ности структур определенного типа условиям конкретной ЛГС на 95 % уровне.значимости применительно ко всем изучаемым ьлеме: там. При этом уровень детерминированности..резко увеличивался по мере увеличения детальности индицируемой структуры геохим ■ч ского пол .

Для получения ответа на второй вопрос :чстратонно охара теризована динамика структур геохимического поля М'КО, и 5ИШ4 на протяжении 3-х вегетационных периодов (1981-83 гг.). Полученные данные позволив засвидетельствовать достаточную стай льность геохимичёских полей нитратов и подвижного аммония в верхних почвенных стратонах (А1 и АЕ) как на протяжении Беге танионного периода, так и от года к году, шемотря на чреэвы чайно широкий диапазон (дс 5-7 раз) изменчивости абсолютного содержания ьгИ и Ы-йН,. .

Из вышесказанного следует < что в ненарушенных ЛГС Белор

у.т геохиглпеские полк подвкзяшх биогенов образует специфические, заяонсжрно организованные, стабильные во времени и лов-, торягп^геся в пространстве природные образования, а Делите сравнительного анализа конкретных ЛГС показали, что совпадение в одном•стратсне типов структур, разных элементов скорее частный случай, нежели общее правило. Структурные не ; аконог.ерности, прослеженные в отношении геохимических полей подвижных форм ПГл , носят как общий, присущий абсолютно всем .элементам, так и индивидуальный характер. К числу обшх закономерностей относятся:

- отсутствие приуроченности структуры определенного типа к определенному элементу, разно как и отсутствие фиксированного. положения максимума и минимума;

- безусловная связь величин содержания !'РК с интенсивностью бпопродукционного процесса;

- практически повсеместно наблюдаемая в верхних почвенных стратонах тенденция увеличения содержания элементов в налрав -пеняя от элювиальной части ЛГС к трансглювиальной.

ИндиЕкдуалыоге особенности структурной организации геохимических полей «РК значительно разнообразнее.

Азот. Зо всех без исключения профилях имеет место-отчетливая вертикальная стратификация содержания ¡КШ_, с выделением резко обогащенного стратона АО + А1, в пределах которого и отмечается .наиболее отчетливая структурная дифференциация. На территории ЕССР I 'дотируются структуры всех трех типов, причем абсолютной пр!уроченнс<"ти структур определенного типа к опре -деленным псдогеакиютесккм провинциям, почвообразуигим породам или кялмжгееским условиям не/'обнаруживается. Постратокное совпадение типов структуры педогеохкшгческого. поля нитрата со ( структура"! полей подвижных фосфатов и калия не осязательно. В нижних стратонах (В + С] практически всех ЛГС как выраженность, так и временная стабильность пед,геохимического поля М"<ЛЗг резко снижается.

Фосфор. Отличительной особенностью гедогеохишгче с ко го поля подвижных фосфатов является отсутствие закономерной верти -кваьнсй стратификации, в ряде случаев осложняемой положите ль -ним влиянием богатых фосфатами коренных пород на обеспеченность нриих почвенных стр&тонов. Только в стратокО-с АО + А1 относительное накопление подвижных фосфатов идентифицируется отчет -лпз о.

Применительно к латеральному распределению -подвижного P0S в ЛГС констатируется наличие структур всех типов, причем абсолютно все недифференцированные структуры, в пределах которых различия между точками не достигают статистически значимых значений, приурочены к стратонам В и С. Величины коэффицнен -тов латеральной миграции в среднем в 5-10 раз ниже, чем для Абсолютной приуроченности определенного типа структуры определенному регион/ БССР ке обнаружено.

Калий. Отмечается снижение содержания Кг0 - и величин коэффициентов латеральной миграции с глубиной, фиксируются структуры всех типов, абсолютная доминируемость одного типа структуры отсутствует. Геохимическая контрастность мегщу отдельными составляющими ЛГС в целом выше, чем у фосфатов, но значи -телькс. ниже регистрируемой применительно к ?Н-10,. Абсолютной т территориальной приуроченности типа структуры условиям определенного региона не отмечается.

Глава'У. ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЙ ТИПИЧНЫХ СТРУКТУР ШЭДО-ГЕОХИМИЧЕСКОГС ПОЛЯ .И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ ПРО- ' СТРАНСТВЕШОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Для выявления предполагаемой связи мэаду параметрами ЛГС и типом формирующейся структуры была проведена математическая обработка данных, позволившая корректно доказать наличие такого рода зависимости и выявить набор факторов, значимо влияющих на формирование в ЛГС структур определенного типа.

- Обработка осуществлялась путем расчета показателя сопряженности Чупрова - для номинальных признаков, корреляционного отношения -.'для выявления связи мекду количественными и номинальными показателями и стандартного коэффициента корреляции -для количественных показателей. Оценка уровня до- товарности полученных 'езультатов осуществлялась по величине i - критерия Стыодента.

Поскольку сразу бы^о установлено практически полное отсутствие достоверной связи между индицируемым типом структуры к каким-либо одним из в"ялизгоуешх показателей, 2-й этап вклю- _ чал разработку нЬыкнального комплексного показателя условий миграции и оценку связи между параметрами втого показателя и типом наблюдаемой структуры. Задача решалась методом последоЕате-■ лыюго перебора и градации анализируемых параметров ЛГС по сте-

пега значимости, что позволило осуществить группировку лаца-шафтно-геохимических систем в соответствии сусловиями миграции подвижных соединений, способствующими формированию структур определенного типа.

аолученные выводи ко гут быть сформулированы следующим образом:

1. Тип структуры геохимического поля детерминирован не столько региональными, сколько локально-мсрфокетрическими параметрами ЛГ'С (крутизной и протяженностью склонов, условиями дренажа, гранулоыетрическим составом почвообразующих пород и общей морфоструктурой рельефа).

2.' Предложенный метод в силу комплексности воздействия анализируемых факторов миграции позволяет выявить и кодировать не только список значимых параметров," но и стандартные ландшафтные ситуации, детерминирующие структуру сформированных педо-геохимических полей.'

3. Ландшафтные ситуации, обуславливающие формирование структур определенного типа, могут существенно различаться как применительно' к разнъш элементам, так и к разным стратонам.

Из сказанного следует, что в условиях Белоруссии тип формируемой стр-'ктуры геохимического поля предопределяется, главным образом, индивидуальными морфометрь .зскими-особенностями ЕГС и почти не зависит от региональных.особенностей территории, однако, ото отнюдь не означает, что число разнотипны.? ЛГС одинаково для различных регионов БССР. Напротив, физико-географическая неоднородность территории создала реальные предпосылки для картографического выделения специфических районов и облас- , тай, различающихся условиям миграции вещества и соответственно типом формирующихся структур педогеохимических полей в ЛГС.

Практическому решению этой задачи во многом способствовало то, что все градации факторов формирования типичных структур, охарактеризованное параметрами комплексного показателя, прямо или косвенно зафиксированы в легенде "Ландшафтной кярты БССР" (Клицунова и р., 1934). Наличие схематических карт условий миграции вещества з ЛГС, составленных с учетом индивидуальных особенностей миграции изучаемых, ¡элементов, позволило проанализировать и ре тональную специфику распределения типичных структур не. территории БССР. Полученные данные позволяют с'депать следующие выводы:

I). региональные различия распределения типов структур существую? грикпнигрльно к подзи.тнъм формам всех изучаемых эле-

16 л

ментов, причем границы регионов в целом совпадают и коррелирует с границами ландшафтно-геохимических и физико-гесграфичес-ких провинций;

2) тенденция увеличения доли структур депрессиснного типа с севера на юг является в большей мере следствием истории рельефа и генезиса пород, нежели климатических различий;

3) приведенные карты требуют обязательного уточнения применительно к исследованиям иного масштабною уровня, других химических элементов, их форм или соединений.

Глава Л. ЛРИМДЬНЫЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКИХ

ПОЛЕЙ

Выгодной особенностью предлагаемой методики является ее универсальная применимость для исследования закономерностей распределения любого вещества незави"имо от параметров е1и подвижности, формы нахождения или особенностей генезиса. При отоь ее практическая ценность возрастает в связи с тем",' что она поз-ьсляет изучать процессы перераспределения ветества в пределах конкретных объектов хозяйственного воздействия и,в ряде случаев, прогнозировать его результаты,' что кроме описанных в работе случаев позволяет эффективно использовать ее длз:

- изучения специфики формирования структуры геохимических полей разных элеменсяв в'разных природных зонах;

- изучения влияния геохимических барьеров, двучленности пород и литогесхимических аномалий на механизм формирования типичных структур (поисковая геохимия);

- сопряженного изучения геохимических полей элементов, присутствующих в ландшафте в разных формах;

- изучения закономерностей распределения минеральных удобрений, инсекто-гербицидов, вещества прощдаленных выбросов и т.п. в почвах, водах и растительности разных частей ЛГС с целью прогнозирования опасных явлений, дифференциации агротехно-генных нагрузок и сокращения непроизводительных потерь химических мелиорантов;

- изучения как закономерностей формирования биолого-поч-г-нных транссекторов, тг ■ и структуры почвенного покрова в цело?.. ' ; ,

В настоящей главе изложены некоторые результаты 'такого рода исследований.

По одной ненарушенной ЛГС было проведено сопряженное изу-

чение структур не только подвижных, но и валовых форм фосфатов и калия, причем параллельно исследовалось распределение илистой фракции и содержание в ней Рг05 и К^О , Получение еы-ВОД1' сводятся к следующему:

1) геохимическое поле валовых форм Р,03 и Кг0 неоднородно, причем, уровень латерша-ной геохимической контрастности в ЛГС суп-естсенно превышает контраст между педогеохимическими провинциями ;

2) в ЛГС неоднородно распределены ье только химические элементы, но и вещество илистс?/ фракции - максимальная контра-стност; (4-5 раз) наблюдается в стратоне А1, минимальная - в стратоне С, что в силу специфичности минералогического состава отой фракции существенно влияет на специфику распределения многих никто; ¡ементов;

3) сопоставление параметров структуры педогеохимических полей валовых и подвижных форм Р205 и свидетельствует о наличии безусловно!" взаимосвязи между сопоставляемыми структурами, не в равной мере присущей всем анализируемым стратонем и лучше выраженной применительно к Кг0 .

Признаки заксомсрной не однороднее™ зафиксированы таккс для и даже

Специально проведенные полевке исследования позволили проверить применимость предложенной методики для изуг.лшя аг-релаидшафтев и получить следукикие выводы:

1. Структуры геохимических полей NN0^в почве и культурной растительности могут существенно различаться, но связь между содержанием нитратов и положением точки опробования в ЛГС сохраняется.

2. Уровень геохимической контрастности содержания'

для сельхозпродукции не менее значителен, чем для пахотного горизонта почв тех же ЛГС.

3. Области переоиогашения сельхозпродукции нитратами закономерно приурочены к определенным иестополо.теп'ям в ЛГС.

4. Вовлечение природных ландшафтов в севооборот влечет за ?обой .существенное изменение как вертикальной, так и ла.ераль-юй структуры педогеохимического поля, и, <ако новых типов ¡труктур при этом не выявлено.

•Важной областью практического применения разработанных ютодоа. явились исследования вторичных полей загрязненности поты радионуклидами в зоне г-варки Чернобыльской АЭС. И хот* '

данном случае перераспределение вещества сопряжено с рядом специфических особенностей, на основании относительно короткого ряда наблюдений (1936-1990 гг.) можно сделать следующие выводы. .

1. Предлагаемые методы, применимы как для исследования существующих, так и для прогноза формирующихся структур не только геохимических, но и радиационных полей в любых ЛГС неэави -симо от характера заражения и типа загрязнителя.

2. Характер ландшафтной неоднородности территории существенно сказывается на типе формируемой как вертикальной, так и горизонтальной структуры распределения радионуклидов, которая, может суи~ес енио меняться в зависимости от тог% в ■аисР форме мигрирует загрязнитель.■

3. Структура радиационного фона поверхности существенным образом связана с особенностями миграции какого из иостоп.->в-загрязнителей.

ЗАКАШаНИЕ

Практические результаты, полученные в соответствии с целью и поставленными в работе задачами, "огут быть сформулированы следующим обрезом: °

I. Разработана методика сбора, автоматизированной обработки и графического представления информации дпп изучения закономерностей простраяственной структуры педогеохимических полей в

лгс.

■ '¿. Доказана детерминированность структурной организации педогеохимических полей НРК в ненарушенных ЛГС.

3. Выявлены обилие и индивидуальные закономернее™, вертикальной и горизонтальной структуры педогеохикических полей подвижных минеральных соединений!^. Установлено, что в ненару-

иных условиях разнообразие сводится к наличию структур трех основных типов, принадлежность к каждому из которых определяется комплексом условий миграции в конкретной ЛГС.

4. Выявлен комплекс факторов детрршнируюткх наличие в природных ЛГС педогеохимичееких полей НРК определенного типа (м ,^фометрические параметры склонов, свойства почвообразуадих пород, дренированность территории, гор1>оструктурные параметры рельефа).

П. Для всей территории Еелоруссии составлены схематические карты условий формиров' ия типичных структур педогеохимических полей.

6, Рассмотрены вопросы и приведены доказательства примем дамости разработанной методики для целей ее дальнейшего прикладного использования.

Основные положения диссертации отражены в публикациях:

1. Дифференциация элементарных ландшафтов по увлажненности /' В кн.: Актулалъные проблемы охраны, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов. - Мн., 1985. -С. 4?.

2." Применение ландшафтно-геохимических методов в мелиоративной географии // В кн.: Мелиорация Нечерноземья. - Л., 1986. - С. 19-20. Соавтор Н.Н.Ивахьенко.

3. Азот, фосфор и калий геохимических ландшафтах БССР // В кн.:,.Пути повышения рационального использования удобрений и повышения плодородия почв. - Кн., 1966. - С. 75-76.

4. Детерминированность содержания подвижных форм в элювиальны- . зндшафтах БССР // В кн.: Географические системы: проблемы моделирования и управления. - Казань, 1Г- С. 110-III.

5. Миграция )УРХ в естественных и нарушенных геосистемах// Науки.о Земле и проблемы природопользования в Белоруссии. -

6 с. (в печг. 'и). ®

6. Теоретьче* чие аспекты оптимизации агротехногенного воздействия на природную среду // В кн.: Проблемы нормирования нагрузок на ландшафт. Материалы Всесоюз. совещ. - П., - 2 с.

(в печати). ^

7. Ландшафтная структура как фактор геохимической дифференциации почвенного покрова (на примере Белоруссии) // К геохимическому изучению ландшафтов Белоруссии - 15 с. (в печати) .

Ь. Принципы формированш полей рассеяния и концентрации радионуклидов // В кн.: Принципы и методы ландшафтно- геохимических исследований миграции радионуклидов. - М., 1989. -С. 46.

■ 9. Структурные чакономерности геохимически., полей и-их роль в рёшёнии природоохранных проблем // В кн.: Пробле* рационального использования и охраны природной среды. - Мн., 1990, - 14 с.

10. 0 влиянии особенностей рельеф- на структуру геохими- •

„чёских попей применительно к проблемам плодородия почв. -ч'гюс, 1950. - (Г, 39-41. ч

II. Геохимические поля распределения радионуклидов и -Ь'трук'турйые закономерности // В кн.: Геохимические пути м . ции искусственных радионуклидов -в биосфере. - Гомель, 199 С. 28.

Подписано в печать 25.05.01. <Г>.->рмот С0х"64./16. Б-'мпп офсетная. Обтаем 1,0 печ.л. Ти^зк 100 экз. Зак.64. Отпечатано на ротапринте Института геохимии и геофизики АН БССР. 220800. Минск, ул.Еодинская,7.