Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геохимия и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа
ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
Автореферат диссертации по теме "Геохимия и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа"
На правах рукописи
ДЬЯЧЕНКО Владимир Викторович
ГЕОХИМИЯ И ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
Специальность: 25.00.23.- Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук
Ростов-на-Дону 2004
Работа выполнена в Новороссийском политехническом институте Кубанского государственного технологического университета.
Научный консультант:
доктор географических наук, профессор В.В. Добровольский.
Официальные оппоненты:
доктор географических наук, профессор Б.И. Кочуров,
доктор биологических наук, профессор В.Н. Башкин,
доктор географических наук, профессор А.Д. Хованский
Ведущая организация:
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
Защита состоится 22 апреля 2004 г. в_часов на заседании
диссертационного совета Д 212.208.12 в Ростовском государственном университете по адресу: 344090, Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, ауд. 210.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ по адресу: 344006, Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.
Автореферат разослан 19 марта 2004 г.
Ученый секретарь диссертационного Совета, К.Г.Н., доцент
Т.А. Смагина
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. При различных видах природопользования в активный биогеохимический круговорот поступают огромные массы химических соединений, до этого находящиеся в иммобилизованном состоянии или вообще ранее отсутствовавшие. Их дальнейшая судьба определяется параметрами среды, в которую они поступают. В зависимости от ее ландшафтно-геохимических условий происходит рассеяние или локализация веществ в природных и техногенных системах. Результатом такой локализации часто является загрязнение окружающей среды и особенно ее основной, наиболее консервативной депонирующей части, которой являются почвы.
Почвы длительное время хранят следы различных воздействий. Поэтому, изучая распределение, соотношение и особенности миграции в них химических элементов можно оценить историю развития ландшафта и состояние окружающей среды, установить конкретные факторы, определяющие его функционирование и влияние трансграничных миграционных потоков, смоделировать ситуацию в случае изменения физико-химических параметров среды. Все разнообразие и пестрота содержаний химических элементов в почвах формируются в результате взаимодействия и различной интенсивности многих процессов. Особую роль в их изучении играет ландшафтно-геохимический подход, который позволяет выделить сравнительно однородные территории — ландшафты, характеризующиеся определенным сочетанием внешних факторов миграции и, как следствие, различной концентрацией и соотношением химических элементов в почвах и растениях, а также реакцией ландшафта на внешнее воздействие.
С этой точки зрения изучение геохимии и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа, как одного из самых населенных и разнообразно используемых регионов, а с другой стороны, важнейшего для Российской Федерации в рекреационном отношении, представляется чрезвычайно актуальным, так как позволяет решить три важнейшие геоэкологические проблемы, затрагиваемые в данной работе.
Первая - изучение закономерностей миграции и концентрации химических элементов в различных ландшафтно-геохимических условиях для установления роли природных и антропогенных факторов.
Вторая - разработка критериев экосистемного нормирования, учитывающих основные особенности региона и позволяющих объективно оценить состояние окружающей среды и происходящие в ней изменения.
Третья - определение природоохранных принципов размещения сельскохозяйственных и промышленных производств с учетом ландшафтно-геохимических особенностей территорий.
Первая проблема во многом решается методом сопряженного анализа и оценкой содержаний химических элементов в ландшафтно-геохимических системах и, главное, в почвах, так как именно в них пересекаются и взаимодействуют все компоненты ландшафтов. Вторая - методами ландшафтно-геохимического картографирования и разработкой методологии использования геохимической информации в экологическом нормировании. Решение третьей проблемы определяется успешностью выполнения первых двух и знанием геоэкологических особенностей различных технологий.
Цель работы - определение закономерностей формирования и размещения геохимических ландшафтов на территории Северного Кавказа, установление геохимических особенностей их географической дифференциации и антропогенной трансформации для оценки состояния региона и использования при разработке природоохранных мероприятий.
Для достижения цели необходимо было
БИБЛИОТЕКА I
у С Петербург 2 >10 !
О»
Т4Ж
- осуществить картографирование и выявить закономерности формирования и пространственного размещения геохимических ландшафтов Северного Кавказа;
- установить комплекс факторов геохимической дифференциации ландшафтов Северного Кавказа и основных процессов, влияющих на геоэкологическую обстановку в регионе;
- разработать принципы и создать основу для экологического нормирования на региональном и локальном уровнях.
Фактический материал, положенный в основу диссертации, собран автором, являвшимся ответственным исполнителем научных исследований и руководителем полевых работ, проведенных на площади более 150000 км2, во время работы в различных подразделениях Ростовского государственного университета (геолого-географический факультет, НИИФОХ, НИИГБ) с 1983 по 1999 год и в Новороссийском политехническом институте Кубанского государственного технологического университета с 1992 по 2004 год. В ней использовано 5200 точек наблюдения, на которых взяты 5314 проб почв, 2354 пробы горных пород, более 3000 проб растений, пройдено более 300 шурфов. Во всех пробах спектральным эмиссионным анализом определялось содержание 35 химических элементов, из которых рассмотрено 25, наиболее широко используемых и характеризующихся устойчивым определением в почвах и горных породах региона. Почти в 20 % проб почв проводился анализ грансостава и водных вытяжек. Для установления доли в концентрации химических элементов различных форм нахождения методом атомной абсорбции определялось содержание тяжелых металлов в различных вытяжках из почв. Результаты лабораторных исследований распределялись по ландшафтным выборкам и подвергались вариационно-статистическому анализу.
Личный вклад автора заключался в руководстве и непосредственном участии в проведении полевых работ на протяжении более 15 лет, обработке и обобщении полученных полевых и аналитических материалов, составлении карты геохимических ландшафтов Северного Кавказа масштаба 1:1000000 (на основе синтеза и переосмысления разномасштабных карт, составленных с участием автора в рамках различных исследований), определении закономерностей формирования и распространения ландшафтов.
Научная новизна.
1. Установлены закономерности формирования региональных ландшафтно-геохимических систем Северного Кавказа и основные особенности геохимической дифференциации ландшафтов, составлена карта геохимических ландшафтов Северного Кавказа масштаба 1:1000000.
2. Определены основные закономерности природного и техногенного перераспределения химических элементов, а также геохимическая специфика различных видов природопользования.
3. Рассчитаны параметры распределения и региональные кларки микроэлементов в почвах и горных породах геохимических ландшафтов региона.
4. Произведена комплексная оценка состояния, тенденций и степени антропогенной трансформации ландшафтов региона.
5. Создана информационная и методическая основа для внедрения на Северном Кавказе принципов экосистемного нормирования.
6. Разработана методика интегральной геоэкологической оценки состояния и специфики ландшафтов, которая учитывает природную дифференциацию и степень антропогенного преобразования региона.
Защищаемые положения:
1. По особенностям геохимической дифференциации ландшафты Северного Кавказа образуют несколько ассоциаций, представляющих собой укрупненные модели формирования фоновой геохимической; структуры региона: избыточного увлажне-
ния с кислым выщелачиванием и пониженными концентрациями химических элементов в почвах; "экологического оптимума" с повышенным уровнем содержаний химических элементов и слабой интенсивностью их перераспределения; недостаточного увлажнения с интенсивной дифференциацией химических элементов и значительным отклонением от регионального фона; гетерономные гидроморфные с восстановительной обстановкой.
2. Основной природной закономерностью перераспределения микроэлементов в ландшафтах Северного Кавказа является конвергенция их концентраций в почвах, в сравнении с литогенной основой, ведущая роль в которой принадлежит живому веществу почв и аэраль-ной миграции, сопровождающей процесс почвообразования. Преобразуя исходный субстрат в соответствии с геохимической спецификой жизнедеятельности, живое вещество почв нивелирует разнообразие горных пород и зонального растительного покрова, формируя соотношения и концентрации химических элементов, определяющие региональные кларки почв.
3. По степени усиления агрогенной трансформации ландшафты Северного Кавказа образуют следующий ряд: Пастбищные луговостепные < Богарные однолетние < Орошаемые однолетние < Пастбищные на полупустынях < Виноградные < Садовые < Рисовые < Чайные. Геохимическим результатом антропогенного преобразования является увеличение разброса в почвах средних содержаний большинства химических элементов. При этом концентрации Си, Р, Сг, Мо, N1 преимущественно возрастают, а Мп и Ве снижаются.
4. Уровень и динамика концентраций микроэлементов в почвах (в течение последних десятилетий) свидетельствуют о значительном обогащении ландшафтов Северного Кавказа N1, гп, Си, Сг, РЬ и в меньшей степени Бп, Мо, V. В результате, с позиций современного экологического нормирования, почвы всех ландшафтов региона характеризуются умеренным загрязнением, но более всего загрязнены почвы агроландшафтов с интенсивными сель-хозтехнологиями (особенно Краснодарского края), а также районов вокруг горно-промышленных предприятий и населенных пунктов.
5. Учитывая, что горные породы являются наиболее консервативным ландшафтооб-разующим фактором на протяжении четвертичного периода (в отличие от растительного покрова, класса водной миграции, рельефа), литогеохимические особенности обусловили региональный фон многих химических элементов: повышенный - "" Бп, РЬ, Ы, И; пониженный - Оа, У, УЬ, гг; субкларковый - Бг, Р. Вулканическая деятельность в исторический период привела к обогащению ландшафтов N1, Со, Сг, V, Бс, Мп. Рудная специализация Северного Кавказа и ее эксплуатация человеком повлияли на повышение концентраций Мо, Бп, Си, гп, РЬ.
6. Фоновая геохимическая дифференциация почв ландшафтов Северного Кавказа изменяется от 1,6 раза для Ы, до 7,1 раза для Си, что не позволяет эффективно использовать ПДК в природоохранных целях. Критериями регионального и локального экосистемного нормирования должны быть фоновые параметры распределения микроэлементов в ландшафтах, а интегральной характеристикой коэффициенты индивидуальности, рассчитанные относительно регионального кларка. Это позволит значительно расширить перечень контролируемых химических элементов и при определении степени деформации геохимического спектра почв, учесть отклонения как в область повышенных, так и пониженных значений.
Практическое значение работы. Полученные результаты могут быть использованы в экологическом нормировании, при планировании природоохранных мероприятий, выявлении загрязнения, проведении геоэкологического мониторинга, поисках месторождений полезных ископаемых геохимическими методами, экспертных оценках различных хозяйственных проектов, составлении кадастра земель и в других областях, касающихся рационального использования и охраны природных ресурсов.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всесоюзной конференции «Геохимия ландшафта» (Новороссийск, 1986) и Всесоюзной школе-семинаре «Теория и практика геохимических поисков» (Ужгород, 1988), на заседании сектора геохимии ландшафта в ИГЕМе РАН (1993,2003), на международных совещаниях «Аэрокосмические методы при геоэкологическом картографировании и ведении мониторинга геологической среды» (Москва, 1993), «Методы и оборудование для охраны окружающей среды» (Санкт-Петербург, 1995), «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 1994,1999); на международном симпозиуме «Геохимические барьеры в зоне гипергенеза» (Москва, 1999); на международных конференциях «Устойчивое развитие горных территорий» (Владикавказ, 1998), «Экологическая геофизика и геохимия» (Дубна, 1998), «Освоение недр и экологические проблемы -взгляд в XXI век» (Москва, 2000), «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, 2002,2003); на научной конференции по монтологии «Состояние и развитие горных систем» (Санкт-Петербург, 2002); на Всероссийской научно-практической конференции «Техносферная безопасность» (Туапсе, 2002,2003) и других региональных и межвузовских конференциях и совещаниях. По теме диссертации опубликованы 52 научные работы, учебное пособие, две монографии, изданы две карты и атлас.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, выводов и списка литературы. Содержание работы изложено на 326 страницах машинописного текста, включая 44 таблицы, 47 рисунков. Список литературы содержит 233 наименования.
Автор благодарит за научную поддержку и ценные консультации профессора В.В. Добровольского и профессора А.Е. Воробьева, а также коллектив сектора геохимии ландшафта ИГЕМа РАН и глубоко признателен директору НПИ проф. Ю.Л. Юрову за помощь и создание условий для написания диссертации. Автор выражает благодарность друзьям и коллегам, сотрудникам Научно-исследовательского института геохимии биосферы, а раньше группы геохимии ландшафта на геолого-географическом факультете Ростовского государственного университета Клепферу O.E., Коблякову A.B., |Личкановскому B.A.j Мелентьеву В.Е., Малыхину Ю.А., Серикову В.Н., Синюшину Н.Г., Шишкиной Д.Ю. и другим, на различных этапах принимавшим участие в проведении полевых работ и исследований, положенных в основу данной диссертации, а также директору НИИГБ РГУ профессору ВЛ. Алексеенко.
1. МЕТОДОЛОГИЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА И АНАЛИЗ РАНЕЕ ПРОВЕДЕННЫХ РАБОТ
Ландшафты Северного Кавказа и отдельных его частей изучены достаточно хорошо. Но до недавнего времени отсутствовали региональные ландшафтно-геохимические исследования, подтвержденные большим объемом полевых работ и опробованием различных компонентов ландшафтов. Из мелкомасштабных работ по геохимическому картографированию ландшафтов можно отметить карту геохимических ландшафтов для Европейской части и СССР в целом А.И. Перельмана (1964), а по северному склону Большого Кавказа В.В. Добровольского и М.В. Ржаксинской (1967). Значительно больше внимания ландшафтам Кавказа уделялось в физической географии. В связи с этим необходимо отметить работы НЛ. Беручашвили (1980), В.В. Браткова (2002), Н.А. Гвоздецкого (1954, 1958, 1969), Ф.Н. Милькова (1969, 1976), Т.А. Смагиной (1973, 1986), В.М. Чупахина (1973,1974), А.Г. Фединой (1974,1989) и другие построения физгеографов и ландшафто-ведов по отдельным частям региона. Исследования, сопровождаемые серьезным объемом полевых геохимических работ, как правило, проводились на небольших площадях, по раз-
личной методике и не стыкуются друг с другом. Следует отметить работы Н.Г. Назарова в высокогорье Центрального Кавказа (1974), ИЛ. Авессаломовой в Приэльбрусье (1982, 2002) и на Северо-Западном Кавказе (1990), М.Н. Петрушиной в субсредиземноморских ландшафтах Краснодарского края (1999,2000), Е.А. Лавреновой (1998) на Черноморском побережье России, работы методической партии ИМГРЭ в Северной Осетии и другие.
Первыми региональными ландшафтно-геохимическими исследованиями с полевыми наблюдениями и сопряженным опробованием были работы группы геохимии ландшафта геолого-географического факультета РГУ, а позже НИИ геохимии биосферы РГУ под руководством профессора ВА. Алексеенко. По материалам этих исследований были защищены кандидатские диссертации В.В. Дьяченко (1996), В.Н. Сериковым (1997), И.Ю. Матасовой (2003). Данная диссертация является обобщением исследований, выполненных при непосредственном участии автора на площади более 150000 км2.
Методической основой выделения ландшафтов являются представления Б.Б. Полы-нова (1938,1954,1956) о взаимосвязи между строением и химическим составом различных участков земли. При выделении ландшафтов и картографировании в данной работе были использованы принципы и классификационные признаки, разработанные его учениками и последователями А.И. Перельманом (1955,1966,1975,1999) и М.А. Глазовской (1964,1967, 1988), а также В А. Алексеенко (1989,2000), В.В. Добровольским (1983,1998), Н.С. Каси-мовым (1980, 1988, 1999), Б.Ф. Мицкевичем и Ю.Я. Сущиком (1981), А.Д. Хованским (1988,1994). Основой классификации и выделения геохимических ландшафтов Северного Кавказа являются критерии, разработанные А.И. Перельманом, а составление ландшафт-но-геохимической карты и систематика опираются на методику классификационных уровней (Алексеенко, 1989,2000).
В соответствии с этими принципами на первом классификационном уровне все ландшафты по соотношению основных видов миграции разделены на абиогенные, биогенные и техногенные. Далее ландшафты разделяются по особенностям ведущего вида миграции, поэтому абиогенные, биогенные и техногенные имеют различные таксономические признаки и различные классификации. Абиогенные ландшафты в пределах земли А.И.Перельманом не разделялись, но, по всей видимости, необходимо отделять ниваль-ные высокогорные и покровные. Основными параметрами биогенной миграции являются биомасса и продуктивность живого вещества, по соотношению и величине которых выделены примитивно-пустынные, полупустынные, лугово-степные, лесные и болотные ландшафты. Кроме того, лесные разделены на хвойные, смешанные и лиственные. Техногенные ландшафты представлены в основном сельскохозяйственными и более дробно разделяются на полеводческие и животноводческие. Среди первых преобладают ландшафты с севооборотом однолетних культур (есть еще и ландшафты многолетних культур), в зависимости от степени нарушения естественного увлажнения разделяющиеся на богарные, орошаемые и периодически заливаемые. На третьем классификационном уровне все ландшафты по особенностям водной миграции в верхнем почвенном горизонте разделены на классы. Почвы региона в основном характеризуются окислительной обстановкой (в болотах глеевая), средой от слабокислой до слабощелочной, а среди типоморфных компонентов доминируют кальций и гидрокарбонат-ион, конкуренцию которым в некоторых ландшафтах составляют натрий и сульфат-ион. На четвертом классификационном уровне, по В А. Алексеенко, ландшафты разделены по особенностям аэральной миграции на подверженные ветровой эрозии, не подверженные и с современным отложением эолового материала. На пятом уровне по интенсивности механической миграции и водообмена, обусловленных рельефом, ландшафты разделены с учетом разработанного автором коэффициента, характеризующего отношение их реальной площади к картографи-
ческой (горизонтальной) проекции на роды, а затем более детально, в соответствии с М.А. Глазовской, на элювиальные, трансэлювиальные и т.д. На заключительном классификационном этапе (шестой уровень) ландшафты разделены по особенностям почвооб-разующих горных пород Северного Кавказа, которые в зависимости от генезиса, геохимии и литологии объединены автором в семнадцать почвообразующих комплексов.
Таким образом, на Северном Кавказе выделено 127 видов геохимических ландшафтов. Их классификация представлена в виде предложенной А.Д. Хованским ветвящейся схемы выделения, которая позволяет более компактно показать все разнообразие внешних факторов миграции и изменять количество таксономических параметров в зависимости от сложности строения территории и масштаба картографирования без ущерба терминологии и сопод-чиненности классификационных параметров.
Определение закономерностей формирования и функционирования ландшафтов Северного Кавказа опиралось на комплексный подход и сопряженный анализ. Для различных районов выделены типичные ландшафтно-геохимические сопряжения. Особенности перераспределения химических элементов устанавливались с помощью латерального и радиального анализа, а также коэффициентов радиальной дифференциации (Касимов, 1988) и индивидуальности ландшафтов (Дьяченко, 2003). Результатом изучения ландшафтно-геохими-ческих систем являются геохимические модели, отражающие фоновые параметры распределения химических элементов в различных компонентах ландшафтов и закономерности ихтранс-формации в результате техногенного воздействия. Выделенные характерные сопряжения в различных каскадных системах позволили определить геохимические закономерности географической дифференциации ландшафтов и основные ассоциации ландшафтов (Глазовская, 1998), различающиеся по соотношению биотического и абиотического круговорота элементов и особенностям миграции химических элементов.
2. ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКИХЛАНДШАФТОВ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
На Северном Кавказе, как и в любой горной стране, определяющее значение в распределении ландшафтов имеет высотная поясность, отражающая закономерное изменение климата. Однако, как отметил НА Гвоздецкий (1954), в ряде районов выпадают или неявно выражены отдельные разновидности почвенно-растительного покрова и их плавная последовательность изменяется на ступенчатую. Это определяется геоморфологией и пограничным расположением Кавказа между субтропическим и умеренным поясами, в зоне столкновения двух воздушных масс. Западной - теплой и влажной, формирующейся над Атлантикой, и восточной - континентальной и поэтому сухой и холодной зимой и жаркой летом. Субширотное простирание обостряет границу между климатическими поясами, а поперечные поднятия усиливают роль Кавказских структур как климатораздела.
В связи с такими особенностями строения и положения Кавказа наблюдается усиление континентальности климата с запада на восток. Это приводит к появлению на востоке растительных сообществ с низкой биомассой и продуктивностью - сухостепных и полупустынных, которых нет на западе, и смещению высотных границ распространения природных зон. Благодаря практически двукратному уменьшению количества осадков снеговая линия повышается от 2700-3000 м в западной части, до 3800-3900 м на востоке. Верхняя граница лесной растительности смещается с 1800-2000 м на западе до 2400-2600 м на востоке. Изменяются и соотношения между площадями, занимаемыми различными растительными сообществами, ухудшаются условия произрастания наиболее биологически емких лесных ландшафтов (Братков, 2002). Поэтому на Восточном Кавказе они встречаются отдельными обособленными
урочищами в специфических условиях, определяемых в основном рельефом, где сохраняется подходящий гидротермический режим - днищах узких затененных долин, склонах северной. экспозиции, участках барьерного выпадения атмосферных осадков и других. В результате занимаемая ими площадь уменьшается до 15-20 % (с 80-90 % на Западном Кавказе), а площадь низкопродуктивных горных степей и полупустынь увеличивается до 50-60 % (с 5-10 %). Их распространению способствует рельеф. За счет расширения горных структур, увеличения перепада высот, приводящего к адиабатическому расширению и иссушению опускающегося воздуха, формируются аридные межгорные котловины.
Влияние рельефа на формирование ландшафтов усиливается и неравномерностью неотектонических поднятий, интенсивность которых также растет с запада на восток, что приводит к усилению эрозии и выноса обломочного материала. В результате уменьшения емкости БИКа и влияния биогенеза на формирование ландшафтов, более активных поднятий уменьшается мощность рыхлых отложений и увеличивается обнаженность горных пород (Алексеенко и др., 1984; Дьяченко и др., 1991), усиливается их влияние на геохимию ландшафтов. Этому способствует и увеличение к востоку площади развития глинистых сланцев и филлитов. Они образованы устойчивыми к выветриванию тонкодисперсными минералами, представляющими конечную фазу гипергенного разложения в этих условиях. Их выветривание при недостаточном увлажнении, как правило, представляет собой дезинтеграцию, не приводит к разрушению минералов и активному перераспределению образующих их элементов. Кроме того, черные сланцы и филлиты интенсивно поглощают солнечные лучи, хорошо прогреваются, ускоряя таяние снега и усиливая водную эрозию. Это способствует их физическому выветриванию и усилению механической миграции. Поэтому количество взвешенных частиц в реках Дагестана - Самур, Сулак и других одно из самых высоких в бывшем СССР (Лопатин, 1951). Механическая миграция здесь значительно активней, чем в каком-либо другом районе. Мутность воды в реках достигает исключительно высоких величин 2,0-2,5 кг/м3, ЧТО В 4-5 раз выше Кубани (Чупахин, 1974), а в период паводков достигает 80,0-120,0 кг/м3 (Назаров, 1974).
Таким образом, характерное для горных систем преобладание механической миграции над физико-химической на Северном Кавказе растет с запада на восток и приводит к усилению роли рельефа и горных пород в формировании и распространении ландшафтов. Эти особенности формирования ландшафтов определяют закономерности их сопряжения и размещения, развитие основных эпигенетических процессов и классов водной миграции, в распространении которых наблюдаются аналогии с этапами эволюции и перераспределения остаточных и аккумулятивных продуктов выветривания Б.Б Лолынова.
Почвы ландшафтов высокогорий вследствие кислого выщелачивания лишены не только легкорастворимых соединений, но и карбонатов. Причем первая и вторая фазы выветривания вследствие большого количества осадков реализуются в короткие сроки, а частично это происходит и одновременно с третьей. Формируется остаточная сиаллитная кислая и сиаллит-ная надкарбонатная кора выветривания (Полынов, 1934; Парфенова, 1960; Назаров, 1974).
Находящиеся в условиях наиболее интенсивного химического выветривания и наименее активных неотектонических поднятий ландшафты широколиственных лесов, развитые преимущественно в средне- низкогорье Северо-Западного и Западного Кавказа, характеризуются наибольшей степенью преобразованности почвообразующих горных пород, тяжелым гранулометрическим составом (суглинки). В отдельных районах среди буроземов появляются желтоземы, формируется сиаллитная оглиненная кора выветривания, переходная к четвертой стадии - ферралитной (Глазовская, 1964). С этим связано слабое развитие в горах и предгорьях Северо-Западного Кавказа обизвесткованных (несмотря на широкое развитие карбонатных почвообразующих пород) и засоленных почв (минерализация почвенных ра-
створов менее 0,7 г/л), распространенных в основном вблизи приморских лиманов, и их широкое развитие на Восточном Кавказе.
Здесь засоленные почвы характеризуются наибольшим распространением, так как элювиальные и трансэлювиальные позиции заняты обизвесткованными и карбонатными ландшафтами, что по Б.Б. Полынову (1934) является непременным условием формирования местных аккумуляций легкорастворимых солей в подчиненных элементах рельефа. Повышение обизвесткованности части ландшафтов определяется наличием в верхней части каскадных систем сиаллитных кор. Поэтому в ряде районов остаточная или первичная карбонатность усиливается транзитом и аккумуляцией растворов из вышерасположенных ландшафтов. При этом вся толща сиаллитного элювия служит областью питания для карбонатных аккумуляций, а для хлоридно-сульфатных к ней добавляется и толща карбонатной коры выветривания. В результате формируется установленная Б.Б. Полыновым зональность размещения продуктов выветривания сиаллитные - карбонатные - хлоридно-сульфатные, наблюдаемая в каскадных системах различных порядков (от склоновых катен до поперечного разреза Восточного Кавказа). На ее развитие активно влияет неотектоника, и в результате формируется динамическое равновесие, не позволяющее накапливаться в горах продуктам выветривания и реализоваться следующим стадиям. Поэтому, кроме стадиальных, ярко проявляются и зональные особенности формирования коры выветривания, соответствующие климатическим, что по терминологии В.М. Фридланда (1970) приводит к зонально-стадиальным закономерностям ее развития.
3. ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
Геохимические особенности географической дифференциации ландшафтов
Особенности формирования и сопряжения ландшафтов Северного Кавказа обусловили и закономерности их геохимической дифференциации. В соответствии с трансформацией кор выветривания отчетливо выделяются три ассоциации ландшафтов окислительного ряда и одна восстановительного, отличающиеся соотношениями биотического и абиотического круговорота элементов (Глазовская, 1998) и представляющие укрупненные модели формирования фоновой геохимической структуры ландшафтов в различных условиях.
Наиболее возвышенные районы Кавказа занимают ландшафты высокогорной ассоциации. В нее входят субнивальные ландшафты скально-осыпной растительности, альпийские и субальпийские луга, хвойные и смешанные леса. Факторами, определяющими особенности гипергенной миграции, являются большое количество осадков, пониженная среднегодовая температура, резкое замедление биогенеза в зимний период, интенсивная механическая миграция, легкий грансостав почв. Низкая минерализация почвенныхрастворов, кислая и слабокислая среда, частое доминирование среди типоморфных катионов натрия - следствие химизма осадков, минерального состава горных пород и специфики биогеохимического круговорота. Почвы большинства ландшафтов характеризуются невысокой контрастностью перераспределения химических элементов и пониженными концентрациями катионогенных элементов. Коэффициенты концентрации менее 1,5, а коэффициенты рассеяния достигают 2,0 (рис. 1).
Обеднение почв химическими элементами обусловлено кислым выщелачиванием, которое замедляется в ландшафтах с карбонатными почвообразующими отложениями и устойчивыми к химическому разложению глинистыми сланцами и филлитами. Повышенные концентрации отдельных химических элементов в почвах формируются только в случае существенного обогащения ими почвообразующих пород и наличия фактора, способствующего концентрированию. В разных условиях такими элементами являются Ве, гп, УЬ.
Рис. 1. Ландшафты с избыточным увлажнением (кроме 65):
а) Западного Кавказа (Кабардино-Балкария);
б)ЦентральногоКавказа(Карачаево- Черкессия)
Следующую ассоциацию ландшафтов образуют широколиственные леса, развитые в основном в западной части Кавказа. Большая емкость и продуктивность БИКа в сочетании с повышенным фоном атмосферных осадков и температуры, менее интенсивные неотектонические поднятия, хорошая дренированность определяют гидрокарбонатно-кальциевый слабокислый класс водной миграции, высокую интенсивность химического выветривания и степень преобразования горных пород. Поэтому почвы слабо отражают их геохимическое сво-
еобразие, а за счет тяжелого гранулометрического состава и биогеохимического концентрирования несколько обогащены Мп, 2п, РЬ, "" №> (рис. 2). Повышенная сорбционная емкость почв и накопление устойчивых к выветриванию минералов делают химические элементы неподвижными или малоподвижными, а однородные условия миграции определяют сходство геохимических спектров почв разных ландшафтов, с небольшими отклонениями от регионального кларка. Коэффициенты концентрации достигают 1,5, а рассеяния, как правило, меньше 1,2.
Гидротермические условия, в которых находятся ландшафты третьей ассоциации, характеризуются высокой температурой вегетативного периода и превышением испаряемости над количеством осадков, поэтому в сухой жаркий период биогенез резко замедляется. Наиболее широко они распространены на Восточном Кавказе и представлены полупустынями, степями, а также сильно деградированными остепненными субальпийскими лугами в среднегорье Дагестана и ксерофитными смешанными лесами. Распределение химических элементов в почвах этих ландшафтов характеризуется наибольшей контрастностью и отклонением от регионального фона. Коэффициенты концентрации и рассеяния иногда превышают 3,0. Сочетание небольшой емкости БИКа, ослабления биогеохимического концентрирования и широкого развития карбонатных отложений обусловили резко пониженные содержания в почвах большинства химических элементов - "" Си, 2п, Мо, Р, N1, УЬ, 8п, V и других (рис. 4). Их накоплению не помогает характерная для аридных условий испарительная концентрация. В горных условиях при хорошей дренированности ландшафтов, небольшой мощности почв, в рыхлых отложениях нет постоянно существующих грунтовых вод. Легкий гранулометрический состав и щебнистость не позволяют сформировать запасы капиллярных и поровых вод. Поэтому даже при небольшом количестве атмосферных осадков формируется промывной режим, при котором происходит вынос химических элементов за пределы почвенного профиля в кору выветривания и трещинные воды, что формирует отрицательный баланс подвижных элементов.
В этих условиях на испарительном барьере концентрируются только те элементы, которыми обогащены горные породы или атмосферные осадки. В связи с широким распространением карбонатных отложений и близостью морей таким элементом является 8г, активно накапливающийся на испарительном геохимическом барьере, а доминирующим классом водной миграции гидрокарбонатно-кальциевый, слабощелочной, окислительный.
В ландшафтах, занимающих подчиненные формы рельефа, уровень грунтовых вод приближается к поверхности, минерализация почвенных растворов увеличивается, усиливается роль натрия и сульфат-ионов. В ряде ландшафтов вследствие испарительной концентрации накапливаются 2п, Мо, Ва. Повышение роли механической миграции в формировании геохимического спектра почв ландшафтов этого района проявляется и в эоловой дифференциации химических элементов (Глазовский, 1987). Она активно влияет на перераспределение РЬ, Мо, Сг (см. рис. 4) в почвах Центрального и Восточного Предкавказья (Дьяченко, 1999, 2003).
В отличие от ранее рассмотренных ландшафтов следующая ассоциация характеризуются не окислительной, а восстановительной или периодически восстановительной обстановкой. Это плавневые ландшафты с хлоридно-натриевым засолением и щелочной средой, развитые в Приазовье и Прикаспийской низменности, атакже возделываемыена осушенныхучасткахпериодически заливаемые и орошаемые агроландшафты с аллювиальными и аллювиально-морскими почвообразующи-ми отложениями. Наиболее широко развитые здесь естественные ландшафты болот (48) отличаются усредненными концентрациями большинства химических элементов и повышенным, вследствие близости моря, содержанием 8г (рис. 3).
Агрогенное преобразование, проявляющееся в планировке поверхности, изменении гидрологического режима, внесении большого количества удобрений и химикатов, приводит к значительному изменению условий миграции химическихэлементов и геохимического спектра почв. Происходит накопление N1, 2п, РЬ, Мо слабоподвижных в восстановительной обстановке. Выносятся — подвижные в восстановительной обстановке Мп, Ва, УЬ, а при технологическом усилении водообмена в орошаемых ландшафтах и 81.
Рис. 4. Ландшафты снедостаточнымувлажнением (кроме55,34,29); а) северного склона Восточного Кавказа; б) южного склона Северо-Западного Кавказа; в) Предкавказья, с интенсивной аэралъноймиграцией (102,100,99-подверженныедефляции; 107,106,105- с отложениемэоловогоматериала; 94, 91,87-со слабой дефляцией)
Таким образом, по особенностям геохимической дифференциации на территории Северного Кавказа можно выделить четыре, а с учетом нивальных ландшафтов ледников, скал и осыпей, в которых почвы отсутствуют, но формирующиеся здесь миграционные потоки оказывают влияние на сопряженные с ними биогенные ландшафты, пять основных ассоциаций. Их особенности определяются гидротермическим режимом и соотношением биогеохимического и атмогидрогеохимического круговорота элементов. Поэтому эти ассоциации условно названы: нивальными; с избыточным увлажнением; «экологического оптимума»; с недостаточным увлажнением и гидроморфные. Нивальные ландшафты представляют собой обломочную кору выветривания. Высокогорные ландшафты с избыточным увлажнением развиты на сиаллитной кислой и сиаллитно-карбонатной коре выветривания. Ландшафты «экологического оптимума», представленные широколиственными лесами на сиаллитной оглиненной коре выветривания. Ландшафты с недостаточным увлажнением на карбонатной и хлоридно-сульфатной. Особенности гидроморфных плавневых ландшафтов определяются аккумуляцией материала, выносимого с гор, и приморским режимом осадконакопления с восстановительной обстановкой.
Такая дифференциация ландшафтов согласуется и с выявленной ранее (Дроздов, 1969), возможностью разделения ландшафтов суши на две области, в соответствии с параметрами первичной продукции экосистем. Формирование продукции в них имеет принципиально различный характер. При невысоких значениях среднегодовой температуры увеличение увлажнения приводит к уменьшению продуктивности, а при высоких значениях радиационного баланса увлажнение, дополнительное к атмосферному, способствует повышению продуктивности экосистем. На территории России этотрубеж соответствует радиационному балансу 35-40 ккал/см2 в год, то есть границе между смешанными лесами, широколиственными лесами и степями (Глазовская, 1991), выделенными в различные ассоциации. В хвойных лесах, горнолуговых и субнивальных ландшафтах увеличение увлажнения способствует уменьшению продуктивности и емкости биологического круговорота, в степных и полупустынных наоборот - увеличению. К этому следует добавить, что в первом случае, на пути латерального и радиального выноса элементов, существуют ландшафтные (смешанные и широколиственные леса) и внугриландшафтные (биогеохимические, сорбционные) барьеры, а во втором наблюдается вынос и накопление подвижных веществ в понижениях, что в определенных условиях приводит к засолению почв предгорий и снижению продуктивности вопреки увеличению увлажнения.
Радиальный и латеральный анализ перераспределения химических элементов
Радиальный анализ перераспределения химических элементов от почвообразующих горных пород к почвам свидетельствует о существенном выравнивании концентраций в рыхлых отложениях. Впервые концепция конвергенции почв на основе анализа типов почвообразования и распределения макрокомпонентов была обоснована в работах В.М. Фридланда (1970,1972). На Кавказе, в пределах Северной Осетии, исследовалась B.C. Поливановым. В последние годы, на примере распределения рассеянных элементов в некоторых регионах она изучается Н.С. Касимо-вым с сотрудниками. В предлагаемом объеме фактического материала, в рамках крупной биосферной структуры эта проблема рассматривается впервые (Дьяченко, 1991, 2001).
Распределение химических элементов в почвообразующих комплексах Северного Кавказа в целом согласуется с геохимическими особенностями соответствующих горных пород земной коры и изменяется в широком диапазоне. Многие почвообразующие комплексы обладают определенной геохимической спецификой, что проявляется и в сформировавшихся на них почвах. Однако изучение ландшафтов свидетельствует о том, что далеко не все геохимические особенности горных пород наследуются почвами, а в ряде случаев они совершенно искажаются гипергенными процессами. Кроме того, трансформация геохимического спектра почвообразующих отложений сопровождается существенным уменьшением интервалов колебаний сред-
них содержаний от пород к почвам. Например, средняя концентрация 8п в горных породах изменяется от 0,19 до 0,63 * 10-3 % (то есть в 3,3 раза), а в почвах—от 0,49 до 0,63 * 10'3 % (то есть в 1,3 раза). Средняя концентрация V в почвообразующих комплексах Северного Кавказа изменяется от 1,9 до 11,8 * 10-3 %, а в почвах от 10,3 до 14,5 * 10-3 % (рис. 5). Таким образом, его минимальные и максимальные средние содержания в горных породах отличаются в 6,2 раза, а в почвах только в 1,4 раза. В результате некоторые ландшафты, резко отличающиеся по концентрации V, в почвообразующих комплексах имеют практически одинаковые содержания в почвах. Больше всего почвы региона отличаются по концентрации Ъ п—в 2,4 раза, а породы в 5,5 раза. Меньше всего по содержанию И — в 1,1 раза, а породы в 4,2 раза.
Аналогичные выводы о перераспределении химических элементов в системе «породы —почвы» можно сделать, рассмотрев конкретные ландшафты, а не среднее для почв с различными почвообразующими комплексами. Вследствие неодинакового набора внешних факторов миграции содержание химических элементов в почвах разных ландшафтов, образовавшихся на одних и тех же горных породах, может отличаться в 1,5-2 раза. Поэтому разброс содержаний значительно увеличивается, но тенденция к выравниванию сохраняется (рис. 5). Рассмотренная в этих примерах конвергенция почв характерна для гипергенного перераспределения всех 25 изученных химических элементов. Видимым следствием выравнивания является интенсивное накопление химических элементов в почвах, образовавшихся на относительно обедненных ими горных породах, и слабое накопление (или даже вынос) из почв с относительно обогащенными почвообразующими комплексами.
Предположение о выравнивании содержаний химических элементов в почвах, как следствии механического перемешивания обломков различных по составу пород, не может полностью объяснить эту закономерность, так как ландшафты, образовавшиеся на некоторых поч-вообразующих комплексах, занимают автономные формы рельефа, где исключен привнос материала иного состава. Кроме того, латеральный анализ свидетельствует о ярко выраженной зависимости содержаний химических элементов от рельефа. Подавляющим большинством химических элементов - Си, "" N1, Мо, Ъп, РЬ, Р, V, 8с и другими (всего 18) обогащены почвы равнин, а обеднены почвы высокогорий (14). Причем содержание практически всех (16) изменяется последовательно, с уменьшением высоты и интенсивности механической миграции, от ландшафтов третьего рода (высокогорий) к ландшафтам второго рода (низко-среднегорий) и ландшафтам первого рода (равнинам). Содержание Ве, Мп и УЬ уменьшается, а "" Си, N1, Ъп, Мо, РЬ, Р, V, Сг, Ъг, Со и 8с — растет (рис. 6).
Эта очевидная зависимость концентраций химических элементов от особенностей рельефа свидетельствует о значительном влиянии факторов, определяемых геоморфологией на их миграцию. Такое перераспределение химических элементов могло являться следствием техногенеза, более широко развитого на равнинах и низкогорьях. Однако разделение ландшафтов, с учетом фактора антропогенного воздействия, свидетельствует о том, что эти тенденции в перераспределении химических элементов наблюдаются как в техногенных ландшафтах, так и в биогенных даже для Си и Р (хотя и менее ярко). Геохимическая дифференциация различных частей каскадных систем не является следствием отличий и горных пород. Наиболее низкими содержаниями химических элементов отличаются почвообразующие комплексы не высокогорий, а низко-среднегорий. В их составе преобладают терригенно-карбо-натные отложения (в 30 ландшафтах из 51, а в высокогорье в 6 из 36), что находит отражение в повышенной концентрации в почвах низко- среднегорий стронция и марганца.
Содержание химических элементов в почвах равнинных ландшафтов не только увеличивается, но и выравнивается. Они характеризуются наиболее низким средним коэффициентом вариации -13 %, который, как правило, не превышает 20 % для различных химических элементов (исключение медь - за счет виноградников и садов). В низко-среднегорье средний
% "
V« #» -о» -на »ли -к *.»« -Я** -V* т.Г -ут •#( (м ----в почвообразующих горных породах;
- среднее для почв с одинаковыми почвообраэующими породами;
— в почвах отдельных ландшафтов.
Рис. 5. Среднее содержание ванадия (п *10%) в почвах и горных породах Северного Кавказа
коэффициент вариации—21 %, а в высокогорье —15 %. Повышенный коэффициент вариации в низко-среднегорье обусловлен разнообразием природных условий — от близких к равнинам до близких к высокогорьям и наиболее широким спектром почвообразующих горных пород.
Рис. б. Распределениехимическихэлементов впочвахкаскадньх ландшафтно-геохимическихсистем
Таким образом, равнины являются не просто областью накопления обломочного материала, выносимого с гор, но и областью накопления многих тяжелых металлов и фосфора. Разнообразие свойств химических элементов, образующих различные группы, не позволяет объяснить их дифференциацию какой-либо одной причиной. Для каждого из них характерен свой набор факторов, определяющий особенности перераспределения. Однако основная причина - вынос с коллоидами и тонкодисперсными частицами. От 40-50 % до 60-80 % общего содержания тяжелых металлов в почвах сосредоточено в илистой фракции. В легких почвах большая часть вала приходится на пылеватую фракцию. Поэтому обогащение почв равнин связано не просто с ослаблением интенсивности механической миграции и привносом химических элементов, а с утяжелением грансостава и повышением сорбционной емкости почв от высокогорий к равнинам. Иначе обстоит дело с марганцем (а также бериллием и итербием). Он характеризуется низкой интенсивностью миграции в нейтральной окислительной обстановке, высокой биофильностью и концентрированием в верхнем почвенном горизонте. Резкое падение окисляемости грунтовых вод при снижении интенсивности водообмена от горных ландшафтов к равнинным - в два раза уже при переходе от горнолуговых ландшафтов к лесным усиливает интенсивность миграции марганца. Кроме того, поскольку он входит в состав слабо подвижных органоминеральных комплексов, образующих пленки на почвенных частицах, его концентрация во многом зависит от гумусированности рыхлых отложений, которая на 3-5 мас.% выше в горнолуговых ландшафтах, чем в лесных (особенно хвойных). В связи с этим марганец накапливается в легких, хорошо аэрированных почвах высокогорий, где доминируют биогенные ландшафты. Здесь же накапливается Be, также инертный в данной обстановке, концентрирующийся в остаточных продуктах выветривания и осаждающийся гидрооксидами Fe и Мп, вместе с другим элементом гидролизатом Yb.
Разделение ландшафтов региона, с учетом занимаемых ими элементов рельефа, подтверждает роль геоморфологии в геохимической дифференциации почв Северного Кавказа (рис. 7). Наиболее низкими концентрациями W, М, Zn, Mo, Си, Pb, Ай, P, Со и других элементов (всего 18 элементов из 25) выделяются почвы элювиальных ландшафтов, характеризующихся отсутствием привноса из других ландшафтов (кроме воздушного), промывным режимом и слабыми обратными связями с подземными водами. Установлено, что содержание подвижных форм Zn, Сё, РЬ, Си в почвах водораздельных частей ландшафтов выше, чем на склоне, но ниже, чем у подножья склонов. Это обусловлено агрессивностью, ненасыщенностью вод автономных ландшафтов в отношении рассеянных элементов.
Фактором, влияющим на подвижность металлов в почвах высокогорных водораздельных ландшафтов, является и значительный уровень солнечной радиации. Это приводит к более интенсивной фотохимической деструкции гумусовых кислот и увеличению доли подвижных фульвокислот (Мартынов, 1965; Геннадиев, 1978). Поэтому химические элементы выносятся из автономных ландшафтов и накапливаются (или слабее выносятся) в гетерономных, занимающих понижения в рельефе. В связи с этим в почвах транссуперак-вальных ландшафтов повышена концентрация 10 химических элементов - РЬ, 8п, W, "Л, V, Ое, Р, и, У, Zг, а в супераквальных еще 9 - Си, Zn, Ag, Мо, Со, №, Оа, Р, 8е. Транзитные ландшафты—трансэлювиальные и трансаккумулятивные характеризуются промежуточным уровнем концентраций практически всех элементов. Как и в случае с каскадными системами, в отличие от большинства химических элементов, повышенные концентрации Ве, УЬ, Мп, а также Ва обнаружены в почвах, сформировавшихся на наиболее приподнятых, автономных формах рельефа, то есть в почвах элювиальных ландшафтов.
Таким образом, ведущей тенденцией в миграции химических элементов в гетеролитных каскадных ландшафтно-геохимических системах Северного Кавказа (третий тип модельных систем по Н.С. Касимову) является вынос большинства элементов из автономных ландшафтов и накопление их в гетерономных, что не может привести к нивелированию их содержаний в почвах региона. Выравнивание содержаний микроэлементов в почвах нельзя объяснить и
воздействием любого другого отдельно взятого фактора. Оно является следствием влияния всей совокупности ландшафтно-геохимических условий и, прежде всего, аэральной миграции и деятельности живых организмов, главным образом почвенных обитателей, т.к. состав высших растений зонален и в значительной степени учтен, а влияние животных минимально.
Колоссальная геохимическая роль и основные биогеохимические функции живого вещества впервые были отмечены В.И. Вернадским. С точки зрения изучаемого явления, наиболее важны его концентрационная, средообразующая и деструктивная функции. В ходе их реализации происходит преобразование изначальной, литогеохимической специфики ландшафтов. Живые организмы, таким образом, как бы обустраивают окружающую их среду, создавая наиболее комфортные концентрации и соотношения химических элементов, изменяя ее продуктами своей жизнедеятельности. В пользу этого свидетельствуют и результаты изучения почвенных разрезов большинства ландшафтов. Решающий скачок концентраций химических элементов в направлении выравнивания содержаний отмечается уже при переходе от горных пород к почвам, т.е. в нижнем почвенном горизонте (Дьяченко, 2001). Несмотря на обычно небольшую мощность рыхлых отложений в горах и предгорьях Северного Кавказа, он в большинстве случаев не имеет видимых следов биогенного воздействия и слабо пронизан корневой системой на глубине более 50-60 см. Однако известно, что там существуют многомиллионные колонии микроорганизмов, сменяющие друг друга по мере трансформации окружающей их среды (Аристовская, 1980) и изменяющие геохимические особенности рыхлых отложений в результате жизнедеятельности.
Таким образом, биогеохимическое преобразование горных пород происходит уже на первых стадиях выветривания и формирования рыхлых отложений. Картируемые на поверхности земли ландшафты лишь «верхушка айсберга» деятельности живого вещества, представляющая заключительный этап образования геохимической специфики почв, в зависимости от конкретного набора ландшафтообразующих факторов, изменяющих концентрации и соотношения химических элементов, формируемые колониями микроорганизмов.
Существенное влияние на конвергенцию почв оказывает и аэральная миграция (Добровольский, 1983,1998; Глазовский, 1987; Дьяченко, 2003). Объемы атмосферных выпадений, в геологическом измерении, очень значительны и для юга РФ составляют от 6 до 20 кг на км2 в сутки, а в ряде случаев катастрофичны, что фиксируется погребенными почвами. Геохимическая роль аэральной миграции в выравнивании хорошо иллюстрируется примером с ландшафтами, образовавшимися на палеоген-неогеновых терригенных отложениях (рис. 8).
Среди остальных они резко - в 1,5-2 раза выделяются повышенной концентрацией Мо в почвообразующих комплексах, а в почвах эта особенность наблюдается только в ландшафтах, не подверженных ветровой эрозии, имеющих среднее содержание молибдена 0,64* 10-3 %. В почвах ландшафтов, подверженных дефляции и с современным отложением эолового материала, геохимическая специфика почвообразующих комплексов не обнаруживается и содержание Мо от окружающих ландшафтов не отличается (0,3-0,4* 10-3 %). Очевидно, за счет трансграничного аэрального переноса специфика почвообразующих комплексов нивелируется, а содержания химических элементов в почвах ландшафтов с различными проявлениями аэральной миграции выравниваются.
Геохимические особенности и факторы антропогенного преобразования
ландшафтов
Основным фактором антропогенного преобразования ландшафтов Северного Кавказа является сельское хозяйство. Агрогенное изменение биогеохимических круговоротов оказывает значительное и неодинаковое влияние на перераспределение химических элементов. Среди агроландшафтов очевидным лидером по концентрации большинства элементов (11) являются чайные плантации.
В их почвах обнаружены особенно высокие концентрации Р, И, №, 2п (региональные максимумы), а также Мп, У, УЪ, и др. Кроме того, обнаружены и значительно пониженные концентрации - Ы (региональный минимум), Мо, Ва, N1 Другие ландшафты с многолетним севооборотом - сады и виноградники выделяются резко повышенной концентрацией Си (региональные максимумы) и, отчасти Сг, 8г. Среди полеводческих ландшафтов с однолетним севооборотом геохимическим своеобразием отличаются рисовники. Из всех агроландшаф-тов региона они выделяются наиболее высокими содержаниями РЪ, Оа (региональные максимумы), а также 8п, Мо, N1, 8с, Ы. Почвы богарных ландшафтов с однолетним севооборотом выделяются повышенными концентрациями - 8п. На все пастбищные ландшафты, характеризующиеся в основном усредненными и пониженными содержаниями химических элементов, приходятся только высокие концентрации УЪ и Ве в почвах альпийских и субальпийских лугов и Ва в почвах полупустынь.
Анализируя причины такой дифференциации химических элементов, следует отметить, что наиболее часто повышенные или пониженные концентрации обнаруживаются в почвах с интенсивными сельхозтехнологиями и более других преобразованных человеком -чайных плантациях (15 элементов), рисовниках (7) и пастбищах на полупустынях (14). Это обусловлено тем, что чай и рис привнесены из других климатических зон и, являясь культурами интродуцированными, даже на юге России растут с большим трудом. Их возделывание требует внесения большого количества химикатов и удобрений, что приводит к очевидному изменению физико-химических свойств почв и концентраций как микроэлементов, так и макрокомпонентов.
Пастбища на полупустынях, в отличие от чайных плантаций и рисовников, выделяются пониженными концентрациями большинства химических элементов —
Си, Ag, Sn, W, Co, Ti, Ga, Y, УЬ, Nb, Zг, Be. В целом пастбищные луговостепные ландшафты очень близки биогенным альпийским лугам, которые среди природных ландшафтов также выделяются средними и пониженными концентрациями большинства химических элементов, а повышенными Ве и УВ. Очевидно, умеренный выпас не оказывает существенного влияния на их перераспределение. Химизм почв определяют развивающееся в результате перевыпаса нарушение почвенно-растительного покрова, опустынивание, засоление и усиление механической миграции, облегчение грансостава почв. Это приводит к резкому ослаблению роли биогеохимического и сорбционного барьеров, снижению содержаний химических элементов и проявлению специфики почвообразующих пород, а в трансаккумулятивных позициях испарительному накоплению Мо, Ва, Zn, имеющих здесь региональные максимумы.
Таким образом, все сельскохозяйственные технологии обладают физико-химическими особенностями и по-разному трансформируют геохимический спектр почв и специфику почвообразующих комплексов, а интенсивность их проявления зависит от сочетания природных ландшафтообразующих факторов. Эти изменения касаются не только валового содержания элементов, но и подвижной и водорастворимой форм.
Сравнительный анализ геохимии природных и антропогенных ландшафтов.
Сравнивая природные и антропогенные ландшафты между собой, необходимо отметить, что агроландшафы в настоящее время полностью определяют разброс средних содержаний 12 химических элементов - Си, РЬ, Ag, Sn, W, №, Ga, Ц, Sг, У, №>, Zг. Для еще 9 - Zn, Мо, Ва, Со, Т^ V, Сг, Ge, Р характерно преимущественное обогащение техногенных ландшафтов. И только три химических элемента - Мп, УЬ, Ве имеют повышенные концентрации в почвах биогенных ландшафтов (рис. 9).
Рис. 9. Колебание средних содержаний химических элементов в почвах природных (биогенных) и техногенных ландшафтов (11*10* %) В результате среднее содержание Си в различных ландшафтах региона отличается более чем в 7 раз, а если взять отдельно биогенные, то только в 1,5 раза. По концентрации Мо почвы всех ландшафтов региона отличаются в 6,1 раза, а только биогенных в 3,4 раза. Для Р
эти цифры составляют 5,8 и 2,3 раза и т.д. Следовательно, результаты антропогенного преобразования ландшафтов Северного Кавказа входят в противоречие с природными закономерностями и приводят к расширению интервала колебаний средних содержаний химических элементов в почвах, то есть их дивергенции. Развитие техногенеза активизирует перераспределение химических элементов в почвах и увеличивает интервал колебаний их концентраций, а особенно активно геохимический спектр почв агроландшафтов трансформируют сельскохозяйственные технологии, размещенные в не очень подходящих природных условиях: самый «северный» рис, самый «северный» чай, пастбища на сухостепных ландшафтах, деградировавшие в полупустыни.
4. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
Особенности и динамика антропогенной трансформации ландшафтов
Активное хозяйственное освоение региона привело к тому, что в настоящее время естественные ландшафты в равнинной части практически уничтожены. Более 75 % площади распахано и всего лишь 5 % территории, условно, могут быть отнесены к биогенным ландшафтам или их антропогенным модификациям. В основном они представлены байрачны-ми и искусственными лесами, участками с лугово-степной растительностью на неудобьях и болотами, в различной степени пострадавшими от мелиорации и пастбищной дигрессии. Эти ландшафты, как правило, находятся в окружении техногенных и естественный биогеохимический круговорот в них в значительной степени нарушен. Сток практически всех равнинных рек зарегулирован. Многие малые реки перегорожены плотинами и дамбами через каждые 510 километров, что ведет к их заиливанию, утрате функций естественного дренажа, поднятию уровня грунтовых вод, засолению почв и участившемуся застаиванию влаги на поверхности почвы, ее заболачиванию и усилению гидроморфизма. Эти процессы усиливаются интенсивным агротехническим уплотнением почв. В результате один и тот же объем стока заливает все большую территорию, и рост площадей переувлажненных земель наблюдается даже в некоторые засушливые годы (Агроэкологический мониторинг..., 1997). Серьезной проблемой является и истощение почв, снижение гумусированности. За сто лет прошедшие с момента исследования почв Северного Кавказа В.В. Докучаевым, потери гумуса составили 20-35 % от исходного значения (Вальков и др., 1996; Чибилев, 1990). В засушливых районах распахивание и деградация естественных ландшафтов усиливают ветровую эрозию и опустынивание, что ярко проявляется в центре и на востоке региона.
Серьезные изменения произошли и в горной части. Уже более половины территории занимают техногенные ландшафты и антропогенные модификации природных. В результате из 127 геохимических ландшафтов Северного Кавказа только 48 являются биогенными, а остальные, в той или иной степени, нарушены человеком. В настоящее время уже десятки, в прошлом достаточно крупных, естественных ландшафтов можно отнести к исчезающим, т.к. их площадь составляет менее 50 км2. В горной части к таковым относятся субальпийские луга и смешанные леса на некоторых горных породах. В равнинной части луговые и лугово-степные ландшафты, лиственные леса на плакорных элементах рельефа и другие.
Анализ основных тенденций развития региона (Дьяченко, 1994,1995) свидетельствует о том, что наиболее динамичными являются границы между техногенными и биогенными ландшафтами. Это приводит, во-первых, к увеличению площади первых за счет вторых, а во-вторых, к увеличению мозаичности, разнообразию ландшафтно-геохимических обстановок. Так, в Краснодарском крае почти за 40 лет мелиоративных работ, с конца 40-х и до конца 80-х годов, площадь орошаемых земель увеличилась с 10 до 480 тыс. га, а рисовых систем увеличилась на 210 тыс. га (Агроэкологический мониторинг..., 1997), появились и другие техногенные ланд-
шафты. В итоге площадь природных ландшафтов уменьшилась на 15-20 % (Дьяченко, 1995), общая площадь сельскохозяйственных земель с начала 60-х годов и до конца 90-х практически не изменилась - 4150-4200 тыс. га., а территория, занятая техногенными ландшафтами увеличилась многократно и существенно возросла доля интенсивно используемых земель. Развитие этого процесса в масштабах всего Северного Кавказа приводит к тому, что на месте сравнительно небольшого количества биогенных ландшафтов за последние десятилетия, может быть столетие, появилось множество техногенных. В результате около 70 % площади Северного Кавказа занято техногенными ландшафтами, в пределах которых естественный круговорот элементов нарушен и во многом зависит от деятельности человека.
Таким образом, идет стремительное замещение биогенных или природных ландшафтов культурными, а основной тенденцией трансформации последних является увеличение площади наиболее интенсивно преобразованных, с еще более высокой техногенной нагрузкой и усилением зависимости функционирования от человека. Все это приводит к увеличению мозаичности ландшафтно-геохимических обстановок, нарушению естественного круговорота веществ, деградации природных систем, ослаблению их буферных способностей, образованию геохимических барьеров, способствующих концентрации загрязнения.
Аномалии и повышенные содержания химических элементов в почвах и роль
геохимических барьеров в их формировании
Следствием масштабного преобразования и загрязнения ландшафтов Северного Кавказа является формирование в почвах геохимических аномалий. Для повышения степени значимости идостоверности выявленных аномальных геохимических структуррассмотримте,что группируются в аномальные участки. Под последними будем понимать комплексные аномалии, образованные не менеечемтремяхимическими элементами притом, что границыучасткавключают то лью части аномалий, образованные двумя и более химическими элементами. Таких аномальных участков на территории Северного Кавказа выделено 15. По особенностям локализации и генезиса их можно разделить на аномальные участки преимущественно развитые в природных и техногенныхландшаф-тах. Аномальные участки в природных ландшафтах, в свою очередь, также можно разделить на несколько групп.
1. Сформировавшиеся вследствие геохимической неоднородности или мозаичности почвообразующих горных пород.
2. Образовавшиеся в результате загрязнения.
3. Смешанного генезиса.
Самые крупные аномальные участки первой группы выявлены в зоне Передового хребта, на территории Краснодарского края и Карачаево-Черкессии. Формирование аномалий обусловлено мозаичностью и геохимическим своеобразием почвообразующих комплексов. Поэтому аномальные участки образованы двумя ассоциациями элементов - полиметаллами, многочисленные рудопроявления и зоны минерализации которых здесь имеются, а также элементами группы железа (никель, хром, кобальт), связанными с выходами основных и ультраосновных пород. К этой группе природных аномалий относятся и участки, связанные с известными рудными объектами различной специализации - Кти-Тебердой (", Мо, Си, Мп, N1, Со, Т), Кызыл-Дере (Ъп, РЬ, Со, N1) и др.
Наиболее ярким представителем второй группы является аномальный участок южнее города Владикавказа (Дьяченко, Личкановский, 1991). Его формирование обусловлено деятельностью предприятий горнопромышленного, металлургического и машиностроительного комплекса (Дьяченко, 1999) - «Электроцинк», «Победит» и т.д., о чем свидетельствует элементный состав аномалий (Ъп, РЬ, Сё, "" Мо), тесно связанный с перерабатываемыми здесь полиметаллическими и вольфрамоымолибденовыми рудными концентратами.
К аномальным участкам смешанного генезиса следует отнести долину реки Баксан и
горную часть Северной Осетии. Многолетняя разработка находящихся здесь редкометальных и полиметаллических месторождений привела к значительному загрязнению окружающей среды и расширению площади и элементного состава природных аномальных геохимических структур (Мо, ^ Бп, Р, Мп, Т1, А).
Аномальные участки в техногенных ландшафтах наиболее широко развиты в западной части Северного Кавказа. Ранее проведенный анализ особенностей использующихся здесь видов природопользования свидетельствует об их геохимической специфике и об усилении обогащения почв микроэлементами в зоне интенсивного земледелия (осушаемые, орошаемые и периодически заливаемыеландшафты, сады, виноградники). Причем контрастность этих аномалий заметно зависит не только от специфических ландшафтно-геохимических условий, но и от интенсивности поступления химических элементов. Поэтому, наиболее масштабные, контрастные и образованные большим количеством элементов аномальные участки в этих районах обнаружены около расположенныхздесь городовАнапа, Новороссийск, Славянск-на-Кубани, Краснодар (Ве, Ag, Си, Zn, №, Со, Сг, Мп, Мо, Ва, Р, Бг, А). Аномалии, выявленные в зоне возделывания богарных однолетних культур - севернее Краснодара (Бп, Р, У) и Майкопа (Ве, РЬ, Со, Мп), в районе Невинномысска (Сг, №, Мп, Zn), характеризуются значительно меньшей контрастностью, площадью и количеством образующих микроэлементов.
Такая приуроченность аномалий к крупным населенным пунктам обусловлена высокой степенью их техногенной трансформации и концентрацией объектов, влияющих на состояние окружающей среды. Результаты оценки состояния некоторых городов Северного Кавказа свидетельствуют о значительном загрязнении их почв рядом микроэлементов, что выявляется
как при сравнении с ПДК, через Zc (рис. 10), так и с региональными кларками (рис. 11). 19 —-----—---—-----------------———---
1715- -
13 11 •
й
9
7 -
5 _
31 ---,---,---,---
Геленджик Новороссийск Таганрог Краснодар
города
Рис. 10. Показатели суммарного загрязнения (Же) почв некоторых городов
Причем интенсивность и специфика загрязнения зависят от масштабов населенных пунктов, геохимических особенностей и разнообразия находящихся в них промышленных предприятий (Приваленко, 1995). Поэтому более высокой загрязненностью характеризуются Краснодар и Таганрог. Это становится очевидным и при сравнении городов, находящихся в аналогичных природных условиях, - Новороссийска и Геленджика.
В целом очевидно, что аномалии в природных и техногенных ландшафтах значительно отличаются многими характеристиками. Аномалии, развитые преимущественно в природных ландшафтах и образовавшиеся вследствие минералого-геохимическо-го своеобразия горных пород и его эксплуатации человеком, выделяются следующими особенностями:
1. Высокая степень совмещения в пространстве (наложения) аномалий многих химических элементов.
2. Ярко выраженные минералого-геохимические ассоциации элементов.
3. Высокая контрастность аномалий.
Аномалии в зоне развития сельскохозяйственных ландшафтов характеризуются следующими особенностями:
1. Невысокая комплексность и степень совмещения аномалий химических элементов.
2. Своеобразие ассоциаций и широкий спектр элементов.
3. Слабая контрастность
4. Большая площадь аномалий и приуроченность к зонам с интенсивным земледелием, дорогам, городам.
Образование аномальных участков обусловлено не только наличием мощного источника химических элементов как фактора возмущения геохимического поля. Главную роль в формировании аномалий и повышенных фоновых содержаний химических элементов играют специфические условия, способствующие замедлению миграции и накоплению микроэлементов, которые называются геохимическими барьерами. Теория геохимических барьеров разработана АЛ. Перельманом (1968,1975,1979) и основана на том, что при изменении геохимической обстановки меняются условия миграции элементов. Поэтому многие элементы переходят из подвижного состояния в неподвижное и накапливаются на границе между геохимическими обстановками.
Анализ закономерностей формирования ландшафтов Северного Кавказа и распределения в них химических элементов свидетельствует об активной деятельности геохимических барьеров. Например, результаты работы механических и термодинамических барьеров прослеживаются как в размещении лесных и сухостепных ландшафтов («барьерный» характер выпадения осадков, аридные межгорные котловины), так и в региональном перераспределении химических элементов, заключающемся в их выносе из горных районов и накоплении в сопряженных с ними равнинных, главным образом аккумулятивных ландшафтах (коэффициент латеральной дифференциации "" N1, 2п, Мо, РЪ и др. - 1,3-1,8). Деятельность механических геохимических барьеров была продемонстрирована и при анализе влияния аэральной миграции, что приводит к формированию зон повышенной и пониженной концентрации свинца (Кк - 0,7-2,3), молибдена (Кк - 0,8-2,2), хрома (Кк -1,2-1,6) и других элементов. Барьеры, связанные с изменением окислительно-восстановительной обстановки, выявлены при анализе распределения химических элементов периодически заливаемых ландшафтов и проявляются в обогащении почв никелем (Кк -1,3-2,5), свинцом (Кк-1,2-2,4), цинком (Кк-1,4-2,6), молибденом (Кк-1,4-2,7). Действие щелочного барьера рассмотрено при изучении почв виноградников (Кк меди до 4,0, а в аномалиях до 8,0; Кк стронция до 5; Кр молибдена до 1,5) и садов (Кк меди до 5,0, а в аномалиях до 10,0; Кк стронция до 2,0; Кр молибдена до 1,4). Испарительные барьеры особенно активно проявляются в трансаккумулятивных позициях аридных - полупустынных и сухостепных ландшафтов и проявляются в повышенном фоне молибдена (Кк до 3,5), стронция (до 2,2), цинка (до 1,7), бария (до 1,6) и др. Формирование выделенных на Северном Кавказе геохимических аномалий в основном связано с зонами наиболее активного действия или взаимодействия этих и других барьеров.
С геохимическими барьерами, а точнее, с ослаблением действия некоторых из них, связаны и пониженные концентрации микроэлементов в ряде ландшафтов. Например, пониженное содержание большинства тяжелых металлов в почвах хвойных лесов связано со спецификой биологического круговорота. Она определяет ослабление сорбционного и биогеохимического барьеров, вынос многих химических элементов и повышение их концентраций в почвах находящихся ниже по склону смешанных и лиственных лесов, вследствие восстановле-
ния емкости геохимических барьеров. Слабость биогеохимического барьера обусловливает и пониженные концентрации многих микроэлементов в почвах полупустынь (Кр вольфрама -1,3-2,2; цинка -1,5-1,9; фосфора —1,2—1,8; бериллия -1,3-1,6 и т.д.).
Сравнительно невысокие коэффициенты концентрации, рассеяния и латеральной дифференциации не должны создавать впечатление о слабости процессов. Приведенные данные характеризуют крупные геохимические аномалии и ландшафты, занимающие десятки и сотни км2. При пересчете на их площадь становится очевидным, что речь идет о перераспределении десятков и сотен тысяч тонн металлов.
Оценка состояния почв геохимических ландшафтов Северного Кавказа с позиций современного экологического нормирования
Стремительно нарастающая техногенная трансформация природы приводит не только к видимым изменениям и очевидным катастрофическим последствиям, но и к существенному изменению биогеохимических круговоротов, направленности и химизма на первый взгляд незаметных миграционных потоков в окружающей нас среде. В настоящее время нормировано содержание одиннадцати из двадцати пяти рассматриваемых химических элементов. Оценим состояние ландшафтов Северного Кавказа с точки зрения этих величин (табл. 1).
Таблица 1. Распределение геохимических ландшафтов Северного Кавказа по группам в зависимости от соответствия почв экологическим нормативам
Элемент Тнл ланд* шафтов Количество ланцшафтов Количество ландшафтов достигших
соответствующих экологическим нормативам не соответствующих экологнчесхим нормативам (ПДК, ОДК) ОДК 2 ОДК 3
N1 Природные Антропогенные • 46 78 31 66 1
га Природные Антропогенные • 46 78 22 35 ;
Си Природные Антропогенные 1 46 77 5 3
Бп Природные Антропогенные 2 4 44 74
Сг Природные Антропогенные 13 9 33 69
РЬ Природные Антропогенные 19 30 27 48 -
Мо Природные Антропогенные 44 68 2 10
V Природные Антропогенные 42 72 4 6
Мп Природные Антропогенные 45 77 1 1
Бг Природные Антропогенные 45 77 1 1
Со Природные Антропогенные 48 76 -
Если анализировать распределение средних содержаний химических элементов с позиций современного экологического нормирования (далее будет показано, что оно нуждается в существенной корректировке), то более всего почвы ландшафтов Северного Кавказа загрязнены никелем. Ни один из ландшафтов не удовлетворяет требованиям ПДК по его содержанию, а 97 ландшафтов превышают вторую ступень ОДК и один третью. Причем среди ландшафтов, не отвечающих экологическим нормативам, в равной степени присутствуют как
антропогенные, так и природные. В результате среднее содержание никеля в почвах Северного Кавказа (47 мг/кг) превышает ПДК в 2,3 раза.
Очень высок уровень загрязнения ландшафтов Северного Кавказа и медью. Только один ландшафт имеет фоновое содержание ниже ПДК, а все остальные выше. В пяти ландшафтах содержание меди превышает вторую ступень ОДК, а еще в нескольких и третью наиболее высокую ступень ОДК. В результате среднее содержание меди в почвах геохимических ландшафтов Северного Кавказа (51 мг/кг) превышает ПДК в 1,6 раза. И если наиболее высокая концентрация меди в восьми ландшафтах с многолетними культурами имеет очевидное объяснение в широком применении медьсодержащих препаратов (бордосская жидкость), то для большинства остальных ландшафтов и, особенно природных, найти объяснение сложно.
Почвы Северного Кавказа загрязнены идругими химическими элементами. Из таблицы 1 следует, что для большей части ландшафтов и территории региона характерно превышение современных экологических нормативов по уровню концентраций семи химических элементов (N1, 7п, Си, Мо, Сг, 8п, РЬ) из одиннадцати рассмотренных. Только среднее содержание V, Мп, 8г и Со в почвах региона ниже ПДК и только для Со, ландшафты, не соответствующие экологическим нормативам отсутствуют. Ландшафты, имеющие региональное распространение и характеризующиеся критически низкими уровнями концентраций каких-либо химических элементов, на Северном Кавказе не обнаружены. К таковым можно отнести только фрагменты нескольких ландшафтов (6,83,117,121), отличающиеся пониженными средними концентрациями Мо(1,8мг/ кг), что очень близко к недостаточному содержанию по В.В. Ковальскому -1,5 мг/кг.
Использование суммарного показателя загрязнения - 7с (Геохимия окружающей среды, 1990) позволяет выделить круг ландшафтов, характеризующихся наиболее неблагоприятным экологическим состоянием и оценить степень опасности этого загрязнения. Анализ средних величин и интервала колебаний 7с свидетельствует о тесной взаимосвязи интенсивности загрязнения со степенью преобразования ландшафтов (рис. 12). Поэтому среди ландшафтов Северного Кавказа наиболее высоким уровнем загрязнения выделяются сады, рисовые чеки, виноградники, чайные плантации, а самым низким, среди антропогенных, пастбища на альпийских и субальпийских лугах. Практически одинаковые величины 7с антропогенно измененных и практически неизмененных альпийских и субальпийских лугов (2,45 и 2,57), а также близких им ландшафтов со скально-осыпной растительностью (2,38) в очередной раз свидетельствуют о слабом влиянии умеренного выпаса скота на перераспределение химических элементов. Это подчеркивается и плавным увеличением суммарного показателя загрязнения к более техногенно трансформированным пастбищам на степях (2,51) и особенно полупустынях (2,93), характеризующихся пониженными концентрациями большинства химических элементов.
В целом все ландшафты региона характеризуются допустимым уровнем загрязнения, но только 22 ландшафта (преимущественно горнолуговые и хвойные леса) имеют превышение не более одного суммарного ПДК Больше всего загрязнены и не отвечают современным экологическим нормативам почвы агроландшафтов с интенсивными сельскохозяйственными технологиями. В связи с тем, что они имеют наиболее широкое распространение, в Краснодарском крае его почвы загрязнены больше других регионов Северного Кавказа.
Динамика концентраций химических элементов в почвах ландшафтов
Северного Кавказа
Для определения степени обоснованности отнесения большей части территории региона к загрязненным районам рассмотрим динамику концентраций химических элементов в почвах Северного Кавказа на примерах ландшафтов Краснодарского края, Северной Осетии и
Ландшафты
Рис. 12. Оценка состояния ландшафтов с помощью суммарного показателя загрязнения - Же
Ростовской области. Повторный анализ проб 80-х годов позволил учесть возможное влияние на результаты сравнения «лабораторного дрейфа».
Изменение концентраций химических элементов в биогенных и техногенных ландшафтах методически правильней рассматривать раздельно. Так как, если в биогенных ландшафтах оно в основном является следствием природных процессов и общего глобального загрязнения («металлизация биосферы»), то в техногенных ведущую роль играет вид природопользования, соблюдение технологий, контроль за загрязнением среды и другие факторы. Тем не менее во всех регионах выделилась группа элементов, динамика концентраций которых в почвах природных и антропогенных ландшафтов похожа. Так, в почвах всех ландшафтов Краснодарского края по результатам двух региональных ландшафтно-геохимических съемок (Алексеенко и др., 1986; Дьяченко, Сериков, 1995; Дьяченко, 1995) увеличилась концентрация свинца, никеля, марганца, меди, хрома. Причем свинца, хрома, меди более активно в природных ландшафтах, а никеля, марганца и кобальта в техногенных (табл. 2.).
Таблица 2. Сравнение динамики средних содержаний химических элементов в почвах биогенных и техногенных ландшафтов Краснодарского края (п * 1(Н
Наименование ландшафтов Период опробования Мп N1 Си Т1 V Сг 2л РЬ Со Мо Ва ва
Биогенные ландшафты 1980-1982 1993-1995 121 5.7 4,7 637 15,9 9,9 15,3 2,2 2.2 0,46 109 2,14 138 5,9 5,5 605 15,9 14,3 14,6 3,2 2,2 0,32 83 2,03
Техногенные ландшафты 1980-1982 1993-1995 84 4.5 6,1 533 14,3 10,4 12,6 3,3 1,9 0,48 73 1,95 99 5,5 6,7 482 13,2 11,1 12,4 4,0 2,2 0,35 72 1,87
В почвах большинства ландшафтов уменьшилась или осталась на прежнем уровне концентрация цинка, титана, галлия, бария и ванадия. Наиболее интенсивно в почвах региона уменьшилось содержание молибдена. Анализ динамики фоновых концентраций микроэлементов в почвах конкретных ландшафтов позволяет более детально оценить особенности процесса (количество рассматриваемых элементов определяется аналитическими работами 80-х годов). Например, содержание свинца и меди увеличилось или осталось на прежнем уровне в почвах всех ландшафтов. Причем, для свинца эта тенденция выражена ярче - в 27 ландшафтах из 30 концентрация увеличилась в 1,1 - 2,2 раза и более интенсивно в почвах природных ландшафтов. Повышение содержаний меди также более заметно в почвах биогенных ландшафтов, а среди антропогенных в почвах виноградников, садов и пастбищ. Концентрации марганца и хрома в почвах биогенных ландшафтов также повысились, а во многих антропогенных ландшафтах снизились. Содержание никеля, наоборот - в почвах практически всех техногенных ландшафтов выросло в 1,1— 1,8 раза, а в почвах многих биогенных уменьшилось. В отличие от рассмотренных элементов содержание галлия, бария, титана и ванадия в почвах большинства ландшафтов региона уменьшилось или осталось на прежнем уровне. Миграция молибдена и цинка особенно активно зависит от ландшафтно-геохимических особенностей региона, поэтому их перераспределение в почвах различных ландшафтов наиболее разнообразно и контрастно. Содержание кобальта активно и разнообразно изменялось в почвах только техногенных ландшафтов, а в природных осталось на прежнем уровне.
Наблюдение за отдельными группами ландшафтов свидетельствует о том, что среди антропогенных более активной динамикой выделяются виноградники, сады и пастбища. Причем пастбища в этом списке присутствуют формально, так как их значительная часть находится в сельскохозяйственном севообороте с многолетними культурами, а через несколько
лет после их выкорчевывания по состоянию растительного покрова они слабо отличаются от деградированных степных пастбищ. Поэтому сходство динамики концентраций химических элементов в почвах с садами и виноградниками является унаследованным и не связано с выпасом скота.
К сходным выводам приводит изучение ландшафтов Волгодонского района Ростовской области (Алексеенко и др., 1986; Дьяченко, 1992; Дьяченко, 1994; Дьяченко, Сериков, 1995). Как и в Краснодарском крае, выделилась группа элементов, концентрация которых за 12 лет, прошедших между опробованиями, увеличилась в почвах всех ландшафтов (табл. 3). Это свинец, никель, серебро, молибден, ванадий и в меньшей степени хром и галлий. Интенсивно уменьшилось содержание фосфора и менее значительно титана, цинка и марганца. Слабо изменилось содержание бария, олова, кобальта и лития. По-разному в почвах рассматриваемых ландшафтов ведет себя медь.
Таблица 3. Среднее содержание химических элементов (п * 10"3 %) в почвах ландшафтов Волгодонского района Ростовской области в различные периоды опробования (верхняя строка -1981 год, нижняя строка -1992 год)
Си Zn РЬ | Ак | вп | Мо | Ва | Со 1 № | Мп ( П | V | Сг | ва | Р Li
6,2 V 1U 10,1 Пастбища на степях, трансах кумулятивные 4,9 0,007 0,53 0,24 104 2,1 4,3 106 514 8,5 9,7 1,9 5,7 0,011 0,51 0,32 95 2,1 5,1 87 475 11,2 11,2 2,0 116 82 5,6 6,0
6,9 6,6 11,4 8,9 Полеводческие однолетние, богарные, элювиальные 4,6 0,007 0,44 0,21 106 2,3 4,2 139 611 8,9 10,1 1,7 5,5 0,009 0,49 0,59 106 2,0 4,9 87 495 10,7 10,7 1,9 125 71 6,2 5,9
5,7 6,7 9,9 9И Полеводческие однолетние, богарные, трансэлювиальные 4,6 0,007 0,49 0,24 103 2,2 4,2 91 499 8,9 9,8 1,8 5,6 0,009 0,50 0,44 101 2,1 5,1 91 492 10,6 11,5 1,9 121 78 5,4 5,9
Полеводческие однолетние, богарные, траясакхумулятивные 5,7 10,9 43 0,007 0,51 0,24 115 2,1 4,4 99 532 8,7 9,8 1,8 7,2 10,4 5,5 0,010 0,51 0,30 87 2,0 5,5 95 512 10,6 13,1 2,0 119 87 6,3 6,0
7.4 6,4 10,6 8,7 Полеводческие однолетние, орошаемые, трансакхумулятивные 5.6 0,007 0,48 0,28 115 2,3 4,5 102 558 9,3 103 1,8 150 5.7 0,012 0,50 0,30 95 2,1 5,0 88 483 11,7 12,5 2,0 77 5,8 6,0
Анализ динамики концентраций химических элементов в почвах поймы и дельты реки Дон свидетельствует о сохранении общей тенденции накопления химических элементов (табл. 4).
Таблица 4. Динамика средних содержаний химических элементов (п * 10°* %) в почвах поймы и дельты реки Дон (по данным А.Д. Лукьянченко и др., 2001,2003)
Наименование ландшафтов Период опробования < Mn Ni Си Ti V Cr Zn РЬ Со
Пойменные ландшафты 1977-1982 1995-2000 55,7 3,7 3,6 400 13,7 10,9 6,1 1,9 1,4 71,9 5,2 3,9 409 10,8 26,1 9,6 2,2 1,7
Дельтовые ландшафты 1977-1981 1995-2000 45,5 3,3 3,4 380 8,6 10,5 4,6 2,1 1,2 64,7 4,6 3,6 458 10,2 29,8 8,2 2,4 1,3
Оценить динамику микроэлементов можно и по результатам исследования ландшафтов Северной Осетии (табл. 5). В середине 60-х годов, на основе анализа почв и почвообразу-
ющих пород, взятых из 82 разрезов (около 500 проб), здесь было проведено изучение распределения широкого спектра химических элементов (Рубилин, 1968). Анализ этих данных свидетельствует о том, что с середины 60-х годов к началу 90-х повысились концентрации практически всех элементов, кроме марганца. Его содержание уменьшилось на 20-30 %. Особенно активно увеличились концентрации Ni - в 2-2,8 раза, Мо - в 2 раза, V — в 1,3-2,5 раза,Сг-в 1,7-1,9 раза, Zn-в 1,3-2,7 раза. Меньше всего Сг-в 1,2-1,4 раза, Ва-в 1,1-1,2 раза и РЬ в 1,1 раза.
Таблица 5. Динамика средних содержаний химических элементов в почвах
Мп | Ni | Си | V | Сг | Zn | РЬ | Со | Mo | Ва | Ag | Sr | Sn | Ве
Ландшафт 32 (бурые почвы) в пределах Северной Осетии (1988 год) 125 4,6 3,9 13,6 9,9 14,9 4,7 2,2 0,32 65 0,0146 16 0,65 0,35 Средпее содержание в почвах Северной Осетии (Рубилин, 1968)
Среднее содержание в почвах Северного Кавказа (Дьяченко, 2003) 93 4,7 5,1 12,6 11,0 10,6 3.5 2,0 0,31 72 0,010 22 0,56 0,39
О тенденции повышения концентраций тяжелых металлов в различных компонентах ландшафтов Северного Кавказа свидетельствует и изучение химического состава ледников Центрального Кавказа. По данным А.В. Евсеева (1986,1988), в слоях ледников, сформировавшихся в конце девятнадцатого века, содержание меди, свинца, кадмия в два раза ниже современного.
Таким образом, результаты регионального геоэкологического анализа ландшафтов Северного Кавказа свидетельствуют о значительном изменении содержаний многих химических элементов за последние десятилетия и, прежде всего, об их существенном увеличении. Во многом это является отражением глобальных процессов аэрогенного загрязнения и было отмечено специалистами по результатам изучения химического состава не только почв, но и древесины, торфяников и ледников мира (Закруткин, 2002; Иванов, 1994-1996; Кабата-Пен-диас, Пендиас, 1989; Перельман, Касимов, 1999 и др.). Особенно активно этот процесс развивается в почвах. Почва, находясь на пересечении внутриландшафтных миграционных потоков и обладая ярко выраженной катионной поглотительной способностью, интенсивно накапливает и прочно удерживает положительно заряженные ионы. По некоторым данным (Каба-та-Пендиас, Пендиас, 1989; Садовникова, 1994), металлы очень медленно удаляются из почвы при выщелачивании, эрозии, потреблении растениями, и период естественного полуудаления может составить сотни и тысячи лет (РЬ - от 740 до 5900 лет, Си - от 310 до 1500 лет, Zn - от 70 до 510 лет и т.д.). Поэтому их постоянное поступление, даже в малых количествах, приводит к существенному накоплению, а интегральный итог становится более однородным, приобретая свойства историко-геохимической эмерджентности (Касимов, 2002). Это объясняет и более активное повышение концентраций многих металлов в почвах природных ландшафтов, чем антропогенных, так как они отличаются более интенсивным биогеохимическим концентрированием и большей сорбционной емкостью. При нарушении естественного растительного покрова кислотный гидролиз силикатного и органического материала, фотохимическая деструкция гумусовых кислот почв идут интенсивней, способствуя разрушению органических веществ, повышению доли фульвокислот и развитию механической эрозии, что
приводит к выносу сорбированных металлов из почв техногенных ландшафтов. Кроме того, в ряде антропогенных ландшафтов, например в агроландшафтах, отрицательный баланс микроэлементов может формироваться за счет их выноса с урожаем.
С учетом интенсивной аэральной миграции и трансграничного переноса неудивительно , что, многие из рассмотренных химических элементов характеризуются одинаковыми тенденциями динамики концентраций в различных ландшафтно-геохимических условиях Северного Кавказа. Так, в почвах рассмотренных ландшафтов за период наблюдения, составляющий в различных регионах от 14 до 25 лет, в 1,4-2,2 раза увеличилась концентрация никеля и хрома; в меньшей степени - в 1,2-1,6 раза меди и свинца. В различной степени увеличилась (или, по крайней мере, не уменьшилась) в почвах большинства ландшафтов концентрация цинка, кобальта, серебра, олова, стронция, бериллия. Практически не изменилась или немного уменьшилась концентрация титана, марганца бария, галлия и лития. Очень контрастно и неоднозначно перераспределение молибдена и ванадия. По данным наблюдений за почвами сельскохозяйственных ландшафтов Ростовской области отмечено значительное снижение концентраций фосфора.
Таким образом, анализ динамики концентраций химических элементов свидетельствует о региональном увеличении содержаний большинства рассмотренных элементов в почвах Северного Кавказа.
Расчет и оценка региональных кларков почв и горных пород
Важную информацию для оценки состояния ландшафтов Северного Кавказа и происходящих здесь процессов можно получить, установив среднее содержание или региональные кларки химических элементов в почвах и почвообразующих горных породах. Равномерность и большой объем опробования компонентов ландшафтов, в пределах крупной биосферной структуры, какой является Северный Кавказ, позволяют считать эти данные достаточно объективными и сравнить их с мировыми или рассчитанными для других регионов. Эти значения характеризуют почвы всего макросклона Северного Кавказа (область сноса), Ставропольской возвышенности - область современных поднятий и денудации и Предкавказье, являющееся областью транзита и накопления материала, выносимого с гор. То есть практически всю территорию Северного Кавказа, на которой длительное время сохраняется континентальный режим и которая оставалась сушей и во время последних крупных трансгрессий Каспийского моря. Основой расчета являются результаты регионального опробования ландшафтов по сетке 3-5 на 5-7 км.
Сравнение этих величин с имеющимися кларками почв мира и близкими им по масштабности кларками почв США (Шакклет, 1984; Ферра, 1980) показывает (табл. 6), что концентрации Си, 2п, РЪ, Мо, Со, N1 в почвах Северного Кавказа в 1,5-3 раза выше величин, взятых для сравнения. В меньшей степени почвы Северного Кавказа обогащены "" Ва, Ое, Мп, Т1, V, Ы, 8п, Сг, 8с, Ве. По содержанию 2г, Оа, 8г, У почвы Северного Кавказа обеднены. Близки литературным данным фоновые значения Р, №, УЪ. Обращает внимание то, что среди элементов, в наибольшей степени обогащающих почвы Кавказа, находятся Си, 2п, РЪ, Мо, "" являющиеся основными рудными полезными ископаемыми с полным циклом извлечения. А медь и молибден, кроме того, входят в состав многих химикатов, активно используемых в сельском хозяйстве. Для всех перечисленных элементов характерно и превышение экологических нормативов по уровню концентрации в почвах региона.
Все это может свидетельствовать о металлогенической и техногенной специфике Северного Кавказа. В связи с этим анализом необходимо отметить удивительную современность кларков А.П. Виноградова, рассчитанных в 50-х годах. Несмотря на критическое отношение к ним многих специалистов (особенно в части свинца), почвы Кавказа по содержанию 8п, Мп, Т1, V, Ве ближе к кларкам А. П. Виноградова, чем к более современ-
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ | 33 БИБЛИОТЕКА I
СПетербург I ОЭ ЮЗ «гт ?
ным данным. Поэтому к отмеченной ранее загрязненности почв региона оловом следует относиться осторожно.
Таблица б. Сравнение среднего содержания химических элементов в почвах Северного Кавказа с клерками почв мира и отдельных территорий (п*10-3
%)
Кларкн почв
Элемент Виноградов, Кабата-Пендиас, Шахклет, Ронов и Почвы
1957 Пендиас, 1984, 1984. Ферра, Ярошевский, Северного
1989 1980 1990 Кавказа
Си 2,0 2,0-3,0 2,5 2,3 5,1±0,1
Ъл 5,0 6,0 6,0 6.0 10,6±0,1
РЬ 1,0 2,5 1,9 2,0 3,5±0,04
А8 0,0п 0,005-0,01 0,07 0,01 0,01±0,0001
Йп 1,0 0,45 0,13 0,11 0,56±0,004
Мо 0,2 0,2 0,097 0,2 0,31±0,01
0,07-0,27 0,12-0,25 0,1 0,22±0,003
Ва 50,0 21,0-63,0 58,0 50,0 72,0±1,0
Со 0,8 0,85 0,91 0.9 2,01 ±0,02
№ 4,0 2,0 1,9 2,0 4,7±0,04
Мп 85,0 54,0 55,0 50,0 93,0±1,0
П 460,0 350,0 290,0 370,0 503,0±3,0
V 10,0 9,0 8,0 9,0 12,6±0,1
Сг 20,0 6,5 5,4 6,0 10,9±0,1
Са 3,0 2,8 1,7 2,0 1,86±0,01
ве 0.П — 0,12 0,13 0,21 ±0,002
Р 80,0 70,0 — 80,0 89,0±1,0
и 3,0 3,1-7,3 2,4 3,0 5,55±0,03
8г 30,0 12,0-68,0 24,0 22,0 21,6±0,4
У 5,0 1,0-2,2 2,5 2.5 1,98±0,02
УЬ 0,033 0,23-0,31 0,31 0,3 0,25±0,002
№ — 2,4 1,1 1.1 1,81 ±0,02
Эс 0,7 0,15-1,25 0,89 0,8 0,96*0,01
& 30,0 13,0-35,0 23,0 30,0 17,1 ±0,2
Ве 0.6 0,035-0,27 0,16 0,15 0,39±0,004
Кроме того, интересно, что содержание многих химических элементов изменяется последовательно , если расположить кларки по времени их определения от более ранних к современным: А.П. Виноградов - 50-е годы, А. Кабата-Пендиас - 60-70-е, США - 70-е, А.Б. Ронов и АЛ. Ярошевский - 70-80-е, Северный Кавказ - 80-90-е годы. В этом ряду содержание Си, 2п, РЬ, Ва, Со, Р, характеризующихся высокой технофильностью, постепенно увеличивается, а Оа, У, 8г уменьшается. Это говорит о том, что современные отклонения региональных кларков почв Северного Кавказа этих элементов от мировых могут являться следствием развития глобальных процессов, связанных с техногенезом, трансграничным переносом, «металлизацией» биосферы в последнее столетие и особенно десятилетия. Подобные тенденции в оценках изменения уровней фоновых содержаний отмечены для многих химических элементов (Иванов, 1993 -1998; Мотузова, Чичева, 1988; Перельман, Касимов, 1999 и др.). Впервые на это обратила внимание МА Глазовская (Перельман, Касимов, 1999), подметившая, что для культурных ландшафтов характерно «ожелезнение», проявляющееся в возрастании относительной роли меди (по сравнению с цинком), никеля (по сравнению с кобальтом) и т.д.
Для объективного анализа региональных кларков почв Северного Кавказа необходимо вернуться к оценке горных пород, в результате разрушения которых они во многом
образовались. При этом важно отметить, что среди авторов кларков литосферы присутствуют и авторы кларков почв - А.П. Виноградов (1962) и А.Б. Ронов с АА. Ярошевским (Справочник по..., 1990). Анализ этих материалов (табл. 7) свидетельствует о том, что региональные кларки горных пород Северного Кавказа в большинстве случаев находятся в интервале, образуемом кларками, установленными различными авторами.
Таблица 7. Сравнение региональных кларков почвообразующих горных пород Северного Кавказа с кларками литосферы (п*10
Элемент Кларки литосферы
Тейлор, 1964 Виноградов, 1967 Беус, 1974 Ронов и Ярошевский, 1990 горных пород Северного Кавказа
Си 5,5 4.7 2,2 4,6 3,7±0,1
Ъа 7,0 8,3 5,1 7,6 6,9*0,2
РЬ 1,25 1.6 1,6 1,6 2,б±0,1
Ая 0,007 0,007 0,005 0,007 0,0066*0,0002
Бп 0,2 0,25 0,27 0,25 0,43*0,01
Мо 0,15 0,11 0,13 0.1 0,25±0,01
XV 0,15 0,13 0,19 0,12 0,18*0,004
Ва 42,5 65 68 58 52±1
Со 2,5 1,8 0,7 2,3 1,21*0,04
№ 7,5 5,8 2,6 5,8 3,1*0,1
Мп 95 100 70 77 73±2
Т1 570 450 330 320 366*6
V 13,5 9 7,6 11 8,8*0,2
Сг 10,0 8.3 3.4 9,9 8,8*03
ва 1,5 1.9 1,9 1.9 1,38*0,03
ве 0,15 0,14 0,13 0,15 0,15*0,004
Р 105 93 80 70 60*1
и 2,0 3,2 3,0 2,7 4,01*0,07
вг 37,5 34 23 29 30*1
У 3,3 2,0 3,6 2.8 1,5*0,03
УЪ 0,03 0,033 0,36 0,30 0,17*0,004
№ 2,0 . 2,0 2,0 1.6 1,26*0,03
Бс 2,2 1,0 1,1 1.6 0,7*0,01
2х 16,5 17 17 17 12,5*0,3
Ве 0,28 0.38 0,25 0.35 0,27*0,04
Это в целом подчеркивает объективность выводов, касающихся как горных пород, так и почв Северного Кавказа, анализ которых производился на одних и тех же приборах и в одно и то же время. С целью установления причин и интенсивности отклонений региональных кларков почв Северного Кавказа от мировых рассчитаем кларки концентраций горных пород и почв. Для этого целесообразно использовать кларки одних и тех же авторов, то есть А.Б. Ронова и АА. Ярошевского. Установленные ими величины имеют более взвешенный, усредненный характер и определены для всех рассматриваемых элементов.
Кларки концентраций почвообразующих комплексов Северного Кавказа:
Мо (2,5)>8п (1,7)>РЬ (1,6)>\У, и (1,5)>"П (и)>Бг, Ое, Мп (1,0)^, 2л, Ва, Сг, Р (0,9)> Си, V, Ве (0,8)>гг, ба (0,7)>УЬ (0,6)>У, Со, № (0,5)>8с (0,4)
Кларки концентраций почв Северного Кавказа:
Бп (5,5)>Ве (2,6)>№ (2,4)>Со, Си, \У (2,2)>Мп, и (1,9)>Сг, 2л, РЬ (1,8)>ЫЬ (1,7)> ве, Мо (1,6)>Ва, V, Т1 (1,4>>8с (1Д)>Р>Аг, Бг (1,0)> Оа (0,9)> УЬ У (0,8)> 2л (0,6)
При некоторой условности этих расчетов, обусловленной существенными расхождениями в определении кларков разными авторами, анализ этих рядов позволяет сделать
интересные выводы и свидетельствует о том, что многие особенности распределения химических элементов в почвах совпадают с региональными геохимическими особенностями горных пород.
Например, почвы, как и горные породы, обогащены 8п, "" Ы, РЬ, Т1 и обеднены Оа,У, УЬ, Zг. В обоих случаях субкларковые значения имеют Ag, 8г, Р. Сомнение вызывают только высокие кларки концентрации в почвах олова и бериллия. Так как если взять значения, установленные для почв А.П. Виноградовым или А. Кабата-Пендиас, то цифры будут существенно меньше. В целом горные породы Северного Кавказа в основном обеднены химическими элементами (только - Мо, 8п, РЬ, "" Ы и Т1 превышают кларки), а почвы преимущественно обогащены (только - Оа, УЬ, У, Zг ниже кларков). Наиболее заметные отклонения характерны для N1, Со, 8с, Сг, V, Мп, Си, Zn. Нетрудно заметить, что большей частью это элементы группы железа, концентрирующиеся в средних и основных породах. Анализ истории развития региона позволяет сделать предположение о возможном влиянии вулканической деятельности.
По данным многих исследований (Боганик, 1938, 1948; Короновский, 1968; Лавру-шин, 1998; Богатиков и др., 2001), извержения вулканов Центрального Кавказа, имевшие эксплозивный характер, сопровождались аэральным переносом пеплового материала на сотни километров. Например, пепловый материал вулкана Эльбрус обнаружен на правобережье Волги (в 600 км), на правом берегу Кубани, около ст. Темижбекской (в 288 км), в береговых обрывах Отказненского водохранилища Ставропольского края (в 180 км) и так далее. Общий объем изверженного, преимущественно эксплозивного, а по составу андезитового и андезитобазальтового материала только вулкана Эльбрус и только в голоцене составил более 35 км3 (Масуренков, 1961,1965). Последние извержения происходили около 2500 лет, 1330 лет и 990 лет назад или даже меньше (Богатиков и др., 2003; Газеев, 2003), что позволило отнести вулкан Эльбрус к классу «А» (Лаверов и др., 1997) и согласуется с представлениями о возрасте современных почв. В ряде районов и до настоящего времени в почвах обнаруживаются частицы эксплозивного материала (Краевая, 1985), иногда образующие прослои от 5 до 7 мм (Богатиков и др., 2001).
Состав продуктов магматизма изменялся по латерали от андезитобазальтов на севере плато Бечасын до трахиандезитов в пределах Передового хребта и риодациотов в зоне Главного хребта. А в процессе антидромной эволюции наиболее долгоживущего Эльбрусского вулканического центра в эффузивном материале вулканитов повышалась доля трахиандези-тового расплава и содержание N1, Со, Сг (Наумов и др., 2002; Газеев, 2003). Поэтому, в сравнении с наиболее распространенными на Северном Кавказе горными породами, особенно во время последних извержений, он был в значительной степени обогащен N1, Со, Сг, V, 8с, Мп.
После осаждения пеплового материала дальнейшая миграция образующих его элементов зависела от ландшафтно-геохимических условий, депонирующей среды и химических свойств элементов, позволяющих закрепиться в ландшафте. Иначе, в условиях горной местности, длительного снежного покрова и неотектонических поднятий, они были бы вынесены из каскадных систем. Исходя из особенностей их перераспределения и современного соотношенияы основным резервуаром сохранения было живое вещество. Поэтому наиболее активным обогащением современных почв характеризуются N1, Со и Мп как элементы с более высоким коэффициентом биологического поглощения и сорбируемостью, а менее интенсивным V, Сг, 8с. Во многом отражением этих палеогеографических особенностей развития региона является и отмеченное ранее, для большинства рассмотренных элементов, превышение современных экологических нормативов, фактически являющееся следствием природного «загрязнения», то есть повышения фона.
Другим фактором трансформации кларковых соотношений химических элементов в ландшафтах Северного Кавказа является рудная специфика региона и загрязнение окружающей среды, формирующееся при разведке, добыче и извлечении полезных ископаемых. Как показывают ранее приведенные материалы, эти факторы оказывают особенно большое влияние на перераспределение"^ Мо, 8п, Си, 2п, РЬ и других, находящихся с ними в парагенезисе или сопутству-ющиххимических элементов. Зафиксированные геохимические аномалии, имеющие смешанное происхождение, занимают десятки и сотни квадратных километров и обусловили повышение регионального фона многих микроэлементов. Однако и здесь возможно влияние вулканической деятельности, так как установлено обогащение и потенциальная рудоносность верхней толщи вулканитов 2п и РЬ, сменяющейся в более глубоких горизонтах Си-Мо порфировой минерализацией (Власов, Василевский, 1964; Волостных, 1972; Иншин, 1971; Газеев, 2003).
Некоторые предположения о природе геохимического своеобразия ландшафтов региона дает изучение распределения химических элементов в почвах с интенсивными сельскохозяйственными технологиями, особенно активно развивающихся в последние десятилетия. Как было показано ранее, они значительно трансформируют естественный геохимический спектр почв. На основе их сопоставления с почвами природных ландшафтов можно построить ряды обогащения или обеднения почв в результате техногенеза.
Почвы агроландшафтов с интенсивными технологиями обогащены -
Си (в 1,28 раза)>№ (1Д5)>Мо (1,21)>Р (1,16)>У (1,15)>Сг (1,12)>2п (1,10)>\У, Со (1,09);
обеднены -
Мп (в 1^1 раза)>Ве (1,17)>8г (1,11).
Исходя из анализа этих рядов повышенное содержание Си, N1, Мо, Р, V и пониженное 8г в почвах Северного Кавказа по сравнению с кларками может быть обусловлено геохимической спецификой развитых здесь видов природопользования и загрязнения как техногенных, так и пограничных природных ландшафтов.
Таким образом, расчет и результаты сравнения региональных кларков почв и горных пород Северного Кавказа с мировыми подтверждают объективность их своеобразия в части повышенной концентрации многих химических элементов и положительной динамики в почвах в последние десятилетия. Они свидетельствуют о том, что уровень современных концентраций и соотношений химических элементов отражает взаимодействие многих факторов, сопровождавших развитие региона, и приобретает свойства: историко-геохимической эмерджентности. Учитывая, что горные породы являются наиболее консервативным ландшафтообразующим геохимическим фактором на протяжении четвертичного периода (в отличие от растительного покрова, класса водной миграции, рельефа), литоге-охимические особенности обусловили региональный фон многих химических элементов: повышенный -"" 8п, РЬ, Ы, Т1; пониженный - Оа, У, УЬ, 2г, субкл арковый - А, 8г, Р. Вулканическая деятельность в исторический период привела к обогащению ландшафтов N1, Со, Сг, V, 8с, Мп. Рудная специализация Северного Кавказа и ее эксплуатация человеком повлияли на повышение концентраций "" Мо, 8п, Си, 2п, РЬ. Агрогенное преобразование ландшафтов обусловило обогащение почв Си, N1, Мо, P.
Оценка геохимических особенностей ландшафтов относительно
регионального фона
Комплексная оценка геоэкологических особенностей ландшафтов осуществляется с помощью различных коэффициентов и показателей. Наиболее широко применяемые направлены на выявление повышенных или пониженных концентраций (КК, КР, 2с). Однако, с точки зрения геохимии ландшафта, одной из задач которой является изучение специфичности ландшафтов, установление их отличий от других, одинаково важны отклонения от фона в обоих направлениях. Для такой оценки автором разработан коэффициент индивидуальности (Ки) или специфич-
ности ландшафтов. Он рассчитывается для каждого ландшафта относительно регионального фона и равен сумме коэффициентов концентрации и рассеяния рассматриваемых химических элементов за вычетом их количества. Ранжирование ландшафтов по этому коэффициенту позволяет определить степень отклонения концентраций химических элементов в почвах от фоновых значений, какв область повышенных, так и в область пониженных концентраций. Чем больше этот коэффициент, тем больше содержание химических элементов отличается от наиболее распространенных в регионе величин и специфичней сам ландшафт. Чем меньше, тем уровень концентраций химических элементов ближе к региональному фону.
Анализ коэффициентов индивидуальности (рис. 13) позволяет оценить геохимические особенности ландшафта в целом, сравнить его с другими и свидетельствует об их тесной взаимосвязи с особенностями ландшафтно-геохимического строения и степенью антропогенной трансформации. Например, его величина плавно изменяется в зависимости от интенсивности орошения (пашни богарные, поливаемые и заливаемые) или видового состава лесов (лиственные, смешанные, хвойные). Среди всех ландшафтов Северного Кавказа ближе к региональному фону те, что наиболее характерны для современного и палеоклимата - лугово-степные, болота, лиственные леса. Они всегда занимали существенные или доминирующие площади в регионе в течение четвертичного периода. Хотя, в настоящее время значительно деградировали. Даже среди техногенных ландшафтов ближе к фону те виды природопользования, которые издавна, еще с 3-4-го тысячелетия до нашей эры, культивировались в этом регионе и менее активно преобразуют окружающую среду - богарные полеводческие и луго-во-степные животноводческие. Самой высокой степенью отклонения от регионального фона характеризуются наиболее техногенно трансформированные агроландшаф-ты. Но в отличие от оценок с помощью 2с среди них лидируют пастбища на полупустынях и чайные плантации, которые выделяются не только повышенными концентрациями ограниченного числа нормированных химических элементов, но и резко пониженными многих других, что не нормируется, хотя и является следствием этих видов природопользования в данных условиях, и отражает степень агрогенной трансформации геохимического спектра их почв.
В целом результаты исследований, представленные в данном разделе, свидетельствуют о различном влиянии природных факторов на миграцию химических элементов в ландшафтах Северного Кавказа, при усилении ведущей роли антропогенеза. Происходит стремительное вытеснение природных ландшафтов техногенными, что сопровождается уменьшением площади и разнообразия биогенных ландшафтов, а также созданием новых природно-техногенных комплексов с упрощенным видовым разнообразием и структурой, уменьшением вариабельности и увеличением дискретности состояний. При этом изменяются концентрации химических элементов, увеличивается разброс содержаний и усиливается дивергенция почв в зависимости от вида природопользования, при уменьшении изменчивости внутри ландшафтов.
Это входит в противоречие с основной природной особенностью перераспределения микроэлементов, заключающейся в конвергенции почв, но соответствует энергетической концепции техносферы. Ее формирование и существование происходит на более высоком энергетическом уровне и с большими запасами негэнтропии, чем в природных системах. Но достигается это за счет снижения устойчивости экосистем, которая находится в обратной зависимости от степени трансформации природных систем и увеличения энтропии, проявлениями которой является тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, уменьшение биоразнообразия и ландшафтного разнообразия земли.
6Г
«■
(к}
1 9
•Б §
г §
£ в •в. а
0 »
Г>
а
1 о £
"в-•в. с -С
в
§
3 а в
X
с о» К
£
а
0
а
с
1
&
скально осыпкой растительности
иьлнГккмх и с)х*льлийских лугов
хвойных лесов
й> г
Е 01
I
виноградников
садов плодов ы*
чшшых гыантаинП
5. ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
НОРМИРОВАНИЯ
Активно ведущееся в последние годы обсуждение вопросов экологического нормирования свидетельствует об остроте проблемы и необходимости выработки новых подходов. Это связано, с одной стороны, с осуществлением принципов платности природопользования, расширением круга субъектов землепользования, введением частной собственности на землю, а с другой стороны, с отсутствием объективных критериев качества окружающей среды и расчета предельно допустимых нагрузок, методов учета экологической составляющей в конечной стоимости продукции и услуг, незначительностью штрафных санкций к нарушите' лям природоохранного законодательства и др.
Использующиеся до настоящего времени в качестве основного нормативного показателя состояния почв - ПДК и ОДК разработаны только для десяти химических элементов, имеют массу недостатков (Алексеенко, 2000; Башкин и др., 1993;Вальков, 1999;Глазовская, 1988; Добровольский, 1999; Закруткин и др., 1995; Колесников и др., 2000; Маликов, 1995; Приваленко, 1995) и дискредитированы не столько необоснованностью этих величин или методикой определения, сколько сильно расширившейся сферой применения, на которую они не были рассчитаны. Ведь ПДК характеризуют не почву или ее состояние, а очень приближенно, степень токсичности концентраций для живых организмов.
Как показал ранее проведенный анализ, на примере Северного Кавказа особенно некорректными являются ПДК для свинца, цинка, меди, хрома, никеля и олова (табл. 8). Значения, существенно превышающие ПДК этих элементов, характерны для почв большинства ландшафтов региона - как для рисовых чеков, садов и виноградников, так и для различных, иногда практически девственных высокогорных лесов и лугов Кавказского биосферного заповедника. Несмотря на приведенные выше оценки динамики и степени загрязненности почв Северного Кавказа, перевод такого широкого и разнообразного круга ландшафтов в разряд экологически неблагоприятных для человека ставит под сомнение обоснованность использования ПДК в данном регионе. С другой стороны, в условиях северной Европы или средней полосы России с широким развитием в качестве почвообразующих ледниковых отложений, преимущественно кислой реакцией почвенных растворов, т.е. в совершенно других ланд-шафтно-геохимических условиях (с более низким уровнем естественных концентраций многих химических элементов в почвах), использование ПДК этих элементов может быть оправданным (?).
Таблица 8. Сравнение ПДК и ОДК Pb, Zп, Mn, №, V, Sn со средними значениями в почвах ландшафтов Северного Кавказа (мг / кг)
Наименова- Число РЬ Ха Си Ми Сг N1 V вп
ние лан-ов
ландшафтов и проб
Биогенные 46
ландшафты Среднее Мин. - махе. 1858 35 100 46 1020 104 44 122 5,5
24-47 55-164 35-59 710-2380 69-150 30-84 89-165 4,1-7,2
Техногенные
ландшафты Среднее Мин. - макс. 78 33 104 56 840 из 49 129 5,4
3456 17-51 56-176 30-212 510-1510 73-260 30-80 86-156 3,7-6,5
ПДК - ОДК РФ 32-65 55-110 33-66 1500 100 20-40 150 4,5
В связи с этим очень своевременной является разработка проекта новой концепции экологического нормирования (Экологические системы и приборы, 2000) и особенно предложения (Опекунов и др., 2000; Заславский, Заславская, 2000) о необходимости создания иерархической системы показателей (федеральные, региональные, локальные) и целесообразности их разделения по сферам применения (санитарно-гигиенические, производственно-ресурсные, экосистемные). Целиком поддерживая эти предложения, необходимо отметить, что при разработке экосистемных региональных и местных показателей для почв, в целях оценки их состояния и нанесенного ущерба, ведения мониторинга и составления кадастра следует использовать параметры, определенные на основе результатов ландшафтно-геохимического картографирования и опробования конкретных территорий.
Методология геохимии ландшафта основана на взаимосвязи между строением участка земной поверхности его биогенными, абиогенными и техногенными особенностями и содержанием химических элементов и соединении в ландшафте. Поэтому геохимические ландшафты, отличающиеся растительным покровом и видом природопользования, химизмом почвенных растворов и интенсивностью ветровой эрозии, особенностями рельефа и геологическим строением (или хотя бы одним из этих факторов), закономерно отличаются концентрациями и соотношениями химических элементов в почвах и растениях, а также реакцией на внешнее воздействие. Использование этих факторов при картографировании позволяет судить о наиболее вероятном содержании химических элементов в почвахдаже неопробованных районов, на основе ландшафтно-геохимического изучения аналогичных.
Другим фактором, ставящим под сомнение корректность использования ПДКдля оценки состояния окружающей среды, является очень большое разнообразие фоновых содержаний химических элементов в различных ландшафтах Северного Кавказа. Средняя концентрация меди в почвах изменяется от 30 до 212 мг/кг, т.е. более чем в семь раз; концентрация молибдена - от 1,8 до 10,9 мг/кг (более чем в шесть раз); марганца -от510 до 2380 мг/кг (почти в пять раз). Максимальные и минимальные средние содержания 2п, "" 8г в почвах различных ландшафтов региона отличаются в 3-3,5 раза и хд. Интервал колебаний средних содержаний химических элементов широк настолько, что концентрации нормальные для одних ландшафтов, могут быть аномально высоки для других и катастрофически велики (или низки) для третьих (табл. 9). Это можно продемонстрировать на примере Си для всех ландшафтов региона, разделив их отдельно на природные и техногенные (Мо) или даже на природные, интенсивно преобразованные техногенные, и пастбищные, являющиеся антропогенными модификациями природных ландшафтов (2п). Изучение почв Северного Кавказа показало, что аналогичные примеры можно привести для любого из 25 рассмотренных химических элементов. И чем больше изучаемая территория и разнообразней ее природные и техногенные особенности, чем больше различных ландшафтов и шире перечень рассматриваемых химических элементов, тем чаще встречаются такие факты. Это относится не только к валовому содержанию тяжелых металлов, но и к их подвижной и водорастворимой формам.
Таким образом, каждый ландшафт характеризуется своим средним содержанием химических элементов, соответствующим набору внешних факторов миграции и своим уровнем аномальности. Установление для почв всех ландшафтов одного универсального уровня концентрации химического элемента, превышение которого будет свидетельствовать о загрязнении, с научной точки зрения, несостоятельно (Добровольский, 1999).
Использование в этих целях ПДК или введенных в последнее время ОДК методически некорректно и даже вредно, т.к. для одних ландшафтов эти величины могут значительно превышать фоновые и даже минимально-аномальные значения, а для других они будут существенно ниже обычной концентрации, создавая впечатление о загрязнении. В результате в первом случае, ориентируясь на ПДК, можно не обратить внимания на масштабное загрязнение или не
заметить негативных процессов в землепользовании, а во втором случае предъявить претензии к субъекту землепользования при фактическом отсутствии нанесенного ущерба.
Таблица 9. Фоновые (с вероятностью 95 %) и минимально-аномальные концентрации Mo, Zn в почвах некоторых геохимических ландшафтов Северного Кавказа (мг / кг)
Эле- Вид природопользования Состав и возраст Фоновая Нижний
мент или растительного почвообразукяцих пород концент- уровень
покрова рация аномальн-
ости
Си Скально-осыпная Карб.-терригенные I-K 35 ±4 40
растительность
Пастбища на степях Терригенные I 40 ±5 51
Пашни богарные Аллювиальные Q 51 ±1 57
Пастбища на альпийских Вулкан.-терригенные PZ 57 + 4 71
лугах
Виноградники Карб.-терригенные N 77 ±18 116
Плодовые сады Терригенные Q-N 102 ±27 182
Плодовые сады Аллювиальные Q 212 ±59 350
Мо Виноградники Карб.-терригенные K-Pg 1,8 ± ОД 2.3
Пашни богарные Терригенные I 2,3 ±0,4 3.0
Пастбища ка степях Карб.-терригенные N 3,0 ± 0.3 4,2
Пашни орошаемые Аллювиальные Q 4,5 ± 0,5 5,8
Пастбища на полу- Терригенные Pg-N 6,7 ± 2,6 13,0
пустынях
Хвойный лес Карб.-терригенные 1-К 1,9 ±0,2 23
Смешанный лес Вулкан.-терригенные 1 2,4 ± 0,2 2.9
Альпийский луг Грашггоиды PZ 2,9 ± 0,2 3,7
Схально-осыпная Вулканогенные N 3,7 ± 0,5 4,7
растительность
Лиственный лес Терригенные Pg-N 6,1 ±3,2 5,1
2п Схально-осыпная Вулканогенные N 55 ±10 75
растительность
Лиственный лес Сланцы и гнейсы PR 77 ±7 102
Смешанный лес Карб.-терригенные I-K 112± 16 146
Альпийский луг Терригенные I 157 ±15 224
Пастбища на альп. лугах Терригенные 1 58 ±6 87
Пастбища на степях Прибрежно-морские Q 89 ±9 114
Пастбища на альп. лугах Терригенные I 116± 19 172
Пастбища на степях Терригенные К 141 ±10 194
Пашни орошаемые Терригенные Pg-N 66 ±7 84
Пашни богарные Карб.-терригенные N 86 ±6 109
Пашни богарные Терригенные N 113 ± 10 141
Рисовые чеки Прибрежно-морские Q 143 ±7 175
Пастбища на полу- Терригенные Pg-N 176± 12 235
пустынях
Чтобы избежать таких ошибок, для определения региональных и локальных нормативных величин необходимо использовать параметры распределения (среднее, коэффициент вариации, дисперсию, критерии аномальности и др.) химических элементов в почвах, установленные для каждого значимого ландшафта или группы ландшафтов со сходными щелоч-но-кислотными и окислительно-восстановительными условиями (Глазовская, 1988) на осно-
ве опробования конкретного региона. Применять результаты статистической обработки опробования почв, проведенной на ландшафтно-геохимической основе в качестве нормирующих величин, можно при соблюдении нескольких основных условий.
1. Для получения объективных данных и снижения вероятности влияния на результаты расчетов местных, локальных факторов площадь опробования должна быть достаточно большой (примерно соответствующей площади субъектов Российской Федерации), а масштаб картографирования и плотность опробования могут изменяться в зависимости от природного разнообразия и техногенной нагрузки, рекреационной значимости и размеров административной единицы. Поэтому в Адыгее целесообразно проведение работ в масштабе 1:100000, а в Тюменской области 1:1000000 (что не исключает возможности сгущения сети наблюдений в отдельных районах). Но базовым масштабом картографирования, на основе которого может быть осуществлено сопоставление и стыковка соседних территорий, формирование единой базы данных, обмен результатами опробования аналогичных ландшафтов в сопредельных территориях, как показывает опыт, должен быть 1:500000.
2. Каждый ландшафт должен быть опробован равномерно на всей площади распространения в рассматриваемом регионе и, по возможности, в каждом контуре.
3. Количество проб в каждом ландшафте должно быть более 30.
4. Статистические параметры фонового и аномального распределения тяжелых металлов в почвах должны быть рассчитаны на основе проб, собранных не за короткий период опробования - месяц или даже год (может быть, специфический по экологическим и климатическим особенностям), а в течение более или менее длительного периода (от трех до пяти лет).
5. В процессе проведения опробования и аналитических работ должны быть обеспечены стабильные лабораторное обеспечение, подготовка проб (желательно в одной уполномоченной лаборатории при обязательном внешнем контроле) и стандартный пробоотбор.
6. Ввиду особой важности для оценки токсичности тяжелых металлов их содержание в подвижной форме необходимо установление ее доли в валовой концентрации на фоновых участках.
Методологической основой использования предлагаемых показателей является идентификация ландшафтно-геохимических особенностей рассматриваемого участка с его региональными аналогами и сравнение показателей его экологического состояния с нормированными характеристиками. При проведении мониторинга больших территорий для комплексной оценки целесообразно использовать принципы, предложенные В.В. Добровольским (1999). При мониторинге небольших участков или точечном опробовании в случае отклонения параметров, определенных в контрольных пробах или замерах от фонового значения, дальнейший порядокдействий зависит от степени отклонения концентрации в контрольной пробе от нормы (фона), для чего можно использовать несколько уровней аномальности, -Са>( Са2, Са,. Эти величины широко используются в геохимии (Инструкция..., 1983; Пе-рельман, Касимов, 1999), биологии, экологии и др. науках для вероятностной оценки рассеяния различных значений вокруг среднего.
Таким образом, предлагаемый подход к определению региональных и локальных нормирующих показателей дает методологическую основу для разработки качественных и количественных экологических нормативов и процедур нормирования, а также районирования территорий с точки зрения экологического нормирования. Его применение позволяет обнаруживать слабоконтрастное загрязнение и оценивать его динамику уже на ранней стадии формирования, задолго до достижения критически нормированных величин, более точно определять нанесенный ущерб и в сравнительно короткие сроки значительно расширить перечень контролируемых элементов (ПДК и ОДК в почвах рассчитаны только
для 6-10 элементов). Следует особо подчеркнуть, что предлагаемая методика в основном нацелена на экосистемное нормирование и только в этом может заменить ПДК. Для оценки же токсичности определенных концентраций химических элементов, установления санитарно-гигиенических и транслокационных характеристик, основная роль в определении которых изначально отводилась ПДК, возможно применение других подходов, с успехом реализующихся различными научными школами (Башкин и др., 1993, 2004; Безуглова и др., 1999; Вальков и др., 1997,1999; Закруткин и др., 1995; Колесников и др., 2000, 2001 и т.д.).
Предлагаемый подход позволит поставить на научную основу и оценку состояния городских почв. Определив на карте геохимических ландшафтов место нахождения населенного пункта и конкретный ландшафт (или несколько), в пределах (или на месте) которого он находится, можно использовать параметры распределения химических элементов, полученные на основе результатов его регионального опробования, в качестве фона. Это значительно объективней, чем предлагающееся некоторыми авторами определение фона на основе опробования почв, удаленных от города на 50-70 км. Использование регионального фона позволит воплотить и разработки по экологическому нормированию ИМГРЭ (Сает, 1990 и др.), в которых в качестве санитарно-гигиенического норматива предлагается использовать степень превышения концентраций химических элементов в почвах над фоном, поскольку в настоящее время природоохранные органы такими величинами, как правило, не располагают. В связи с этим автором осуществлена привязка наиболее крупных городов Северного Кавказа к природным ландшафтам, имеющим региональное распространение. Параметры распределения химических элементов в их почвах, растениях, горных породах можно использовать для оценки состояния селитебных территорий. В случае отсутствия или полной деградации соответствующих природных ландшафтов с этой целью можно использовать пастбищные, являющиеся антропогенными модификациями природных, или богарные пашни с однолетними культурами, менее других техногенных ландшафтов измененные человеком и наиболее близкие региональному фону.
Кроме экологического нормирования, результаты ландшафтно-геохимическо-го изучения территорий можно использовать и для разработки региональных моделей рационального природопользования. Принципы ландшафтно-геохимического картографирования и оценки состояния окружающей среды позволяют учесть и визуализировать особенности техногенных и природных потоков вещества и разработать функциональное эколого-геохимическое зонирование территорий. Фактически геохимия ландшафта позволяет произвести качественный и количественный учет специфики биогеохимических круговоротов различных территорий, а значит, может являться основой для разработки стратегии создания оптимальных соотношений и концентраций химических элементов в результате их (биогеохимических круговоротов) коррекции. Кроме широко использующихся в настоящее время методов - внесение минеральных и органических удобрений, известкование и прочих, возможно использование эколого-геохимической специфики неизбежной эмиссии химических соединений, тепла, света в окружающую среду от различных предприятий и сельскохозяйственных технологий при выборе места для их размещения. Это позволит подобрать им такие ландшафтно-геохимические условия, которые исключают или смягчают негативные процессы, порождаемые их внедрением в биосферу.
Удачно «встроенные» в естественный биогеохимический круговорот атомов технологии из негативного фактора в определенном районе могут стать биосфероу-лучшающим (Воробьев, 2000) в результате техногенного рассеяния или концентрирования в окружающей среде дефицитных компонентов, нейтрализации или вывода из активного биогеохимического круговорота токсичных (избыточных) соединений и т.д. Произведенная таким образом корректировка природного биогеохимического
круговорота позволяет одновременно утилизировать отходы производства и улучшить состояние окружающей среды. Наряду с созданием новых экологически чистых технологий это поможет коэволюции человека и биосферы и осуществлению перехода от технократической концепции природопользования к биосфероулучшающей.
ВЫВОДЫ
Изучение геохимии ландшафтов Северного Кавказа, оценка их состояния и динамики происходящих изменений позволяют сделать следующие выводы:
1. Своеобразие закономерностей формирования ландшафтов Северного Кавказа определяется широким комплексом факторов, основными из которых являются специфика географического положения, орографическое строение и неотектоника. Они определяют ослабление с запада на восток роли в формировании ландшафтов биогенеза и усиление влияния геологических и геоморфологических факторов. Развитие основной гидрографической сети вкрест простиранию кавказских структур и направлению изменения ландшаф-тообразующих факторов приводит к региональной дифференциации каскадных ландшафт-но-геохимических систем. Геохимическая дифференциация и сопряжения ландшафтов в них определяются характером и интенсивностью проявления эпигенетических процессов окислительного ряда, перераспределением и глубиной преобразования остаточных (сиал-литных, карбонатных) и аккумулятивных (карбонатных, хлоридно-сульфатных) продуктов выветривания, формирование и распределение которых на Северном Кавказе подчиняется как зональным, так и стадиальным закономерностям.
2. Геохимическим результатом географической дифференциации территории Северного Кавказа является формирование нескольких основных ассоциаций ландшафтов, отличающихся характером перераспределения и ролью ландшафтообразующих факторов в миграции химических элементов, - четырех ассоциаций элювиальных ландшафтов с окислительной обстановкой и одной супераквальной ассоциации с восстановительной глеевой. Их особенности обусловлены количественными характеристиками и соотношениями биогеохимического и атмогидрогеохимического круговоротов веществ, поэтому они условно названы нивальная, избыточного увлажнения, «экологического оптимума», недостаточного увлажнения и гидроморфная.
3. При всем разнообразии условий миграции химических элементов в ландшафтах Северного Кавказа основной природной закономерностью их перераспределения является конвергенция концентраций в почвах, в сравнении с литогенной основой, ведущая роль в которой принадлежит живому веществу почв и аэральной миграции, сопровождающими процесс почвообразования. Преобразуя исходный субстрат в соответствии с геохимической спецификой своей жизнедеятельности, живое вещество почв нивелирует изначальные (литогеохимические) отличия горных пород и геохимическое разнообразие зонального растительного покрова, формирует определенные, эволюционно обусловленные соотношения и уровни концентраций химических элементов, которые определяют региональные кларки почв.
4. Антропогенное преобразование ландшафтов Северного Кавказа приводит к расширению интервала колебаний средних содержаний химических элементов в почвах, то есть их дивергенции. Вследствие накопления в почвах произошло увеличение интервалов колебаний Си - в 7,5 раза, Р - в 2,7 раза, Сг - в 2,3 раза, Мо - в 2,1 раза, Т1 -в 2,0 раза, N1 - в 1,8 раза, Оа - в 1,7 раза, РЬ в - 1,5 раза. Увеличение разброса содержаний Мп в 1,7 раза и Ве в 1,3 раза произошло в результате агрогенного снижения их концентраций в почвах. Особенно значительный вклад в трансформацию ландшаф-
тов региона вносят интенсивные сельскохозяйственные технологии, размещенные без учета ландшафтно-геохимических особенностей территорий.
5. По степени усиления преобразования природных ландшафтов, проявляющегося в изменении рельефа, гидрологического режима, химизма почвенныхрастворов, содержаний и соотношений химических элементов в почвах, применяемые на Северном Кавказе агротехнологии образуют следующий ряд: Пастбищные лугово-степные < Богарные однолетние < Орошаемые однолетние < Пастбищные на полупустынях < Виноградные < Садовые < Рисовые < Чайные. Причем трансформация геохимического спектра почв заключается в изменении не только валового содержания химических элементов, но и ихдоли, приходящейся на подвижную и водорастворимую формы нахождения.
6. Оценка динамики содержания химических элементов в почвах ландшафтов Северного Кавказа свидетельствует о значительном изменении их концентраций за последние десятилетия. Вследствие активного антропогенного преобразования и расширения территорий, охваченных разнообразными видами природопользования, интенсивного импактного загрязнения, применения сельскохозяйственных технологий, общей «металлизации» биосферы, происходит увеличение концентраций в почвах многиххимических элементов. Особенно заметно повысилось содержание N1 и Сг- в 1,4-2,2 раза, Си и РЬ - в 1,3-1,6 раза. В меньшей степени увеличилось содержание 2п, Со, 8п, 8г, Ве. Практически не изменилась концентрация И, Ва, Оа, ЬЬДинамика концентраций Р, Мо, Мп, Уменяется в зависимости от ландшафтно-геохимических особенностей региона.
7. С позиций современного экологического нормирования вся территория Северного Кавказа загрязнена N1, 2п, Си, Сг, 8п, РЬ, а отдельные ландшафты и Мо, У, Мп, 8г. Несколько ландшафтов близки к минимально допустимому уровню по концентрации в почвах Мо. Из 11 нормированных химических элементов почвы ландшафтов Северного Кавказа не загрязнены только Со. Это ставит под сомнение корректность использования в регионе существующих ПДК и свидетельствует о необходимости учета особенностей природной геохимической диффе-ренциациитерриторий.
8. Уровень современных концентраций и соотношений химических элементов отражает взаимодействие многих факторов, сопровождавших развитие региона (историко-геохимическая эмерджентность). Поскольку горные породы являются наиболее консервативным ландшафтооб-разующим геохимическим фактором на протяжении четвертичного периода (в отличие от растительного покрова, класса водной миграции, рельефа), литогеохимические особенности обусловили региональный фон многих химических элементов. Повышенный -"" 8п, РЬ, Ы, ТЬ Пониженный - Оа, У, УЬ, 2г. Субкларковый - 8г, Р. Вулканическая деятельность в исторический период привела кобогащению ландшафтов N1, Со, Сг, V, 8с, Мп. Рудная специализация Северного Кавказа и ее эксплуатация человеком повлияли на повышение концентраций", Мо, 8п, Си, 2п, РЬ. Агрогенное преобразование ландшафтов обусловило обогащение почв Си, N1, Мо, У, Р.
9. Результатом разнообразного сочетания и взаимодействия всех ландшафтообразующих факторов является высокий уровень фоновой дифференциации химических элементов в почвах геохимических ландшафтов Северного Кавказа. Концентрации I! в разных ландшафтах отличают-сяв 1,6 раза; У В 1,7 раза; У, Т1, 8п В 1,9 раза; №> В 2,0 раза; УЬ, Со, Оа,2г в 2,1 раза; 8С, В 2,2 раза; Ве в 2,4 раза; Ое в 2,5 раза; Ва, N1 в 2,8 раза; РЬ в 3,0 раза; 2п, А в 3,2 раза; " в 3,6 раза; Сг в 3,7 раза; Мп в 4,7 раза; Р в 4,9 раза; 8г в 5,9 раза; Мо в 6,1 раза; Си в 7,1 раза. Фактически для каждого ландшафта характерен свой уровень концентраций и соотношений химических элементов в почвах. Это свидетельствует о необходимости индивидуального подхода к оценке состояния, нанесенного ущерба и мониторингу почв различных ландшафтов. Использование в этих целях ПДК или других однозначных величин неприемлемо. Необходима разработка иерархической системы экологического нормирования, в которой при сохранении федеральных санитарно-гигиенических показателей место экосистемных региональных и локальных показателей будут занимать парамет-
ры распределения химичесхих элементов в почвах, определенные для каждого значимого ландшафта (группы ландшафтов) на основе ландшафтно-геохимического картографирования и опробования региона, а интегральной характеристикой коэффициенты индивидуальности, рассчитанные относительно регионального кларка.
10. Установленная специфика природных ландшафтов и закономерности их взаимодействия с различными видами техногенеза должны быть положены и в основу оценки экологического состояния сильно измененных территорий, в том числе городов. В интенсивно преобразованных районах роль таких ландшафтов, при отсутствии природных, могут выполнять близкие к природным пастбищные ландшафты и богарные пашни с однолетними культурами.
ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ И РАЙОНУ ИССЛЕДОВАНИЙ
Научные монографии, картографические издания и учебные пособия
1. Карта геохимических ландшафтов Ставропольского края Алексеенко ВА, Алексеенко Вал.Ап., Дьяченко В.В. и др. / Под ред. АИ.Перельмана - ГУГК при Совете Министров СССР. 1990.
2. Карта геохимических ландшафтов Кабардино-Балкарской АССР и Северо-Осетинской АССР // Алексеенко В .А., Дьяченко В.В., Клепфер О.Е. идр. / Под ред. А.И. Лерельмана - ГУГК при Совете Министров СССР. 1990.
3. Почвенно-экологический атлас Краснодарского края // Виднов B.C., Путянис А.П., Жуков В.Д., Дьяченко В.В. и др. - Краснодар. 1999.41с.
4. Воробьев А.Е., Сарбаев В.И., Дьяченко В.В., Шилкова О.С. Транспортные магистрали как источник загрязнения окружающей среды - М.: МГИУ. 2000 - 52 с.
5. ВоробьевА.Е., Хабарова Е.И.,Дьяченко В.В. Физические, химические и биохимические
процессы горного производства / Под ред. А.Е. Воробьева. Часть 4. Биохимическое состояние экосистем: трансформация, мониторинг и микробиологическая разведка месторождений полезных ископаемых. Учебное пособие. М.: Mil У, 2001 -127 с.
6. Дьяченко В.В. Геохимия, систематика и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа. - Ростов-на-Дону. 2004.268 с.
Статьи, доклады, тезисы
7. Клепфер О.Е., Дьяченко В.В. Геохимические ландшафты Центрального Кавказа // Всесоюзное совещание «Геохимия ландшафта» - Новороссийск: ГКП ПГО «Южгеология». 1986. С. 93-96.
8. Клепфер О.Е., Дьяченко В.В. Вторичные литохимические поля рассеяния Центрального Кавказа // 4-е Всесоюзное совещание «Теория и практика геохимических поисков в современных условиях» - М.: ИМГРЭ. 1988. Т. 5. С. 37-38.
9. Перельман А.И., Алексеенко В. А., Сериков В.Н., Дьяченко В.В. и др. Опыт проведения
ландшафтно-геохимических исследований на юго-востоке РСФСР // 4-е Всесоюзное совещание «Теория и практика геохимических поисков в современных условиях» - М.: ИМ-ГРЭ. 1988. Т. 5. С. 62-63.
10. Дьяченко BJJ. Региональные ландшафтно-геохимические исследования горной части Северного Кавказа // Экология: Опыт. Проблемы. Поиск. - Новороссийск: ППО. 1991. С. 96-100.
11. Алексеенко В А., Алексеенко Л.П., Дьяченко В.В. Составление наземной геоэкологической основы для разномасштабных дистанционных исследований на примере Северного Кавказа и Предкавказья // Аэрокосмические методы при геоэкологическом картографировании и ведении мониторинга геологической среды - М.: 1993.
12. Дьяченко В.В. Ландшафтно-геохимические особенности развития техногенеза на Восточном Кавказе. // Международное совещание «Геохимия биосферы» - Новороссийск: КГТУ. 1994. С. 27-30.
13. Дьяченко В.В. Результаты среднемасштабного ландшафтно-геохимического мониторинга в зоне интенсивного техногенного воздействия // Международное совещание «Геохимия биосферы» -Новороссийск: КГТУ. 1994. С. 76-77.
14. V.V. Dyachenko Regional landscape and geochemical monitoring of Krasnodar territory // International symposium «Methods and equipment for environmental monitoring MEEM-95». 1995. P. 114-116.
15. Дьяченко B.B., Карпов А В. Ландшафтно-геохимическое картирование селитебных ландшафтов города Таганрога // Материалы Всероссийского совещания. Пермь, 1995.
16. Дьяченко В.В., Песенко И.В. Использование ландшафтно-геохимического подхода при оценке содержаний тяжелых металлов в почвах // Развитие социально-культурной сферы Кубани-Анапа, 1998. С.38-39.
17. Алексеенко ВА, Дьяченко В.В., Нарежный А.И., Суворинов А.В. Эколого-геохими-ческий анализ регионального распределения тяжелых металлов в различных ярусах ландшафтов Северного Кавказа// Международная конференции «Экологическая геофизика и геохимия» -Дубна. 1998.
18. Дьяченко В Л. Ландшафтно-геохимические аспекты перераспределения тяжелых металлов в почвах рисосеящих районов Краснодарского края // Второе международное совещание «Геохимия биосферы» - Новороссийск: НИИГБ. 1999. С. 61-64.
19. Дьяченко В.В., Жуков В.Д. Использование ландшафтно-геохимического подхода и фоновых содержаний химических элементов в почвах для контроля за их состоянием // Второе международное совещание «Геохимия биосферы» -Новороссийск: НИИГБ. 1999. С. 234-236.
20. Дьяченко В.В., Красникова ТВ. Геохимические особенности почвообразующих комплексов горной части Северного Кавказа // Второе международное совещание «Геохимия биосферы» - Новороссийск: НИИГБ. 1999. С. 64-65.
21. Дьяченко В.В., Песенко И.В. Ландшафтно-геохимические особенности распределения W, Mo, Sn в почвах Северного Кавказа // Второе международное совещание «Геохимия биосферы» - Новороссийск: НИИГБ. 1999. С. 65-68.
22. Дьяченко В Л. Формирование аномалий тяжелых металлов на геохимических барьерах в почвах под воздействием интенсивной ветровой эрозии // Международная конференция «Геохимические барьеры в зоне гипергенеза» - М.: МГУ. 1999. С. 163-166.
23. Дьяченко В .В. Ландшафтно-геохимические принципы оценки состояния и мониторинга почв при освоении недр // Международная конференция «Освоение недр и экологические проблемы - взгляд в XXI век» - М.: ИПКОН РАН. 2000. С. 129-131.
24. Дьяченко В.В, Шеманин В.Г. Лазерный мониторинг процесса переноса атмосферного аэрозоля // Международная конференция «Лазеры для медицины, биологии и экологии» - Санкт-Петербург. 2000. С. 31-32.
25. Дьяченко В.В. Разработка региональных и локальных показателей состояния почв для экологического нормирования на ландшафтно-геохимической основе // Экологические системы и приборы. 2001. № 8. С 3-6.
26. Дьяченко В.В. Ландшафтно-геохимические принципы определения региональных нормирующих содержаний химических элементов в почвах // Научный журнал «Труды Куб-ГТУ». - Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т, 2001. - Т. XI. - Сер. Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды. Вып. 1. - С. 150-158.
27. Дьяченко В.В. Основные закономерности формирования геохимического спектра почв Северного Кавказа. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2001. № 3. С. 86-88.
28. Дьяченко В.В. Определение региональных нормирующих содержаний химических элементов в почвах на ландшафтно-геохимической основе // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион; Естеств. науки. 2001, № 4. С 109-112.\
29.' Дьяченко В.В. Ландшафтно-геохимическая оценка состояния и развития Северного Кавказа // Состояние и развитие горных систем - Санкт-Петербург: РГО. 2002. С. 80-85.
30. Дьяченко В.В. Региональные проблемы техносферной безопасности Северного Кавказа // Безопасность жизнедеятельности. 2003. № 2: С 32-37.
31. Дьяченко В.В:, Каргинов ПК. Геохимический мониторинг ландшафтов при освоении недр • // Материалы первой международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» - М.: РУДН. 2002. С. 245-247.
32. Дьяченко В.В., Шеманин В.Г. Оценка параметров ветровой эрозии с помощью аэро- -зольного лидара // Международная конференция «Лазеры для медицины, биологии и экологии» — Санкт-Петербург; 2002: С. 34-35.
33. Дьяченко В.В. Влияние механических процессов на миграцию химических элементов в почвах // Доклады первой международной конференции «Ресурсовоспроизво-дящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» — М.: РУДН. 2003. С. 116-132.
34. Дьяченко В.В. Принципы мониторинга подвижных форм тяжелых металлов в почвах // Материалы второй международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» - М: РУДН: 2003. С. 312-314.
35. Дьяченко В.В.; Казаров О.М., Лаганин СВ. Сельское хозяйство Краснодарского края • как фактор экологической опасности в регионе//Безопасность жизнедеятельности. 2003.' №9. С 8-11.
36.- Малыхин Ю.А., Дьяченко В.В. Геоэкологические аспекты безопасности жизнедеятельности населения в городах Краснодарского края и Ростовской области // Безопасность жизнедеятельности. 2003 .№ 9. С 13-20.
37. Vladimir V. D 'yachenko, Valery G. Shemanin. Aerosol lidarwind erosion studies // Proceedings ofSPIE, Vol. 5381.2004.
!«- 56 90
Формат А5 (148,5x210) Бумага 80 мг2 Гарнитура Таймс. Печать 2 усл. п.л. Сверстано в издательском центре «Комплекс», Ростов-на-Дону, ул. Серафимовича, 42, т.: (8632) 62-49-08.Тираж 100 экз. Отпечатано в типографии «АркОл», св-во № 10346-ПР от 19.07.2001 г., Ростов-на-Дону, пр. Буденновский, 19-а, оф. 22, т. (8632)40-60-85
Содержание диссертации, доктора географических наук, Дьяченко, Владимир Викторович
Введение
1 Методология геоэкологических исследований ландшафтов Северного Кавказа и. анализ ранее проведенных работ
1.1 Полевые работы
1.2 Лабораторные исследования
1.3 Статистическая обработка и анализ материала
1.4 Картографирование и систематика ландшафтов
2 Факторы формирования и закономерности размещения геохимических ландшафтов Северного Кавказа
2.1 Природные особенности формирования ландшафтов
2.1.1 Формирование ландшафтов в нивальной зоне
2.1.2 Растительный покров как фактор формирования ландшафтов
2.1.3 Влияние аэральной миграции на формирование ландшафтов
2.1.4 Геоморфологические особенности ландшафтов региона
2.1.5 Почвообразующие комплексы Северного Кавказа
2.1.6 Химизм почвенных растворов как результат взаимодействия ландшафтообразующих факторов
2.2 Техногенное преобразование ландшафтов
2.3 Региональные закономерности формирования и распространения ландшафтов Северного Кавказа
3 Геохимия ландшафтов Северного Кавказа - 84 3.1 Геохимические особенности региональных ландшафтногеохимических систем
3.1.1 Ландшафты Северо-Западного Кавказа
3.1.2 Ландшафты Западного Кавказа
3.1.3 Ландшафты Центрального Кавказа
3.1.4 Ландшафты Восточного Кавказа
3.1.5 Сравнительный анализ региональных ландшафтно-геохимических систем
3.2 Природные факторы и закономерности геохимической дифференциации ландшафтов
3.2.1 Геохимическая специфика ландшафтов с различным растительным покровом
3.2.2 Геохимические особенности эоловой дифференциации
3.2.3 Латеральная геохимическая дифференциация каскадных систем
3.2.4 Радиальная геохимическая дифференциация ландшафтов
3.2.4.1 Геохимические особенности почвообразующих комплексов Северного Кавказа
3.2.4.2 Взаимосвязь геохимии почв и горных пород
3.2.4.3 Выравнивание концентраций химических элементов в почвах как основная тенденция их перераспределения в системе породы - почвы
3.3 Геохимические особенности агрогенного преобразования ландшафтов
3.3.1 Влияние возделывания многолетних культур
3.3.2 Влияние возделывания однолетних культур
3.3.3 Геохимические особенности ландшафтов пастбищ и сенокосов
3.4 Сравнительный анализ геохимии природных и антропогенных ландшафтов
4 Оценка состояния и антропогенного преобразования ландшафтов Северного Кавказа
4.1 Качественная оценка
4.1.1 Особенности и динамика антропогенной трансформации ландшафтов
4.1.2 Региональные аспекты антропогенной трансформации ландшафтов
4.2 Количественная оценка
4.2.1 Оценка состояния геохимических ландшафтов с позиций современного экологического нормирования
4.2.2 Аномалии и повышенные содержания химических элементов в почвах и роль геохимических барьеров в их формировании
4.2.3 Динамика концентраций химических элементов в почвах
4.2.4 Расчет и оценка региональных кларков почв и горных пород 4.2.5 Оценка геоэкологических особенностей ландшафтов относительно регионального фона
5 Ландшафтно-геохимические принципы экологического нормирования
5.1 Обоснование необходимости ландшафтно-геохимического подхода
5.2 Установление химических элементов, параметры распределения которых, могут быть использованы в экологическом нормировании
5.3 Практическое использование результатов ландшафтно-геохимических исследований в экологическом нормировании 295 Выводы 301 Литература *
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геохимия и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа"
Актуальность темы. При различных видах природопользования в активный биогеохимический круговорот поступают огромные массы химических соединений, до этого находящиеся в иммобилизованном состоянии или вообще ранее отсутствовавшие. Их дальнейшая' судьба определяется параметрами: среды, в которую они поступают. В зависимости от ее ландшафтно-геохимических условий происходит рассеяние или локализация веществ в природных и техногенных системах. Результатом такой локализации часто является загрязнение окружающей среды; и особенно ее основной, наиболее консервативной депонирующей части, которой являются почвы.
Почвы длительное время хранят следы различных воздействий. Поэтому, изучая распределение, соотношение и особенности миграции в них химических элементов можно оценить историю развития ландшафта и состояние окружающей среды, установить конкретные факторы, определяющие его функционирование и влияние трансграничных миграционных потоков, смоделировать ситуацию в случае изменения физико-химических параметров среды: Все разнообразие и пестрота содержаний химических элементов в почвах формируется в результате взаимодействия и различной интенсивности многих процессов. Особую роль в их изучении играет ландшафтно-геохимический подход, который позволяет выделить сравнительно однородные территории - ландшафты, характеризующиеся определенным сочетанием внешних факторов миграции и, как следствие, различной концентрацией и соотношением, химических элементов в почвах и растениях, а также реакцией ландшафта на внешнее воздействие.
С этой. точки зрения изучение геохимии и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа, как, одного! Из самых населенных и разнообразно используемых регионов, а с другой стороны исключительно важного для Российской Федерации в рекреационном отношении, представляется чрезвычайно актуальным, так как позволяет решить три важнейшие геоэкологические проблемы, затрагиваемые в данной работе.
Первая. — изучение закономерностей миграции и концентрации химических элементов в различных ландшафтно-геохимических условиях для установления роли природных и антропогенных факторов.
Вторая - разработка критериев экосистемного нормирования, учитывающих основные особенности региона и позволяющих объективно оценить состояние окружающей среды и происходящих в ней изменений.
Третья — определение природоохранных принципов размещения сельскохозяйственных и промышленных производств с учетом ландшафтно-геохимических особенностей, позволяющих ограничить негативные процессы, порождаемые их эксплуатацией.
Первая проблема во многом решается методом сопряженного анализа и оценкой содержаний химических элементов в ландшафтно-геохимических системах и, главное, в почвах, так как именно в них пересекаются и взаимодействуют все компоненты ландшафтов. Вторая — методами ландшафтно-геохимического картографирования и разработкой методологии использования геохимической информации в экологическом нормировании. Решение третьей проблемы определяется успешностью выполнения первых двух и знанием геоэкологических особенностей различных технологий.
Цель работы - определение закономерностей формирования и размещения геохимических ландшафтов на территории Северного Кавказа, установление геохимических особенностей их географической дифференциации и антропогенной трансформации для оценки состояния региона и использования при разработке природоохранных мероприятий.
Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи: - выявить закономерности формирования и пространственного размещения геохимических ландшафтов Северного Кавказа и осуществить их картографирование; установить комплекс факторов геохимической дифференциации ландшафтов Северного Кавказа и основных процессов, влияющих на геоэкологическую обстановку в регионе;
- разработать принципы и создать основу для экологического нормирования на региональном и локальном уровнях.
Фактический материал, положенный в основу диссертации, собран автором во время работы в различных подразделениях Ростовского государственного университета (геолого-географический факультет, НИИФОХ, НИИГБ) с 1983 по 1999 год и в Новороссийском политехническом институте Кубанского государственного технологического университета с 1992 по 2004 год. Личный вклад автора заключался в руководстве и непосредственном участии в проведении полевых работ на протяжении более 15 лет, обработке и обобщении полученных полевых и аналитических материалов, составлении карты геохимических ландшафтов Северного Кавказа масштаба 1:1000000 (на основе синтеза и переосмысления разномасштабных карт, составленных с участием автора в рамках различных исследований).
Научная новизна.
• 1 .Установлена роль факторов в формировании региональных ландшафтно-геохимических систем Северного Кавказа и основные особенности геохимической дифференциации ландшафтов, составлена карта геохимических ландшафтов Северного Кавказа масштаба 1:1000000.
2,Определены основные закономерности природного и техногенного перераспределения химических элементов, а также геохимическая специфика различных видов природопользования.
3.Рассчитаны параметры распределения и региональные кларки микроэлементов в почвах и горных породах геохимических ландшафтов региона.
4.Произведена комплексная оценка состояния, тенденций и степени антропогенной трансформации региона.
5.Создана информационная и методическая основа для внедрения на Северном Кавказе принципов экосистемного нормирования. б.Разработана методика интегральной геоэкологической оценки состояния и специфики ландшафтов, которая учитывает природную дифференциацию региона и степень антропогенного преобразования.
Защищаемые положения:
1. По особенностям геохимической дифференциации ландшафты Северного Кавказа образуют несколько ассоциаций, представляющих собой укрупненные модели формирования: фоновой геохимической структуры региона: избыточного увлажнения с кислым выщелачиванием и пониженными концентрациями химических элементов в почвах; «экологического оптимума» с повышенным уровнем содержаний химических элементов и слабой интенсивностью их перераспределения; недостаточного увлажнения с интенсивной дифференциацией химических элементов и значительным отклонением от регионального фона; гетерономные гидроморфные с восстановительной обстановкой.
2. Основной природной закономерностью перераспределения микроэлементов в ландшафтах Северного Кавказа является конвергенция их концентраций в почвах, в сравнении с литогенной основой, ведущая роль, в которой принадлежит живому веществу почв и аэральной миграции, сопровождающей процесс почвообразования. Преобразуя исходный субстрат в соответствии с геохимической спецификой жизнедеятельности живое вещество почв нивелирует разнообразие горных пород и зонального растительного покрова, формируя соотношения и концентрации химических элементов, определяющие региональные кларки почв.
3. По степени усиления агрогенной трансформации ландшафты Северного Кавказа образуют следующий ряд: Пастбищные луговостепные < Богарные однолетние < Орошаемые однолетние < Пастбищные на полупустынях < Виноградные < Садовые < Рисовые < Чайные. Геохимическим результатом антропогенного преобразования является увеличение разброса в почвах средних содержаний большинства химических элементов. При этом концентрации Gu, Р, Cr, Mo, Ni преимущественно возрастают, a Mn и: Be снижаются.
4. Уровень ш динамика концентраций микроэлементов в почвах (в течение последних десятилетий) свидетельствуют о значительном обогащении? ландшафтов Северного Кавказа Ni, Zn, Си, Cr, Pb и в меньшей степени Sn, Mo, V. В;результате, с позиций современного экологического нормирования, почвы-всех ландшафтов> региона?характеризуются умеренным загрязнением, но более всего загрязнены почвы агроландшафтов с интенсивными сельхозтехнологиями (особенно Краснодарского края), а также районов вокруг горнопромышленных предприятий и населенных пунктов.
5. Учитывая, что горные породы являются! наиболее консервативным ландшафтообразующим фактором на протяжении четвертичного периода (в отличие от растительного покрова, класса водной? миграции, рельефа), литогеохимические особенности обусловили региональный фон многих химических элементов: повышенный - W, Sn, Pb, Li, Ti; пониженный - Ga, Y, Yb, Zr; субкларковый - Ag, Sr, P. Вулканическая деятельность в исторический период привела к обогащению ландшафтов Ni, Со, Cr, V, Sc, Mn. Рудная специализация Северного Кавказа и ее эксплуатация человеком/ повлияли на повышение концентраций W, Mo, Sn, Си, Zn, Pb.
6. Фоновая геохимическая дифференциация почв ландшафтов Северного Кавказа изменяется от 1,6 раза для Li, до 7,1 раза для Си, что не позволяет эффективно использовать ПДК в природоохранных целях. Критериями регионального» и локального экосистемного нормирования должны» быть, фоновые параметры распределения микроэлементов в; ландшафтах, а интегральной характеристикой коэффициенты индивидуальности; рассчитанные относительно регионального кларка. Это позволит значительно расширить, перечень контролируемых химических элементов и при определении степени деформации геохимического спектра почв, учесть отклонения как в область повышенных, так и пониженных значений.
Практическое значение работы. Полученные результаты могут быть использованы в экологическом нормировании, при планировании природоохранных мероприятий, выявлении загрязнения, проведении геоэкологического мониторинга, поисках месторождений полезных ископаемых геохимическими методами, экспертных оценках различных хозяйственных проектов, составлении кадастра земель и в других областях, касающихся рационального использования и охраны природных ресурсов.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всесоюзной конференции «Геохимия ландшафта» (Новороссийск, 1986) и Всесоюзной школе-семинаре «Теория и практика геохимических поисков» (Ужгород, 1988), на заседании сектора геохимии ландшафта в ИГЕМе РАН (1993; 2003), на международных совещаниях «Аэрокосмические методы при геоэкологическом картографировании и ведении мониторинга геологической среды» (Москва, 1993), «Методы и оборудование для охраны окружающей среды» (Санкт-Петербург, 1995), «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 1994, 1999); на международном симпозиуме «Геохимические барьеры в зоне гипергенеза» (Москва, 1999); на международных конференциях «Устойчивое развитие горных территорий» (Владикавказ, 1998), «Экологическая геофизика и геохимия» (Дубна, 1998), «Освоение недр и экологические проблемы- взгляд в XXI век» (Москва, 2000), «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, 2002, 2003); на научной конференции по монтологии «Состояние и развитие горных систем» (Санкт-Петербург, 2002); на Всероссийской; научно-практической конференции «Техносферная безопасность» (Туапсе, 2002, 2003) и других региональных и межвузовских конференциях и совещаниях. По теме диссертации опубликовано более 5 0 научных работ, учебное пособие, две монографии, изданы 2 карты и атлас.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, выводов и списка литературы. Содержание работы изложено на 326 страницах
Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Дьяченко, Владимир Викторович
выводы
Изучение геохимии ландшафтов Северного Кавказа, оценка их состояния и динамики происходящих изменений позволяют сделать следующие выводы.
1. Своеобразие закономерностей формирования1 ландшафтов Северного Кавказа определяется широким комплексом факторов, основными из которых являются 1 специфика географического: положения, орографическое строение и неотектоника. Они определяют ослабление с запада на восток роли- в формировании ландшафтов биогенеза и усиление влияния геологических и геоморфологических факторов. Развитие основной гидрографической сети вкрест простиранию? кавказских структур и направлению изменения ландшафтообразующих факторов приводит к региональной дифференциации каскадных ландшафтно-геохимических систем. Геохимическая дифференциация и сопряжения ландшафтов в них определяются характером и интенсивностью проявления; эпигенетических процессов окислительного ряда, перераспределением и глубиной преобразования остаточных (сиаллитных, карбонатных) и аккумулятивных (карбонатных, хлоридно-сульфатных) продуктов выветривания, формирование и распределение которых на Северном Кавказе подчиняется как зональным, так и стадиальным закономерностям.
2. Геохимическим результатом географической дифференциации территории Северного Кавказа является формирование нескольких основных ассоциаций ландшафтов, отличающихся характером перераспределения и ролью ландшафтообразующих факторов в миграции химических элементов, -четырех ассоциаций элювиальных ландшафтов с окислительной обстановкой и одной супераквальной ассоциации с восстановительной глеевой. Их особенности обусловлены количественными характеристиками и соотношениями биогеохимического и атмогидрогеохимического круговоротов веществ, поэтому они условно названы нивальная, избыточного увлажнения, «экологического оптимума», недостаточного увлажнения и гидроморфная.
3. При всем разнообразии условий миграции химических элементов в ландшафтах Северного Кавказа основной природной закономерностью их перераспределения является конвергенция концентраций i в почвах, в сравнении с литогенной основой, ведущая роль в которой принадлежит живому веществу почв и аэральной миграции, сопровождающими процесс почвообразования. Преобразуя исходный, субстрат в соответствии с геохимической спецификой, своей; жизнедеятельности, живое вещество почв нивелирует изначальные (литогеохимические) отличия горных пород и геохимическое разнообразие зонального растительного покрова, формирует определенные, эволюционно обусловленные соотношения и уровни концентраций химических элементов, которые определяют региональные кларки почв.
4. Антропогенное преобразование ландшафтов Северного Кавказа приводит к увеличению разнообразия и расширению интервала; колебаний; средних содержаний химических элементов в почвах, то есть их дивергенции. Вследствие накопления» в почвах произошло увеличение интервалов колебаний Си - в 7,5 раза, Р - в 2;7 раза, Сг - в 2,3 раза, Мо - в 2,1 раза, Ti - в 2,0 раза, Ni — в 1,8 раза, Ga - в 1,7 раза, РЬ в - 1,5 раза. Увеличение разброса содержаний Мп в 1,7 раза и Be в 1,3 раза произошло в результате агрогенного снижения; их: концентраций в почвах. Особенно значительный вклад в трансформацию ландшафтов региона вносят интенсивные сельскохозяйственные технологии,, размещенные без учета ландшафтно-геохимических особенностей территорий.
5. По степени усиления преобразования природных ландшафтов, проявляющегося в изменении рельефа, гидрологического режима, химизма почвенных растворов, содержаний и - соотношений химических элементов в почвах, применяемые на Северном Кавказе агротехнологии образуют следующий ряд: Пастбищные луговостепные < Богарные однолетние < Орошаемые однолетние < Пастбищные на полупустынях < Виноградные < Садовые < Рисовые < Чайные. Причем трансформация геохимического спектра почв заключается в изменении не только валового содержания, химических элементов, но и их доли приходящейся на подвижную и водорастворимую формы нахождения.
6. Оценка динамики содержаний химических элементов в почвах ландшафтов Северного Кавказа свидетельствует о значительном; изменении их концентраций за последние десятилетия. Вследствие активного антропогенного преобразования и расширения территорий; охваченных разнообразными видами природопользования, интенсивного импактного загрязнения, применения; сельскохозяйственных технологий, общей «металлизации» биосферы происходит увеличение концентраций многих химических элементов в почвах. Особенно повысилось содержание Ni и Сг - в 1,4-2,2 раза, Си и Pb - в 1,3-1,6 раза. В меньшей степени увеличилось содержание Zn, Со, Ag, Sn, Sr, Be. Практически не изменилась концентрация; Ti, Ва; Ga, Li. Динамика концентраций Pi Мо, Mn, V меняется в зависимости' от ландшафтно-геохимических особенностей региона.
7. С позиций современного экологического нормирования вся территория Северного Кавказа загрязнена Ni, Zn, Си, Cr, Sn, Pb, а отдельные ландшафты и Мо, V, Мп, Sr. Несколько ландшафтов близки к-минимально допустимому уровню по концентрации в почвах Мо. Из 11 нормированных химических элементов почвы ландшафтов Северного Кавказа не загрязнены только Со. Это ставит под сомнение корректность использования в регионе существующих ПДК и свидетельствует о необходимости учета особенностей природной геохимической дифференциации территорий.
8. Уровень современных концентраций и соотношений химических элементов отражает взаимодействие многих факторов сопровождавших развитие региона (историко-геохимическая эмерджентность). Поскольку, горные породы были; наиболее консервативным ландшафтообразующим геохимическим фактором на протяжении четвертичного периода (в отличие от растительного покрова, класса водной миграции, рельефа), литогеохимические особенности обусловили региональный; фон многих химических элементов: повышенный - W, Sn, Pb, Li, Ti; пониженный - Ga, Y, Yb, Zr; субкларковый —
Ag, Sr, P. Вулканическая деятельность в исторический период привела к обогащению ландшафтов Ni, Со, Cr, V, Sc, Мп. Рудная специализация Северного Кавказа и ее эксплуатация человеком повлияли на повышение концентраций W, Мо, Sn, Си, Zn, Pb. Агрогенное преобразование ландшафтов повлияло на обогащение почв Си, Ni, Мо, V, Р.
9.Результатом разнообразного сочетания и взаимодействия всех ландшафтообразующих факторов является высокий уровень фоновой дифференциации химических элементов в почвах геохимических ландшафтов Северного Кавказа. Концентрации Li в разных ландшафтах отличаются в 1,6 раза; Y в 1,7 раза; V, Ti, Sn в 1,9 раза; Nb в 2,0 раза; Yb, Со, Ga, Zr в 2,1 раза; Sc, в 2,2 раза; Be в 2,4 раза; Ge в 2,5 раза; Ва, Ni в 2,8 раза; РЬ в 3,0 раза; Zn, Ag в 3,2 раза; W в 3,6 раза; Сг в 3,7 раза; Мп в 4,7 раза; Р в 4,9 раза; Sr в 5,9 раза; Мо в 6,1 раза; Си в 7,1 раза. Фактически, для каждого ландшафта характерен свой уровень концентраций И; соотношений химических элементов в почвах. Это-свидетельствует о необходимости индивидуального подхода к оценке состояния, нанесенного ущерба и мониторингу почв различных ландшафтов^ Использование в этих целях ПДК или других однозначных величин» неприемлемо. Необходима разработка иерархической системы экологического нормирования, в которой при, сохранении федеральных санитарно-гигиенических показателей место экосистемных региональных и локальных показателей будут занимать параметры распределения химических элементов в почвах, определенные для каждого значимого ландшафта (группы ландшафтов) на основе ландшафтно-геохимического картографирования и опробования региона, а интегральной характеристикой коэффициенты индивидуальности рассчитанные относительно регионального кларка.
10. Установленная специфика природных ландшафтов и закономерности их взаимодействия с различными видами техногенеза должны быть положены и в основу оценки экологического состояния сильно измененных территорий;, в том числе городов. В интенсивно преобразованных районах роль таких, ландшафтов, при отсутствии природных, могут выполнять близкие к природным пастбищные ландшафты и богарные пашни с однолетними культурами.
Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора географических наук, Дьяченко, Владимир Викторович, Новороссийск
1. Агропромышленныйг комплекс России: ресурсы, продукция, экономика. Стат. Сб. РАСХН / Сост. Г. А. Романенко, А.И. Тютюнников, А.А. Шутьков, И.П. Макаров. - Т. 1-3. - Новосибирск, 1995.
2. Агрохимическая характеристика; почв СССР. Районы Северного Кавказа. -М.: Наука, 1964.
3. Агрохимические методы исследования. — М., 1975. 656 с.
4. Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края / Науч. , Ред. И.Т. Трубилин, Н.Г. Малюга. Краснодар, 1997. - 236 с.
5. Аджиев , Мирзоев , Баламирзоев и др. Агроэкологическая программа «Бархан» // Аридные экосистемы. 1998; т. 4, № 9. С. 63-66.
6. Акимцев В.В. Почвы Дагестана и их использование в сельском хозяйстве. Тр. Научной сессии Дагестанской базы АН СССР. Махачкала, 1947.
7. Алексеенко В:А. Ландшафтно-геохимические исследования и окружающая среда. Изд. РГУ, 1989.- 142 с.
8. Алексеенко В.А. и др. Разработать критерии распределения тяжелых металлов в почвах, водах и растениях Нижнего Дона Северного Кавказа. // Отчет о НИР. М., 1986.
9. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М;, Логос, 2000. 310 с.
10. Алексеенко В.А., Дьяченко В.В. и др. Районирование Центрального Кавказа по условиям геохимических поисков в масштабе 1:500000. // Отчет о НИР. Фонды СК ПГО. 1987.
11. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд. МГУ, 1970.
12. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. JL: Наука, 1980.-187 с.
13. Арманд Д.JI. Наука о ландшафте (Основы теории и логико-математические методы).— М.: Мысль, 1975.-287 с.
14. Атлас Дагестанской ССР. / Под. ред. В.А.Гиммельрейха ГУГК при Совете Министров СССР. 1980.
15. Атлас Северо-Осетинской АССР. / Под. ред. М.И.Серебряной ГУГК при Совете Министров СССР. 1967.
16. Атлас Ставропольского края. -М.ТУГК, 1968. — 40 с.
17. Атлас Чечено-Ингушской АССР. / Под. ред. С.В.Синельникова ГУГК при Совете Министров СССР. 1978.
18. Барабанов В.Ф. Геохимия. JL: Недра, 1985.- 423 с.
19. Барсуков B.JI. Основные черты геохимии олова. М., 1974.
20. Башкин В.Н, Евстафьева Е.В., Снакин Е.В. и др. Биогеохимические основы экологического нормирования. — М.: Наука, 1993. — 312 с.
21. Башкин В.Н., Курбатова А.С., Савин Д.С. Методологические основы оценеи критических нагрузок поллютантов на городские экосистемы. — М.: НИиПИЭГ, 2004. 64 с.
22. Безуглова О.С. Гумусное состояние почв юга России. — Ростов-на-Дону: Издательство СКНЦ ВШ, 2001. 228 с.
23. Белоновская Е.А., Короткое К.О. Основные этапы становления высотной поясности на Большом Кавказе // Состояние и развитие горных систем. Санкт-Петербург, 2002. С. 30-35.
24. Бергер М.Г. Терригенная минералогия. М.: Недра, 1986.
25. Беручашвили H.J1. Объяснительная записка к Ладшафтной карте Кавказа. — Тбилиси: Изд-во ТГУ, 1980. 54 с.
26. Боганик Н.С. К познанию четвертичных образований Восточного Предкавказья // Труды МГРИ. Т. 23. - С. 107-125;
27. Богатиков О.А., Гурбанов А.Г., Кощуг Д.Г. и др. Основные циклы эволюции вулка Эльбрус (Северный Кавказа, Россия): события и хронология по данным ЭПР датирования кварца // ДАН. 2002. Т. 385 № 1- С. 92-96.
28. Братков В.В. Пространственно-временная структура ландшафтов Большого Кавказа. Автореф. дис. . док. геогр. наук. Ростов-на-Дону, 2002. -48 с.
29. Брукс Г. Биологические методы поисков месторождений полезных ископаемых. М;, " Мир". 1986. 312 с.
30. Вагин B.C., Гриднев Е.А. Безопасность и экология горных территорий как факторы формирования социоприродной системы республики Северная Осетия — Алания // Устойчивое развитие горных территорий. Владикавказ, 1998. С. 8-12.
31. Вальков В.Ф. Почвы и сельскохозяйственные растения. Ростов-на-Дону: г Йзд-во РГУ, 1992. - 224 с.
32. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на фитотоксичность чернозема // Агрохимия. 1997. № 6. С. 50-55.
33. Вальков В.Ф., Штомпель Ю.А., Трубилин И.Т., Котляров Н.С., Соляник Г.М. Почвы Краснодарского края, их использование и охрана. — Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 1995. 192 с.
34. Вальтер Г. Общая геоботаника. М.: Мир, 1982.
35. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М., 1957.
36. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия, № 7. 1962. С 555-571.
37. Войткевич Г.В., Закруткин В.В. Основы геохимии — М.: Высшая школа, 1976.-368 с.
38. Войткевич Г.В. и др. Справочник по геохимии. — М., 1990. 479 с.
39. Воробьев А.Е. Геохимические барьеры и корректирование, биогеохимического круговорота атомов // Геохимические барьеры в зоне гипергенеза. — Изд-во Моск. ун-та, 1999. С. 186-190.
40. Воробьев А.Е., Чекушина Т.В., Козырев Е.Н. Разработка концепции биосфероулучшающих геоэкологических технологий // Вестник МАНЗБ. Владикавказ. 2000, № 5. С. 4-11.
41. Газеев В.М. Петрология и потенциальная рудоносность Эльбрусского вулканического центра (Северный Кавказ).: Дис.к-та геол.-мин. наук. М. 2003.- 181 с.
42. Гвоздецкий Н.А. Физическая география Кавказа. Общая часть. Большой Кавказ. Вып. 1. Изд-во Моск. ун-та, 1954. - 208 с.
43. Гвоздецкий Н.А. Физическая география Кавказа. Предкавказье. Закавказье. Вып. 2. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1958 - 264 с.
44. Гвоздецкий Н.А., Смагина Т.А. Физико-географическое районирование // Природные условия и естественные ресурсы. — Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовск. Ун-та, 1986. С. 300-338.
45. Геннадиев А.Н. О почвообразовании под луговой и лесной растительностью в высокогорье Центрального Кавказа // Почвоведение. 1978. № 4. С. 122-131.
46. Геологическая карта Северного Кавказа. М 1:500000. / А.А.Лунев и др. -1966.
47. Геологические формации Кавказа. Объяснительная записка отчет по теме 10.2 проблемы ЮСЭВ "Составление карты геологических формаций Карпато-Балканской и Кавказской зон в масштабе 1:1000000.-М., 1978.
48. Геоморфология СССР. Горные страны Европейской части СССР и Кавказ. — М.: Наука, 1974.-360 с.
49. Глазовская М.А. Ландшафтно-геохимическое районирование суши Земли. // Вестн. Моск. ун-та. Сер.5. География. 1967. Т5.
50. Глазовская М.А. Категории качества и количества в классификации географических объектов.// Вестн. Моск. ун-та. Сер.5. География. 1979. Т6.
51. Глазовская М.А. Ландшафтно-геохимические системы и их устойчивость к техногенезу. //В кн.: Биогеохимические циклы в биосфере. М.Д976.С.99-118.
52. Глазовская М.А. Теория геохимии ландшафтов в приложении к изучению техногенных потоков рассеяния и анализу способности природных систем к самоочищению. // В кн.: Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. М., 1981.С.7-41.
53. Глазовская М. А. Проблемы ландшафтно-геохимической организации экологического пространства // В сб.: Экология: Опыт. Проблемы. Поиск. -Новороссийск, 1991. С.28-37.
54. Глазовская М.А. Проблемы и методы оценки эколого-геохимической устойчивости почв и почвенного покрова к техногенным воздействиям;// Почвоведение. 1999. № 1. С. 114-124.
55. Глазовская М.А. Геохимические особенности типологии и методики исследования природных ландшафтов. М., 2002. - 288 с.
56. Глуховский А.Б., Мартыненко В.М. Содержание, фитотоксичность и баланс тяжелых металлов в черноземах Кубани // Почвенно-экологическая оценка земельного фонда Краснодарского края и пути оптимизации плодородия почв. Краснодар, 1997. С. 40-53.
57. Головинский ПЛ. Изучение динамики геохимических последствий антропогенной трансформации ландшафтов горных территорий / Отчет о НИР. М., 2002. 45 с.
58. Горбачев В.Н., Чередняков Ю.С. Некоторые аспекты взаимосвязи почв и растительности в Центральной части Восточного Саяна. // В кн.: Лесные почвы Алтае-Саянской области. Красноярск, 1977.
59. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий: Учебное пособие. Л.:.Изд-во ЛГУ, 1989.-248 с.
60. Гузев B.C., Бондаренко Н.Г., Вызов Б.А. и др. Структура инициированного микробного сообщества как интегральный метод оценки микробиологического состояния почвы // Микробиология. 1980. Т. 49. № 1. С. 134-140.
61. Гузев B.C., Левин С.В., Бабьева И.П. Тяжелые металлы как фактор воздействия на микробную систему почв // Экологическая роль микробных метаболитов. М., 1986. С. 82-104.
62. Гумилев Л.Н. Этносы в ландшафтах. // В кн.: Социально-этнические проблемы и природа. М.: Знамя, 1978. С. 13-62.
63. Гулисашвили В.З. Природные зоны и естественно-исторические области Кавказа. М.: Наука, 1992.
64. Гусаев М.С. Национальная политика и внешние отношения Дагестана в новых геополитических условиях. // В кн.: Фундаментальные и прикладные вопросы естественных наук (Материалы сессии АЕН). Махачкала, 1994.С.61-66.
65. Добровольская Т.Г., Лысак Л.В., Звягинцев Д.Г. Почвы и микробное биоразнообразие // Почвоведение. 1996. № 4. С. 699-704.
66. Добровольский В.В. Ланшафтно-геохимическое районирование в Карелии. // В сб.: Ландшафтно-геохимическое районирование и охрана среды. Вопросы географии.Сб. 120 М.: 1983.
67. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. — М.: Мысль, 1983.-269 с.
68. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. М.: Высшая школа, 1989.
69. Добровольский В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регуляторная роль почвы // Почвоведение. 1997. № 4.С. 431-441.
70. Добровольский В.В: Основы биогеохимии. М. 1998.-413 с.
71. Добровольский В.В. // Почвоведение. 1999. № 5. с. 639-645.
72. Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь. — СПб., 1892.
73. Дьяченко В.В. Региональные ландшафтно-геохимические исследования горной части Северного Кавказа. // Экология: Опыт. Проблемы. Поиск. Новороссийск. 1991. С. 96-100.
74. Дьяченко В.В. Ландшафтно-геохимические особенности развития техногенеза на Восточном Кавказе. // Тезисы докладов к конференции «Геохимия биосферы». Новороссийск, 19941 С. 27-30.
75. Дьяченко В.В. Результаты среднемасштабного ландшафтно-геохимического мониторинга в зоне интенсивного техногенного воздействия // Тезисы докладов к конференции «Геохимия биосферы». Новороссийск,1994. С.76-77.
76. Дьяченко В.В: Региональный ландшафтно-геохимический мониторинг Краснодарского края // Методы и средства мониторинга состояния окружающей среды. МСОС-95. Санкт-Петербург, 1995. С. 31-33.
77. Дьяченко В.В. Особенности миграции химических элементов в почвах геохимических ландшафтов Центрального и Восточного Кавказа. // Дис. к-та сельскохозяйственных наук. М., 1996. — 115 с.
78. Дьяченко В.В. Проведение обследований территории Краснодарского края с целью выявления характера, масштаба и уровней загрязнения земель тяжелыми металлами. // Отчет о НИР. Новороссийск, 1996.
79. Дьяченко В.В. Ландшафтно-геохимические аспекты перераспределения тяжелых металлов в почвах рисосеящих районов Краснодарского края // Геохимия биосферы. Новороссийск, 1999. С. 61-64.
80. Дьяченко В.В. Формирование аномалий тяжелых металлов на геохимических барьерах в почвах под воздействием интенсивной ветровой эрозии. // Геохимические барьеры в зоне гипергенеза. Москва, 1999. С. 163166.
81. Дьяченко В.В. Разработка региональных и локальных показателей состояния почв для экологического нормирования на ландшафтно-геохимической основе // Экологические системы и приборы. 2001.№8. С 36.
82. Дьяченко В.В. Основные закономерности формирования геохимического спектра почв .Северного Кавказа. // Изв. вузов. Сев. Кавк. регион. Естеств. науки. 2001. № 3. С. 86-88.
83. Дьяченко В.В; Определение региональных нормирующих содержаний химических элементов в почвах на ландшафтно-геохимической основе // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2001. № 4. С 109-112.
84. Дьяченко В.В. Ландшафтно-геохимическая оценка состояния м развития Северного Кавказа// Состояние и развитие горных систем. Санкт-Петербург,2002. С. 80-85.
85. Дьяченко В.В. Региональные проблемы техносферной безопасности Северного Кавказа//Безопасность жизнедеятельности. 2003. № 2. С 32-37.
86. Дьяченко В.В., Жуков В.Д. Использование ландшафтно-геохимического подхода и фоновых содержаний химических элементов в почвах для контроля за их состоянием // Геохимия биосферы. Новороссийск, 1999. С. 234-236.
87. Дьяченко В.В., Карпов А.В. Ландшафтно-геохимическое картирование селитебных ландшафтов города Таганрога // Материалы всероссийского совещания. Пермь, 1995.
88. Дьяченко В.В., Казаров О.М., Лаганин С.В. Сельское хозяйство . Краснодарского края как фактор экологической опасности в регионе //
89. Безопасность жизнедеятельности. 2003. № 9. С 8-11.
90. Дьяченко В.В., Красникова Т.В. Геохимические особенности почвообразующих комплексов горной части Северного Кавказа// Геохимия биосферы. Новороссийск, 1999; С. 64-65;
91. Дьяченко В.В., Личкановский В:А. и др. Районирование Восточного Кавказа по условиям ведения геохимических поисков в масштабе 1:500000. // Отчет о НИР. Фонды СК ПГО. 1991.
92. Дьяченко В.В., Песенко И.В. Использование ландшафтно-геохимического подхода при оценке содержаний тяжелых металлов в почвах // Развитие социально-культурной сферы Кубани. Анапа, 1998. С.38-39.
93. Дьяченко В.В:,, Песенко В.В; Ландшафтно-геохимические особенности распределения W, Мо, Sn в почвах Северного Кавказа // Геохимия биосферы. Новороссийск, 1999. С. 65-68.
94. Дьяченко В.В., Шеманин; В.Г. Оценка параметров ветровой эрозий с помощью аэрозольного лидара // Тезисы докладов конференции «Лазеры для медицины, биологии и экологии». Санкт-Петербург, 2002. С. 34-35.
95. Дьяченко В.В., Шеманин В.Г. Оценка параметров ветровой эрозии с помощью аэрозольного лидара// Тезисы докладов конференции «Лазеры для; медицины, биологии и экологии». Санкт-Петербург, 2002. С. 34-35.
96. Евсеев А.В. Палеогеографические данные и естественный геохимический фон ландшафтов // Геохимия ландшафтов при- поисках месторождений полезных ископаемых и охране окружающей среды. Новороссийск, 1982: С.260.262.
97. Ефремов Ю.В., Ильичев- Ю.Г., Панов В.Д. и др. Хребты Большого
98. Кавказа и их влияние на климат. Краснодар: Просвещение-Юг, 2001. - 144 с.
99. Жуков В.Д. Загрязнение земель Краснодарского края тяжелыми металлами, радионуклидами и пестицидами. // Почвенно-экологическая оценка земельного фонда Краснодарского края и пути оптимизации плодородия почв. Краснодар, 1997. С. 29-39
100. Закруткин В.Е. Геохимия ландшафта и техногенез. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. - 308 с.
101. Заславский Е.М., Заславская Т.А. Система управления качеством окружающей среды. Основные принципы. // Экологические системы и приборы. 2000. № 9: С. 10-14.
102. Захаров П.С. Пыльные бури. — Л.: Гидрометеоиздат, 1965.
103. Звягинцев Д.Г. Успехи и современные проблемы почвенной микробиологии // Почвоведение. 1987. № 10. С. 44-52.
104. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. М.: Недра, 19941996. Т. 1-6.
105. Иванов И.В., Вакулин А.А. О дефляционном типе геохимического сопряжения в ландшафтах песчаных равнин Прикаспийской низменности. // Вестник МГУ, серия геогр., 1967, № 3.
106. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений. -М.: Недра, 1983. -192 с.
107. Ильин Н.П., Орлов Д.С. Фотохимическая деструкция гумусовых кислот // Почвоведение, 1973. № 1.
108. Ильиных Н.И. Почвы Кузнецкого Алатау (в пределах Красноярского края). Красноярск, 1970.
109. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. -М., 1989.-439 с.
110. Кальянов К.С. Динамика процессов ветровой эрозии почв. М.: Наука, 1976.-155 с.
111. Кальянов К.С. Взаимодействие ветра с поверхностью почвы в процессе ветровой эрозии. // Эрозия почв и использование земли. Ульяновск. Изд-во УГПИ, 1974. Вып. 1.
112. Касимов Н.С. Геохимия ландшафтов зон разломов. М.: Изд-во МГУ, 1980.- 120 с.
113. Касимов Н.С. Геохимия степных и пустынных ландшафтов. М.: Изд-во МГУ, 1988.-254 с.
114. Карта геологических формаций Кавказа. М 1:1000000. / Под ред. Т.Ш.Гогишвили Л.: Изд. Аэрогеология, 1976.
115. Карта геохимических ландшафтов Ростовской области. // Алексеенко В.А. и др. / Под ред. А.И.Перельмана ГУГК при Совете Министров СССР; 1986.
116. Карта геохимических ландшафтов Краснодарского края. // Алексеенко В.А. и др. / Под редакцией А.И.Перельмана ГУГК при Совете Министров СССР. 1988.
117. Карта геохимических ландшафтов Ворошиловградской области. // Алексеенко В.А. и др. / Под ред. А.И.Перельмана ГУГК при Совете Министров СССР. 1989.
118. Карта геохимических ландшафтов Ставропольского края. // Алексеенко В.А., Алексеенко В.Ап., Дьяченко В.В. и др. / Под ред. А.И.Перельмана -ГУГК при Совете Министров ССССР. 1990.
119. Карта геохимических ландшафтов Кабардино-Балкарской АССР и Северо-Осетинской АССР. // Алексеенко В.А., Дьяченко В.В;, Клепфер О.Е. и др. / Под ред. А.И.Перельмана ГУГК при Совете Министров СССР. 1990.
120. Качинский Н.А. Физика почв. М;, 1965.
121. Клепфер О.Е., Дьяченко В.В. Геохимические ландшафты Центрального Кавказа// Тезисы докладов всесоюзного совещания «Геохимия ландшафта». Новороссийск, 1986. С. 93-96
122. Клепфер О.Е., Дьяченко В;В. Вторичные литохимические поля рассеяния Центрального Кавказа // Тезисы, докладов к 4 Всесоюзному совещанию «Теория и практика геохимических поисков в современных условиях». Москва, 1988. Т. 5. С. 37-38.
123. Кобзев В.А. Взаимодействие загрязняющих почву тяжелых металлов и почвенных микроорганизмов. // Тр; Ин-та эксп. Метеорологии. М;, 1980. Вып. 10. С. 51-66.138; Ковалевский AJL Биогеохимический поиски рудных месторождений -М;: Недра, 1974. 142 с.
124. Ковальский В.В. Геохимическая экология. Ml: Наука, 1974. - 298 с.
125. Ковальский В.В. Биохимические пути- приспособляемости организмов к условиям геохимической среды // Биологическая роль,микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине. Ml, 1974. С. 16-28.
126. Концепция экологического нормирования в Российской федерации. // Экологические системы и приборы. 2000.№ 12.С. 61-65.
127. Кочуров Б.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие: Учебное пособие. Москва — Смоленск: Маджента, 2003. - 384 с.
128. Краевая Т.С. Генетические типы плейстоцен-голоценовых и современных грубообломочных образований Эльбруса // Вулканология и сейсмология. 1985. № 6; С. 20-32.
129. Краснощекое Ю.Н. Защитная роль лесных экосистем Монголии. // В кн.: Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды (тезисы докладов). Томск, 1995. С.154.
130. Краткий справочник ПО'геохимии. 2-е издание. / Г.В.Войткевич; А.Е. Мирошников, А.С.Поваренных, В.Г.Прохоров М;: Недра, 1977. - 280 с.
131. Лаверов: Н.П., Богатиков О.А., Гурбанов Н1Г. и др. Геодинамика, геотектоника=ивулканизм Центрального Кавказа. // Глобальные изменения природной среды и климата. М.: Наука. — 1997. С. 109-130.
132. Лаврушин В.Ю., Лаврушин Ю.А., Антипов М.П. Первая находка вулканического t пепла в четвертичных отложениях нижнего Поволжья // Литология и полезные ископаемые 1998. № 2. - С. 207-218.
133. Левин С.В., Гузев B.C., Асеева И.В., Бабьева И.П1, Марфенина О.Е., Умаров;М:М. Тяжелые металлы как фактор антропогенного воздействия на почвенную микробиоту //Микроорганизмы и охрана почв. М:, 1989. С. 5-46.
134. Лукашев К.И., Лукашев В.К. Геохимия ландшафта. Минск: Высшая школа, 1972. - 360 с.
135. Лукьянченко А.Д. Геохимические особенности формирования периодически увлажняемых ландшафтов Нижнего Дона под влиянием природных и антропогенных факторов. Автореф. дис. . канд. геогр. наук. Ростов-на-Дону, 2003.— 24 с.
136. Маликов В.Г. и др. // Агрохимия, 1994. С. 96-99.
137. Малыхин Ю.А., Дьяченко В.В. Геоэкологические аспекты безопасности жизнедеятельности населения в городах Краснодарского края и Ростовской области // Безопасность жизнедеятельности. 2003. № 2. С 13-20.
138. Марфенина О.Е., Мирчинк Т.Г. Микроскопические грибы при . антропогенном воздействии на почву // Почвоведение. 1988. № 9. С. 107-112.
139. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами. Сост. Б.А. Ревич, Ю.Е. Сает. -М.гИМГРЭ, 1982.
140. Митенко В.Ф. Рельеф Западного Прикаспия как результата геологического развития и современных природных и антропогенных процессов // Эколого-географический вестник России. 2000. № 3. С. 58-62.
141. Мильков Ф.Н. Общее землеведение. М. 1989.
142. Мильков Ф.Н., Гвоздецкий Н.А. Физическая география. СССР. Европейская часть СССР. Кавказ. М.: Просвещение, 1969.
143. Мицкевич Б.Ф., Сущик Ю.Я. Основы ландшафтно-геохимического районирования. Киев: Научная мысль, 1981. — 176 с.163; Миллер Т. Спешите спасти планету. 4. // Пер. с англ./ Под ред. Г.А.Ягодина М.: Прогресс-Пангея, 1994.
144. Мордкович В.Г. Степные экосистемы.-Новосибирск, 1982.
145. Морозов В.И; Литохимические аномалии в зоне гипергенеза. М.: Недра, 1992.- 153 с.
146. Назаров А.Г. Биогеохимические циклы в биосфере. М., 1976.
147. Назаров А.Г. Геохимия высокогорных ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1978.
148. Опекунов А.Ю. и др. Перспективы развития экологического нормирования в Российской Федерации. // Экология и промышленность России. 2000. № 6. С. 34-36.
149. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах. (Дополнение 1 к перечню ПДК и ОДК 6229 -91) -Госкомсанэпиднадзор России, 1995.
150. Орлов Д.С. Химия почв. Изд. МГУ, 1985. - 276 с.
151. Панов В.Д. Ледники в верховьях Кубани. Л.:Гидрометеоиздат,1968.
152. Панов В.Д. Эволюция современного оледенения Кавказа. С.-Пб: Гидрометеоиздат, 1993. - 432 с.
153. Панов В.Д., Панова С.В. Понижение снеговой линии на Западном Кавказе в результате антропогенного изменения климата. // В кн.: Актуальные эколого-гигиенические проблемы Северного Кавказа. Материалы конференции. Краснодар, 1995.
154. Перельман А.И. Геохимические принципы классификации ландшафтов. //Вестн. Моск. ун-та. Сер.5. География. 1960. Т4.175: Перельман А.И. Карта геохимических ландшафтов СССР. М 1:20000000. //Физико-географический атлас Мира.- М., 1964.
155. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. Изд. 2 М.: Высшая школа, 1975. - 342 с.
156. Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов (зона гипергенеза). М., Недра, 1968. - 272 с.
157. Перельман А.И. Геохимия элементов в зоне гипергенеза. М., 1972. —288 с.
158. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1975. - 423 с.
159. Перельман А.И., Батулин С.Г. Миграционные ряды элементов в коре выветривания. // В кн.: Кора выветривания. М.: Изд. АН СССР,1962.вып.4.
160. Перельман А.И., Алексеенко В.А., Сериков В.Н., Дьяченко В.В., Клепфер О.Е., Алексеенко Вал.Ап., Белоконь С.В., Мелентьев В.Е; Кобляков А.В. Опыт проведения ландшафтно-геохимических исследований на юго-востоке
161. РСФСР II Тезисы докладов к 4 Всесоюзному совещанию «Теория и практика геохимических поисков в современных условиях». Москва, 1988. Т. 5. С. 6263.
162. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта: М.: Астрея-2000, 1999.- 768 с.
163. Пикушова Э.А., Бердыш Ю.И., Веретельник, Е.Ю. Применение пестицидов в Краснодарском крае // Почвенно-экологическая оценка земельного; фонда Краснодарского края и пути оптимизации плодородия почв. Краснодар, 1997. С. 62-74.
164. Погорелов А.В., Когалевский Ю.А. Гляциологические объекты как индикаторы состояния окружающей среды. //В кн.: Актуальные эколого-гигиенические проблемы Северного Кавказа. Краснодар, 1995.
165. Полынов Б.Б. Избранные труды. М.: Изд. АН СССР, 1956. - 751 с.
166. Потапенко Ю.П., Греков И.И. и др. Сводный отчет по составлению прогнозно-металлогенической карты Кавказа и Закавказья. М 1:200000. // Фонды СКПГО.- 1977.
167. Приваленко В.В. Техногенная геохимия и биогеохимия городов Нижнего Дона. Автореф. дис. док. биол. наук. Москва, 1995. 52 с.
168. Приваленко В.В;, Домбровский Ю.А., Остроухова В.М., Шустова В.JL, Базелюк А.А., Остробородько Н.П. Эколого-геохимические исследования городов Нижнего Дона. Ростов-на-Дону. Изд-во ГГП «Южгеология». - 268 с.
169. Природа полуострова Абрау (ландшафты, растительность и животное население): Сборник научных трудов. / Под ред. А.Н. Иванова, О.А. Леонтьевой, Е.Г. Сусловой. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 141 с.
170. Пулатов З.Ф., Баламирзоев М.А. Почвенные ресурсы Дагестана, проблемы охраны и рационального использования. // В кн.: Фундаментальные и прикладные вопросы естественных наук (материалысессии АЕН). Махачкала, 1994.С. 165-169.
171. Пучков JI.А., Воробьев А.Е. Человек и биосфера: вхождение в техносферу. М., МГГУ, 2000. - 342 с.
172. Растительность Европейской части СССР. / Под. ред. С.А.Грибовой, Т.И.Исаченко, Е.М.Лавренко Л.: Наука, 1980.
173. Растительные ресурсы. Часть 1. Леса. Изд. РГУ, 1984.
174. Растительные ресурсы. Часть 2. Пищевые, кормовые, лекарственные и другие полезные растения. Изд. РГУ, 1984.
175. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот в основных типах растительности. М.: Наука, 1965.-251 с.
176. Рубилин Е.В. Микроэлементы в почвах Северного Кавказа. Л.: 1968. 56 с.
177. Руководство по предварительной математической обработке геохимической информации при поисковых работах. М.: Недра, 1965. — 120 с.
178. Садовникова Л.К.Тяжелые металлы // Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1994. С. 105-126.
179. Сает Ю.Е., Ревич Б.А. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990.
180. Сафронов И.Н. Геоморфологическая ката Северного Кавказа. М., 1964.
181. Сафронов И.Н. Геоморфология Северного Кавказа. Изд. РГУ, 1974.
182. Сериков В.Н. Характер распределения тяжелых металлов в почвах полеводческих ландшафтов в районах интенсивного землепользования // Тезисы докладов к конференции «Геохимия биосферы». Новороссийск, 1994. С. 33-35.
183. Сериков В.Н. Геохимия агроландшафтов юга европейской части России. Автореф. дис. . канд. геогр. наук. Москва, 1997. 18 с.
184. Современные изменения в литосфере под влиянием природных и антропогенных факторов / В.И. Осипов, А.Л. Яшин, И.И. Молодых и др.:Гл. ред. В.И. Осипов. М.: Недра, 1996. - 222 с.
185. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М. : Изд-во МГУ, 1998. - 376 с.
186. Соловов А.П. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. -М.: Недра, 1985.
187. Сочава В.Б. Учение о геосистемах. Новосибирск, 1975.
188. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск: Наука, 1978.
189. Субрегиональная национальная программа действий по борьбе с опустыниванием (НПДБО) для Северного Кавказа (Ростовская область, Ставропольский край). Волгоград, 2000. - 180 с.
190. Учет и оценка природных ресурсов и экологического состояния территорий различного функционального использования. Методические рекомендации. Сост. А.А. Головин, И.А. Морозова, Н.Я. Трефилова, Н.Г. Гуляева. М.: ИМГРЭ, 1996. - 88 с.
191. Федина А.Е. Смены антропогенных модификаций ландшафтов в горах Большого Кавказа. // В кн. Вопросы географии. Ландшафтоведение: теория и практика. М.: Мысль, 1982. С.164-169
192. Федина А.Е. Физико-географическое районирование восточной части северного склона Большого Кавказа; // В сб.: Ландшафтное картографирование и физико-географическое районирование горных областей. Изд. МГУ, 1989.
193. Флора Северного Кавказа. Ставрополь, 1976.
194. Фортескью Дж. Геохимия окружающей среды М.: Прогресс, 1986.-360 с.
195. Фридланд В.М. Влияние степени выветрелости почвообразующих пород на процессы формирования почв в различных биоклиматических зонах // Почвоведение, 1970. № 12. С. 5-15.
196. Хадонов З.М., Голик В.И. Экологические проблемы добычи руд в горах Кавказа // Устойчивое развитие горных территорий. Тезисы докладов участников третьей международной конференции. — Владикавказ: Иристон, 1998. С. 78-84.
197. Хованский А.Д. Геохимия и оценка состояния ландшафтов рек и морейна примере юга России и Украины). Дисдок. геогр. наук. Москва, 1997.-425 с.
198. Хорошев А.В; Оценка устойчивости ландшафтов р.Баксан (Центральный Кавказ). // Вестн. Моск. ун-та. Сер.5. География. 1995, Т5.
199. Хорошев А.В. Ландшафтно-геохимическая индикация антропогенных изменений ландшафтов Центрального Кавказа (на примере р. Баксан). // В сб.: Геохимия биосферы (тезисы докладов). Новороссийск, 1994.С.81-82.
200. Хрусталев Ю.П. Эколого-географический словарь Батайск, 2000. - 197 с.
201. Хрусталев Ю.П., Джанибекова Х.А., Крохмаль А.Г. Антропогенные преобразования ландшафтов Карачаево-Черкессии // Эколого-географ. вестн. юга России. 2000. № 3. С. 66-76.
202. Чакветадзе Е.А. Ветровая эрозия темно-каштановых супесчаных почв Северного Казахстана. М.: Наука, 1967.
203. Черниченко И.Д., Жуков В.Д. Проблема переувлажнения и подтопления земель в Краснодарском крае. // Почвенно-экологическая оценка земельного фонда Краснодарского края и пути оптимизации плодородия почв. Краснодар, 1997. С. 17-23.
204. Чертко Н.К. Геохимия ландшафта. Изд. БГУ, 1981. - 255 с.
205. Черкашина И.Ф. Особенности распределения тяжелых металлов в почвах и растениях нижнего течения реки Дон и ее дельты. Автореф. дис. . канд. геогр. наук. Ростов-на-Дону, 1999. 23 с.
206. Чибилев А.А. Лик степи (Эколого-географические очерки о степной зоне СССР). Л., Гидрометеоиздат, 1990. - 192 с.
207. Чупахин В.М. Физическая география Северного Кавказа. Изд. РГУ, 1974.-200 с.
208. Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992. - 200 с.
209. Экогеохимия городских ландшафтов /Под ред. Н.С. Касимова М.: Изд-во МГУ, 1995.-336 с.
210. Якубов Т.Ф. К изучению влияния ветровой эрозии на физические и химические свойства почв. // Почвоведение, 1957, № 5.
211. Якубов Т.Ф. Защита почв от ветровой эрозии (обзор иностранной литературы) // Почвоведение, 1963, № 8.
212. Daniel Н. A., Langham W. Н. The effect of wind erosion and cultivation on the total nitrogen and organic matter content of soils in Southern High Plains — J. Amer. Soc. Agr., 1936, 28, № 8
-
Дьяченко, Владимир Викторович
-
доктора географических наук
-
Новороссийск, 2004
-
ВАК 25.00.23
- Современные геохимические процессы накопления и распределения тяжелых металлов в ландшафтах Ставропольского края
- Пространственные геохимические особенности ландшафтов Тебердинского государственного природного биосферного заповедника
- Современное состояние долинных ландшафтов Карачаево-Черкесской Республики
- Эволюция ландшафтов Северного Кавказа
- Особенности миграции химических элементов в почвах геохимических ландшафтов Центрального и Восточного Кавказа
