Геохимия северотаежных ландшафтов и индикаторная роль железа

Чапыгина, Наталья Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геохимия северотаежных ландшафтов и индикаторная роль железа
ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Геохимия северотаежных ландшафтов и индикаторная роль железа"

На правах рукописи

ЧАПЫГИНА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

ГЕОХИМИЯ СЕВЕРОТАЕЖНЫХ ЛАНДШАФТОВ

И ИНДИКАТОРНАЯ РОЛЬ ЖЕЛЕЗА (НА ПРИМЕРЕ СЕВЕРОДВИНСКО-МЕЗЕНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ)

25.00.23 - физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва-2006

Работа выполнена на кафедре геологии и геохимии ландшафта географического факультета Московского педагогического государственного университета

Научный руководитель -

доктор географических наук, профессор Добровольский Всеволод Всеволодович

Научный консультант-

доктор сельскохозяйственных наук Водяницкий Юрий Никифорович

Официальные оппоненты - доктор геолого-минералогических наук,

профессор, член-корр. РАН Величкин Василий Иванович

кандидат географических наук Горячкин Сергей Викторович

Ведущая организация -

Институт экологических проблем Севера УрОРАН

Защита состоится « 18 » декабря 2006 г. в 15,00 часов на заседании диссертационного совета К 212.154.07 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 129278, г. Москва, ул. Кибальчича, д.16, ауд. 31.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу: 119992, г. Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан « » /сОо? 2006 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета

Филатова Е.В.

З^ооСв-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования продиктована высоким природно-ресурсным потенциалом Северодвинско-Мезенского ме;здургчья, как одного из регионов определяющих перспективы устойчивого хозяйственного развития Европейской части Севера России. В работе предпринята попытка выявления и анализа основных ландшафтно-геохимических особенностей региона, изучения различных форм нахождения железа в ландшафтно-геохимических обстановках с целью организации и осуществления эколого-геохимического мониторинга состояния ириродно-территориальных комплексов рассматриваемого региона и выявления конкретных последствий антропогенного воздействия.

Изучение, оценка масштабов и форм нахождения железа является перспективным направлением изучения гидроморфных почв, т.к. именно железо, как типоморфный элемент ландшафтов таежно-лесной зоны, наиболее чутко реагирует па изменение окислительно-восстановительных условий. Избранная в качестве объекта детального исследования территория Северодвинско-Мезенского междуречья расположена па севере Русской равнины в зоне тайги, при этом территория является районом приоритетного перспективного хозяйственного освоения Архангельской области, хотя в настоящее время характеризуется чрезвычайно низким уровнем транспортной доступности.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является выявление, обобщение и изучение особенностей геохимического состояния Северодвинско-Мезенского Междуречья, и анализ Индикаторной роли железа в ландшафтно-геохимических обстановках, их типологизация. В соответствии с целью исследования были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выявление общих ландшафтно-геохимических особенностей района исследования;

2. Определение уровней концентрации геохимически активных форм рассеянных металлов (марганца, цинка, меди, железа) в почвообразукнцих порогах, почвах, растениях и природных водах междуречных участков;

• 3. Исследование различных форм железа, как типоморфного элемента таежно-лесной зоны, в почвообразующих породах и почвах, закономерности соотношения этих форм, их распределение по профилю;

4. Изучение магнитной восприимчивости1 почвообразующих пород и почв междуречных участков.

Объекты и методы исследования. Для достижения основной цели исследования и реализации поставленных задач использовались картографический, графический, полевой, лабораторный, статистический и математический методы, а также метод системного анализа.

Полевые исследования проводились автором в ранее не обследованном районе в течение 8 лет (с 1998 г. по 2005 г.). Объектами исследования выступили четыре участка Северодвинско-Мезенского междуречья, в пределах которых детально были ^^Че^^^^^^йЬй^йк щади.

С.-Петербург I ОЭ ¿ОО^акг^О^

Проведено описание геоморфологических условий, почвенных разрезов, растительных сообществ. Выполнено свыше тысячи анализов. Большая часть аналитических исследований была выполнена автором в лаборатории геологии и геохимии ландшафта Mill У. Валовой химический состав почв и почвообразующих пород, оценка магнитной восприимчивости производились в лабораториях почвенного института им. В.В.Докучаева. Минералогический анализ методом мессбауэровской спектроскопии осуществлялся в лаборатории института стали и сплавов. Спекгрофотометрический анализ был выполнен на кафедре материаловедения экономической академии им. Плеханова.

Научная новизна. До настоящего времени специальные ландшафтно-геохимические исследования на территории Северодвипско-Мезенского междуречья не проводились. Впервые на выбранной территории были опробованы, наряду с широко известными методами, новые оригинальные методики, основанные на математическом моделировании. Исходя из показателей, полученных в результате изучения проб, били установлены природные уровни содержания рассеянных металлов в почвообразующих породах, почвах, растениях, природных водах. Определены концентрации и соотношения некоторых форм железа, их профильное распределение, что формирует общее представление об оксидогснезс железа в северотаежпых ландшафтах. Впервые на территории Северодвипско-Мезенского междуречья была апробирована современная оптическая система CIE-L*a*b* для количественной характеристики цвета с целью диагностики параметров гидроморфизма почв.

Практическая значимость. Полученные результаты могут служить информационным банком данных состояния природных комплексов рассматриваемого региона, использоваться экологическими службами для организации эколого-геохимического мониторинга на территории Северодвипско-Мезенского междуречья; землеустроительными и лесоустроительными организациями с целью выявления пригодности земель разной степени гидроморфности для хозяйственного использования; для создания геохимических карт отдельных райопов Архангельской области; также в курсах изучения географии почв с основами почвоведения и геохимии ландшафтов, в курсе физической географии родпого края.

Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались на комиссии геохимии ландшафта Московского центра Русского географического общества (2006 г.); на научных чтениях в Московском Педагогическом Государственном Университете (2006); на кафедре геологии и геохимии ландшафта МПГУ; на кафедре лесоводства и почвоведения лесохозяйственного факультета Архангельского Государственного Технического Университета, при рассмотрении и рекомендации к изданию методической разработки автора.

Публикации, По теме диссертации опубликовано 5 научных статей и 2 методические разработки, общим объемом 3,2 п.л.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 33 таблицы, 18 рисунков и схем, а также список литературы из 124 наименований, приложения.

Автор выражает благодарность научному руководителю доктору географических наук, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, профессору В .В. Добровольскому и доктору сельскохозяйственных наук, ведущему научному сотруднику почвенного института им В.В. Докучаева Ю.Н. Водяницкому за помощь, оказанную в процессе работы над диссертацией.

Автор искренне признателен кандидату географических наук, доценту кафедры геологии и геохимии ландшафта Л.В. Алещукину за внимание и постоянную помощь в выполнении аналитической части работы.

В первой главе представлена физико-географическая характеристика Северодвинско-Мезенского междуречья. В главе излагаются общие сведения о геоморфологии, геологическом строении, климате, природных водах, растительности, почвообразующих породах и почвах района исследования. Рассматриваются физико-географическое, почвенно-экологическое районирования данной территории. На основе статистических данных сделан ряд сводных таблиц.

Глава вторая освещает методики полевых и лабораторных исследований. При исследовании ландшафтно-геохимических особенностей Северодвинско-Мезенского междуречья было заложено и описано 24 пробных площади на четырех междуречных участках общей площадью 50 км 2.

На пробных площадях проводилось детальное описание геоморфологических условий, почвенных разрезов, растительных сообществ. Отбор проб почв проводился по генетическим горизонтам в соответствии с общепринятыми методиками (Глазовская, 1964; Евдокимова, 1987). Всего было отобрано 160 образцов почвенных горизонтов и почвообразующих пород.

Для сравнительного изучения геохимических особенностей растительности, в пределах фоновых участков проводился отбор ассимилирующих органов растений и мелких ветвей диаметром до 0,5 см, у наиболее распространенных древесных пород и кустарников. Отбирались образцы в разные фенологические фазы.

Для исследований физико-химических особенностей почв и почвообразующих пород были выполнены следующие анализы: определение гранулометрического состава, гидролитической и обменной кислотности, органического вещества почвы с использованием стандартных методик (Аринушкина,1970; Алещукин, 1971). Валовой химический состав почв и почвообразующих пород определяли рентгенфлуорссцентним методом. Содержание «оксалаторастворимых» соединений железа определяли по известному методу Тамма, дитиониторастворимых соединений железа по методу Мера - Джексона. Геохимически активные формы меди, марганца, цинка, железа в почвах, почвообразующих породах, золе растений, природных водах определяли атомно-абсорбционным методом.

Так же применялись некоторые специальные методы: магнитные, спектрофотометрические, колориметрические. Обработка получеппых данных осуществлялась с помощью методов математической статистики. Для оценки интенсивности основных геохимических процессов рассчитывались ландшафтно-геохимические коэффициенты.

Третья глава представлена анализом ландшафтно-геохимических особенностей Северодвинско-Мезенского междуречья

Почвообразующие породы района исследования преимущественно представлены моренными суглинками. Анализ гранулометрического состава почв междуречных участков выявил внутренние различия почв Северодвинско-Мезенского междуречья. Это обусловлено разнообразием и литологической неоднородностью самой породы (табл. 1.).

Таблица 1.

Гранулометрический состав почвообразующих пород междуречных участков, %

участок Глубина, Размер фракций, мм.

см 1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,001 <0,001

Северодвинский 90 11 25 44 20

Сия 50 14 34 39 13

Мезень 100 2 92 1 5

Голубино 85 16 34 37 13

На моренных отложениях изучаемого района формируются торфяно-слабоподзолистые, глееподзолистые иллювиально-железисто-гумусовые почвы. Нами эти почвы изучались на участках «Сия» и «Голубино». Почвы, чаще представлены в верхних горизонтах легким или средним суглинком, а низшие горизонты на порядок тяжелее. Результаты анализов гранулометрического состава глее-подзолистых и торфяно-подзолистых почв показывают, что в горизонте A2g не происходит значительного обеднения тонкой пылью и илом и перехода его по гранулометрическому составу к супеси. Характерной особенностью является равномерное содержание по всему профилю почвы фракции тонкого песка и средней пыли. По характеру распределения фракций фиксируется однородность строения профиля.

На участке «Северодвинский» распространены двучленные наносы. На таких почвообразующих породах формируются подзолы глеевые, контактно-глеевые, дерново-подзолисто-глеевые почвы, глееподзолистые иллювиально-железистые. Анализ гранулометрического состава почв данного участка отчетливо фиксирует двучленное строение профиля, обусловленное литологической неоднородностью породы. Это видно по характеру распределения отдельных фракций, особенно пылеватой и илистой, содержание которых в подстилающем наносе в 2-3 раза превышает их количество в кроющем наносе.

Определенный ареал занимают ландшафты, сформировавшиеся на песчаных наносах, почвы которых представлены железистыми, юшовиально-гумусовыми, иллювиально-гумусово-железистыми, контакгао-глсевыми иллювиально-железистыми подзолами. В районе исследования они получили широкое распространение на участке «Мезепь». В этих почвах установлено

относительное накопление в верхней чает иллювиального горизонта фракции крупной пыли и тонкодисперсной фракции, а также слабый вынос этих фракций из элювиального горизонта.

Сопоставляя данные анализов гранулометрического состава почв Севгродвинско-Мезенского междуречья и сопредельных территорий можно сделать вывод, что почвы исследуемые в нашей работе по гранулометрическому составу являются типичными для западной части северотаежной подзоны Европейской части России, где широкое распространение получили моренные отложения, двучленные породы и песчаные наносы.

Для более детального изучения почв и почвообразующих пород нами были проведены определения валового содержания их химического состава. Результаты представлены в таблице 2. Результаты исследования химического состава почвообразующих пород и почв свидетельствуют о высоком содержании кремнезема, особенно в элювиальном горизонте (до 84 %). Это напрямую связано, в изучаемых почвах, с обеднением подзолистого горизонта почти всеми минеральными ^ компонентами. В иллювиальном горизонте содержание большинства оксидов по сравнению с элювиальным горизонтом возрастает, хотя имеет место вынос илистых частиц. Отсутствие иллювиального накопления продуктов распада минеральной массы в профиле почвы объясняется рядом причин. К ним, прежде всего, относятся фульфокислотная природа гумусовых соединений, образующихся в мохово-торфяпистой подстилке отличающихся высокой миграционной способностью, и промывной водный режим.

При этом в целом можно констатировать повышение содержания в почвах и почвообразующих пород 8102, среднее содержание которого составляет 69 %. Среднее содержание в почвах А1203 (11%), Ре203 (3,5%) и МцО (1,5%). Наименее обеспечены почвы хромом, содержание которого не превышает сотые доли процента, и марганцем. В почвах тяжелого механического состава СаО характеризуется равномерным распределением по профилю, а в легких, происходит его вынос в нижележащие горизонты. МпО преимущественно накапливается в горизонте С или в органогенных , горизонтах.

г Данные почвы обладают высокой кислотпостью. Наиболее кислыми являются торф, подстилка

и подзолистый горизонт. Кислая реакция почв обусловлена образованием в хвойных лесах агрессивных органических кислот и соединений, увеличивающих концентрацию в почвенных растворах свободпых катионов водорода. Величина гидролитической кислотности в почвах изучаемого района изменяется в зависимости от характера механического состава и степени оподзоленности почв. Наименьшей величиной гидролитической кислотности обладают слабоподзолистые легкосуглинистые, супесчаные и песчаные почвы. Верхние органогенные горизонты почв обладают низкой степенью пасыщепности основаниями, особенно торфяные горизонты, в них насыщенность основаниями не превышает 10 %. Вниз по профилю идет значительное увеличение степени насыщенности основаниями. В почвообразующих породах степень насыщенности основаниями варьирует от 56 до 95 %

.Содержание органического вещества в разных типах почв существенно различается. В целом в органогенных горизонтах его количество варьирует от 4 % в дерново-подзолисто-глеевой почве до 98 % в торфе болотных почв. В глее-подаолистых и подзолистых почвах среднее содержание С орг в профиле составило 0,5 %, при этом максимальное количество С орг выявлено для иллювиального горизонта (без учета органогенных). Количество С орг в этом горизонте варьирует от 0,6 до 1,8 %. В некоторых глееподзолистых почвах выявлено значительное содержание С орг в горизонтах А^, что согласуется с литературными данными. Данный признак является генетическим для глееподзолистых почв. Содержание С орг в подзолистом горизонте рассматриваемых почв обусловлено, вероятно, тем, что в периоды осенне-весеннего переувлажнения из органогенного горизонта разной степени разложения сюда мигрирует значительное количество подвижных органических соединений. В минеральной части подзолов, содержание и распределение по профилю С орг довольно однотонно, что связано с легким гранулометрическим составом. В среднем, количество С орг в этих почвах достаточно высокое и составляет 1,35 %.

Таблица 2.

Валовой химический состав почв и почвообразующих пород Северодвинско-Мезенского междуречья, (%)

горизо нт 11, сш Иа20 МдО А1203 ЭЮ2 КаО СаО ТЮ2 Сг203 МпО Ре20з

А1в 8 0,938 1,192 12,836 73,931 1,882 0,932 0,728 0,009 0,080 2,629

А2Й 12 1,653 1,009 10,568 79,979 1,911 0,796 0,645 0,009 0,022 1,315

В1е 20 1,223 1,728 13,244 72,293 1,938 1,025 0,700 0,012 0,047 4,231

В2ё 36 1,137 2,160 13,138 - 72,944 2,288 1,043 0,743 0,017 0,066 4,111

С 46 1,402 2,770 14,908 65,258 2,609 1,181 0,888 0,015 0,112 7,467

А2 27 0,785 0,783 8,826 84,960 1,359 0,834 0,280 0,005 0,015 0,825

В1£й 62 1,534 1,423 12,573 72,755 1,799 0,898 0,383 0,007 0,039 3,005

В2Й 72 1,780 1,587 11,500 78,782 1,842 0,924 0,232 0,008 0,026 1,965

С 82 0,675 2,525 14,314 66,202 2,625 0,899 0,870 0,022 0,102 5,833

А0А1 4 0,923 1,018 9,738 48,079 1,260 0,659 0,742 0,014 0,046 3,217

А2 12 1,249 0,994 10,047 79,794 1,884 0,777 0,593 0,011 0,015 1,011

Вд 22 1,415 1,389 11,204 76,208 1,795 0,911 0,608 0,009 0,031 3,099

Сй 29 1,485 1,843 12,170 73,427 2,163 1,077 0,799 0,016 0,066 3,985

А0А1 4 0,654 0,789 8,801 35,077 0,879 0,746 0,659 0,012 0,044 2,979

А2 18 1,423 1,065 9,784 82,160 1,610 0,909 0,435 0,009 0,018 1,194

Вб 67 1,805 1,432 10,620 78,600 1,804 0,965 0,279 0,010 0,042 1,860

ВСй 87 1,444 2,336 12,460 71,933 1,852 0,914 0,359 0,009 0,031 2,605

С 90 1,368 2,447 13,429 68,607 2,319 1,259 0,697 0,015 0,056 4,799

Св 30 1,548 1,832 11,569 73,965 1,953 1,078 0,610 0,012 0,088 3,646

Гумус органогенных горизонтов в целом носит гуматный характер, при этом гуминовые кислоты горизонтов Т, АО, А2, а нередко и В1 в большей части или полностью состоят из фракции гуминовых кислот, свободных и связанных с ЯгОз. Для минеральных горизонтов северотаежных почв характерен фульвокислотный характер гумуса. Большая часть органического углерода в данных почвах представлена негидролизуемым остатком.

Важной задачей исследования являлась оценка содержания геохимически подвижных форм металлов в ландшафтах. При изучении характера миграции и аккумуляции геохимически активник форм меди, цинка, марганца и железа в почвах п почвообразующих породах было установлено, что наибольшее количество этих металлов аккумулируется органогенными горизонтами независимо от типа почв. При этом доля геохимически активных форм, марганца, и железа от валового содержат« в этих горизонтах составляет почтя 80 % . В минеральпой части почв на бескарбонатных породах медь, цинк, марганец выносятся из верхних горизонтов и частично аккумулируются в нижележащих. В ходе исследования было установлено, что суглинистые почвы содержат большее количество тяжелых металлов, чем песчаные.

■м > м впани«

Си Хп Мп Ре

Рис.1.Распределение по профилю геохимически активных форм тяжелых металлов в минеральной части подзола среднемощного иллювиально-железистого.

Биогеохимические особенности растений. Зольность хвои древесных пород на междуречных

участках варьирует от 1.9 % до 3,1 %. Наиболее высокой зольностью отличаются листья рябины

обыкновенной - 7,8 %. В травяно-мохово-кустарничковой ассоциации наиболее высокой зольностью

обладают болотные растения низинного типа. При сравнении количества кальция и магния в

растениях и в почвах, установили, что растения всего вдвое меньше содержат кальция и в десять раз

меньше магния, при этом магния в почве больше, чем кальция.

Были выявлены некоторые закономерности в биологическом поглощении микроэлементов органами древесных пород и кустарничков. Большая часть элементов энергично поглощается ветвями, у кустарничков - зелеными органами, В хвое ели и сосны, а так же листьях березы интенсивно накапливается марганец. Медь накапливается исключительно в ветвях как хвойных, так и лиственных пород, что согласуется с данными В.В. Добровольского (Основы биогеохимии, 2003). Наименьшее содержание цинка и марганца в растениях низинных болот. В лиственных породах концентрация марганца превышает концентрацию железа. Для хвойных пород установлена обратная тенденция.

Аккумуляторами железа в изученных ландшафтах являются мхи (Hylocomium, Pleurozium, Dicranum, Sphagnum magellanicum ,S. angustifolium) и черника (Vaccinium myrtillus). Для нашего района исследования основными тяжелыми металлами вовлекаемыми в биологический круговорот в процессе биологического поглощения являются марганец и цинк, железо имеет небольшой коэффициент биологического поглощения; но при этом у травяно-мохово-кустарничковой ассоциации Ко вдвое выше, чем Kg древесных пород.

Кб Си Zn Mn Fe

растительными ассоциациями.

Таблица 3. If

Коэф( шциент биологического поглощения

Растительная проба кб

Си Zn Mn Fe

Хвоя ели Picea excelsa 7 39 99 0,4

Ветви ели 12,5 54 77 0,3

Хвоя сосны Pinns silvestris 23,4 160 69 0,5

Ветви сосны 33 125 40 0,5

Лист рябины Sorbus aueuparia 7,2 55 70 0,5

Ветви рябины 10,6 58 78 0,4

Лист березы Belula verrucosa 7,2 81 108 0,5

Ветви березы 14 93 92 0,4

Зеленые органы брусники 45,4 77 36 0,85

Лист брусники V.vitis-idaea 32,6 77 59 0,77

Зеленые органы черники 12 40 112 0,98

Лист черники V. myrtiilus 15,8 15 108 0,4

Зеленые мхи Hylocomium 14 8,3 34 2,12

Щитовник Dryopteris spinulosa 12,3 12,2 19 0,8

Хвощ Equisetum silvaticum 13,8 4,8 6,9 0,6

При изучении особенностей водной миграции химических элементов в поверхностных водах конкретной территории важным геохимическим показателем - мерой интенсивности водной миграции химических элементов -является коэффициент водной миграции Кв.

Таблица 4.

Средние величины коэффициентов водной миграции (Кв) макроэлементов в речных водах

в условиях осадочпых пород Са N3 К Б С1 Р 81 Ре А1

1 6.1 3.3 5.05 0.25 20.6 282 0.26 0.11 0.13 0.002

2 0.5 0.95 83.3 2.1 51.4 300 0.51 1.11 1.14 0.004

1 - использованы кларки «глины+сланцы» А.П. Виноградова (1962);

2 - использованы кларки карбонатных пород К.Турекяна К. Ведеполя (1961)

В условиях доминирования осадочного комплекса карбонатных пород в сложении водосборов рек Архангельской области увеличиваются значения Кв щелочных металлов и кремния. Интенсивность водной мшрации щелочно - земельных металлов при этом снижается (табл. 4). Для кремния, калия, натрия, кальция интенсивность миграции находится в зависимости от кларков этих элементов, которым свойственны большие колебания в рассматриваемых типах горных пород. Сравнение концентраций макроэлементов в воде рек изучаемого района со средними концентрациями их в репных водах РФ подтверждают данные В.В.Добровольского (2005) о том, что в поверхностных водах гумидпых таежных областей происходит активная миграция крупных масс хлора, натрия и магпия. Повьпнение величин концентраций сульфат-иона, кальция и бикарбонат-иона над величинами средних концентраций - обусловлены своеобразием литологаческого строения данной конкретной территории (В.В.Добровольский, 2003).

Большую роль в миграции микроэлементов в речных водах играет физико-химическая фиксация металлов на поверхности твердых, взвешенных в воде частиц. Вычисление значений Кв микроэлементов: цинка, марганца, меди в воде показало, что самым активным мигрантом в поверхностных водах является цинк (Кв - 3,7), наимепее - марганец (Кв - 0,04). Существенная геохимическая особенность речных вод района исследования - пониженное содержание меди, цинка и марганца по сравнению со средним содержанием этого металла в речных водах Мира (В.В.Добровольский, 2006). Установлено, что участие карбонатных пород в сложении водосборов увеличивают численное значение Кв марганца с 0,4 до 21,6 за счет уменьшения содержания этого металла в карбонатсодержащих породах.

Индикаторная роль железа в ссвсротаежных ландшафтах на примере Северодвинско-Мезенского междуречья рассмотрена в четвертой главе диссертационного исследования. В природных условиях северной тайги формы нахождения железа весьма чувствительно реагируют на изменения окислительно - восстановительных и кислотно-щелочных условий и по этой причине являются выразительными индикаторами геохимического состояния ландшафтов. Соединения железа находятся в двух- и трехвалентной форме, и представлены несколькими группами. Валовое

железо традиционно делится на две труппы: силикатное и свободное (несшшкатног). Железо г свободной форме не входит в состав первичных силикатов п поэтому широко вовлекается в гаперггнные процессы. Свободная форма железа в свою очередь представлена: окрпстахтшовзнног! и ренттенаморфной + слабоокрпсталлизованной формами. И в той и другой форме присутствует и двух- н трехвалентное железо.

По методу Мера-Джексона вытяжка дитионит-цптрат-бикарбоната натрия предназначена дм определения общего количества железа, сосредоточенного в составе (гидр)оксидов -дитиошпрастворимые формы железа РегОздит. По методу Тамма, вытяжка кислого оксалата аммония характеризует содержание соединений железа в составе как силикатов так и по-видимому физико-химически связанного железа на высокодисперсных силикатах Ре^Озокс.

Изучение форм железа методом ЯГР позволило установить, что одновременное нахождение железа в двух- и трехвалентной форме обусловлено тем, что большая часть кислорода идет не на окисление железа, а на окисление органического вещества. Достаточно низкий коэффициент окисления в элювиальных горизонтах (0,53) свидетельствует о значительных различиях окислительно-восстановительных обстановке в верхних горизонтах. Коэффициент окисления железа почвообразующих пород, выше чем в почве, но и он не высокий (0,75), что так же свидетельствует о различиях окислительно-восстановительной обстановки на глубине 1 метра.

Установлено, что почвы изучаемых лшщшафтов отличаются высоким содержанием силикатных форм железа, более 60 %, что свидетельствует о слабом оксидогенезе железа.

В условиях переувлажнения высока доля форм железа извлекаемы« вытяжкой Тамма. Их отношение к количеству дитиошпрастворимых соединений (Ре<,кс / Редот ) в данных условиях составляет 0.6 и более. В ландшафтах, где в почвах отсутствуют признаки переувлажнения (оглеения), доля форм железа извлекаемых вытяжкой Тамма составляет, в среднем, не более 35 %, а их отношение к дитионитрасгворимым, составляет менее 0,5. Почвы легкого гранулометрического состава, на участках не подверженных переувлажнению, содержат в среднем в 1,5 раза меньше Ре203окс., чем почвы тяжелого гранулометрического состава.

В автономной позиции рельефа в геохимических условиях ельника-кисличного в профиле дериово-слабоподзолисто-глеевой почвы средневзвешенное содержание валового железа составляет б %, что выше кларкового содержания в почвах - 5,4 % (по Виноградову). Характер распределения железа по профилю свидетельствует о выносе железа из верхних горизонтов. Содержание валового и дитионитрастворимого железа увеличивается вниз по профилю. Средневзвешенное значение дитионитрастворимых соединений железа составляет М = 1,4 %, что обуславливает низкое содержание доли последних М (Ре Ш1Г/ Ре кщ) = 0,2 %, характер распределения по профилю близок к равномерно элювиальному (8=0,36). Распределение по профилю соединений железа извлекаемых вытяжкой Тамма имеет слабоэлювиальпый характер (8=0,46). В геохимических условиях сосняка-черничного, в трансэлювиальной позиции рельефа глее-подзолистые илшовиально-железистые почвы характеризуются средним содержанием валового железа. Средневзвешенное по профилю

количество РегОз составляет 2,8 %. Распределение железа по профишо носит слабоэлювнальный, близкий, к равномерно элювиальному характер Это свидетельствует об интенсивном выносе железа из верхних горизонтов.

В трансаккумулятивном ландшафте в профиле подзолов контактно-глеевых средневзвешенное количество валового железа составляет 2,0 %, что относит его условно к слабоожелезненным почвам. Характер распределения по профилю изученных форм железа близок к равномерно элювиальпому. В отличие от подзолов контактно-глеевых, подзолы глеевые занимающие трансэлювиальную позицию в рельефе имеет слабоаккумулятивный характер профильного распределения дитионитрастворимых соединений железа (Э = 0,53), что свидетельствует о накоплении железа в верхних горизонтах и незначительном выносе его из нижних. Это связанно с небольшой глубиной профиля, всего 35 см. При этом распределение по профилю валового железа носит более или менее монотонный характер.

В трансэлювиальных ландшафтах па песчаном напосс в геохимических условиях сосняка-брусничного в подзолах контактно-глеевых иллювиально-гумусовых средневзвешенное количество дитионитрастворимых форм железа составляет 0,37 %, что в полтора раза меньше чем в подзолах подстилаемых суглинистой мореной. Такая тенденция наблюдается и при характеристике распределения соединений железа извлекаемых вытяжкой Тамма (М = 0,18 ). Глсеподзолистые иллювиально-железистые (гумусовые) почвы расцоложснпые в разных ландшафтно геохимических обстановках междуречных участках изучаемой территории характеризуются общностью в распределении форм железа по профилю, которое носит слабоэлювиальный характер. Средневзвешенное содержание валового железа в среднем составляет 2,5 %, дитионитрастворимых форм - 0,7 %, форм железа извлекаемых вытяжкой Тамма - 0,5 %. В болотных ландшафтах характер распределения по профилю дитионитрастворимых соединений железа слабоэлювиалытьтй, близкий к равномерно - элювиальному. Торфяная болотная верховая почва на песчаном наносе, в целом обеднена (гидр)оксидами железа. Напротив, торфяная болотная низинная характеризуется высоюм, по сравнению с торфяной болотной верховой, средневзвешенным количеством железа всех форм: М (Ре203 вал) = 0,9 %; М (7е203 дат) = 0,4 %; М (Ре203 0кс) = 0,33 %. В профиле подзолшлой остаточно карбонатной почвы содержание дитионитрастворимых форм железа увеличивается вниз по профилю, средневзвешенное количество составило 1,7 %. Для почв изучаемой территории данный показатель самый высокий, объясняется это влиянием карбонатов снижающих подвижность железа, что способствуют его накоплению в нижней части профиля, а не в иллювиальном горизонте

На основании выше изложенного можно сделать следующие выводы: Средневзвешенное количество свободных форм железа уменьшается от автоморфпых к гидроморфным почвам; Доля форм железа извлекаемых вытяжкой Тамма, тем выше, чем сильнее проявляется гидроморфизм; Распределение по профишо дитионитрастворимых и извлекаемых вытяжкой Тамма форм железа, в целом, носит слабоэлювиальпый характер. Это свидетельствует о выносе свободных соединений железа из поверхностных горизонтов независимо от степени гидроморфизма. Исключение

составляют почвы, сформировавшиеся на песках, и почвы, имеющие неоолыпую глубину профиля (до 40 см). Они имеют слабоаквумуляшвный характер, близкий к недифференцированному.

1.6 1.4 1,2 1

г.т, % о,8 0.6 0,4 0.2 0

-Г?

иг

о*

«Г

¿Г

ландшафты

-Гс дит! -Реокс

Рис.3. Средневзвешешюе значение (М) дитионитрастворимых (Ре дат) и извлекаемых вытяжкой Тамма (Бе оке) форм железа в почвах разных ландшафтов.

ландшафты

И Ре дат □ Ре оке

Рис. 4. Показатель аккумулятивное™ (Б) дитонитрастворимых (Ре дат) и извлекаемых вытяжкой Тамма ( Ре оке) форм железа в почвах разных ландшафтах

Мзгштшя восприимчивость почв и почвообразующих пород

Магнитными методами установили количество и качество (гидр)оксидов железа содержащихся в почвах. Обычно магнитную восприимчивость вычисляют для единицы массы и называют удельной магнитной восприимчивостью. Нами измерялась магнитная восприимчивость для единицы массы почвы.

Анализ полученных данных по магнитной восприимчивости почв междуречных участков выявил невысокую восприимчивость (гидр)оксидов железа. Это позволяет установить, что для почв данного района исследования характерно наличие слабомагнитных (гидр)оксвдов железа. При этом магнитная восприимчивость гидроморфных почв значительно ниже магнитной восприимчивости автоморфных.

В целом, распределение магнитной восприимчивости в минеральных горизонтах подчиняется общей закономерности, которая отражается в увеличении магнитной восприимчивости вниз по профилю. Для многих почв магнитная восприимчивость органогенных горизонтов выше, чем материнской породы. Возможно, это является следствием концентрации сильномагнитных соединений в подстилке. Рапсе это было установлено и описано в работах Ю.Н. Водяницкого, В.Ф. Бабанина, A.B. Иванова, В.В. Морозова. Так, в почвах под ельником черничным в горизонте А0А1 магнитная восприимчивость составила 385 * 10"8 (м3 / кг). Но это характерно не для всех почв. Высокую магнитную восприимчивость гумусовых горизонтов автоморфных почв связывают с новообразованием магнетита и маггемита (В.Ф. Бабанин, 1995; Л.А. Обыденова, 2003).

Рис. 5. Распределение магнитной восприимчивости по профилю подзола контактно-глеепого иллювиальпо-гумусового (разрез 102)

1 - Хисх; 2 -хРе дат; 3 - хРе оке

г *1ав(м3/кг)

О 20 40 60

Рис. 6. Распределение магнитной восприимчивости в профиле дерново-подзолисто-глеевой почвы (разрез 3)

1 - г исх; 2 - % Ре дат; 3 - % Ре оке

Таблица 5.

Магнитная восприимчивость (%'Ю "8м3/ кг) почв междуречных участков до и после обработки __ реактивом Мера-Джексона или Тамма __

Горизонт Глубина, см %исх ЗСГсдаг X Ре оке ХРсгОз Яп ХРегОзокс X Р^Оз оксУ X Ре20зд,п.

участок «Северодвинский»

3 разрез, дерново-слабоподзолисто-глеевая на двучленном наносе

А1е 2-8 41,5 31,8 37,8 1200 670 0,6

А2Й 8-12 6 5,1 5,3 215 260 1,2

В1я 12-20 13 11,1 11,3 140 165 1,1

В2е 20-36 33,8 18,8 25,4 1130 1270 1,1

С от 36 27,6 18,6 27 330 -370 1,1

4 разрез, глееподзолистая иллювиално-железистая, легкосуглинистая на среднесуглинистой морене

А2 6-27 3 3,5 3,4 -140 -1000 7

В1£к 27-62 10,5 10,2 10,1 20 40 2

В2Й 62-72 16,5 13,7 13,8 300 435 1,4

С от 72 25,3 18,4 23 380 310 0,8

103 разрез, подзол глеевый, супесчаный на легкосупганистой морене

АоА1 3-6 383,5 278,8 376,6 6087 1643 0,3

А2 6-12 3,0 3,4 3,0 -200 0 -

Вй 12-22 6,5 4 3,7 103 214 2,1

Сй от 22 30,5 24,6 23,9 4538 6000 1,4

Далее образцы почв были обработаны реактивом Мера-Джексопа или Тамма, после чего

измерена магнитная восприимчивость остатков почвы. После обработки отмечается снижение

магнитной восприимчивости за счет растворения сильномагнитных минералов, что подтверждают

данные Ю.Н. Водяницкого (1996). Магнитная восприимчивость практически не меняется после обработки реактивом Тамма или Мера-Джексона, если исходная магнитная восприимчивость меньше 5 * 10'8 (м3 / кг)

Таким образом, анализ полученных данных позволяет нам сделать следующие выводы: В почвах изучаемого района преобладают слабомапштныс (гидр)оксиды железа; Гидроморфизм оказывает существенное влияние па магнитную восприимчивость, снижая её значения в почве; Гранулометрический состав влияет на характер содержащихся в почве (гидр)оксидов железа; Высокие значения магнитной восприимчивости в органогенных и органомиперальных горизонтах являются следствием концентрации сильномагнитных соединений в подстилке,

О типе растворенных (гидр)оксидов железа в нашей работе судили по величине их магнитной восприимчивости х Гс203дит ; X Fc203ukc. Высокие значения xf«203 (дет) (оке) указывают на значительное участие в вытяжках сильномапштпых оксидов железа: магнетита или маггемита. Почвы северотаежной зоны Архангельской области содержат гораздо меньше сильно магнитных оксидов железа, чем например, почвы Предуралья. Об этом говорят низкие значепия исходной магнитной восприимчивости (3-30) *10"8 см3/ кг ). Но снижение содержания сильно магнитных оксидов в результате переувлажнения в нашем регионе происходит неравномерно: маггемит растворяется почти полностью, тогда как магпетиг в какой-то степени сохраняется.

В отличие от магнитной восприимчивости дитиониторастворимых соединений, низкие величины магнитной восприимчивости соединений железа извлекаемые вытяжкой Тамма чаще встречаются в автоморфных горизонтах при среднем уровне исходной магнитной восприимчивости. Эта магнитная восприимчивость обусловлена отсутствием глеегенеза.

Было отмечено максимальное значение магнитной восприимчивости соединений железа извлекаемых вытяжкой Тамма в элювиальном горизонте гидроморфных почв. Например, в торфянб-нодзолисто-глеевой (1 разрез) xfc203oko =1190; в торфяной болотной верховой (101 разрез) % гсгозок ~ 5000. При этом исходная магнитная восприимчивость в этих образцах не превысила 3 * 10 " 8. Нулевые и отрицательные значения, но мнению Ю.Н. Водяницкого, свидетельствуют о наличие артефакта в ходе экстракции железа, что проявляется в образцах с низкой исходной магнитной восприимчивостью.

Таким образом, полученные в процессе изучения магнитной восприимчивости растворенных соединений железа данные позволяют сделать следующие выводы: 1.Характерной чертой северотаежных почв Архангельской области является низкое содержание магнетита; 2. В верхних горизонтах, развивающихся под торфом показания % гегозже значительно выше по сравнению с нижележащими горизонтами, что возможно связанно с образованием в этих горизонтах тонкого магнетита. 3. Используя данные мсссбауэровской спектроскопии можно еще раз убедительно сказать, что между магнитной восприимчивостью и содержанием железа, связанного с магнетитом и магтемитом есть корреляция. Это указывает на то, что магнетит и маггемит определяют высокую,

относительно других образцов, магнитную восприимчивость. А гематит, являющийся слабым. но устойчивым ферромагнетиком определяет фоновую магнитную ЕосприимчиЕоегь образцов.

Выводы и основные положения выносимые на защиту

Геохимия ландшафтов Северодвинско-Мезепского междуречья имеет как зональные особенности, так и четкие региональные признаки.

1 Природные уровни содержания химических элементов в значительной степени предопределены химическим составом почвообразующих пород. Металлами, наиболее активно вовлекаемым в биологический круговорот являются марганец и цинк. Наименьшим коэффициентом биологического поглощения обладает железо, несмотря на его самые высокие концентрации в северотаежных ландшафтах. При этом наибольшие значения коэффициента биологического поглощения железа характерны для травяно-мохово-кустарннчковых ассоциаций. Максимальное количество геохимически активных форм тяжелых металлов аккумулируются в органогенных горизонтах почв. В минеральной части почв на бескарбонатных породах междуречных участков геохимически активные формы металлов имеют элювиальный характер распределения. Наиболее активными мигрантами в поверхностных водах изучаемого района является цинк (Кв = 3,7), наименее активным - марганец (Кв = 0,04).

2. Железо в изучешшк ландшафтно-геохимических обстановках является типоморфным элементом и представлено различными формами, имеющими индикационное значение. Доля форм железа, извлекаемых вытяжкой Тамма, зависит от степени гидроморфизма. Чем сильнее проявляется гидроморфизм, тем выше доля Ре203 оке. Распределение по профилю почв дитионитрастворимых и форм железа, извлекаемых вытяжкой Тамма, носит слабоэлювиалышй характер, при этом происходит вьшос дитионитрастворимых форм железа из поверхностных горизонтов независимо от степени гидроморфизма. Исключение составляют почвы, сформировавшиеся на песчаных наносах, для которых характерен слабоаккумулятивный характер профильного распределения. Оксидогенез железа в почвах изучаемого региона выражен слабо. Оксидогенез железа проявляется преимуществеппо в почвах тяжелого гранулометрического состава в форме пшергенного гематита и гидрогетита. В почвообразующих породах констатированы магнетит и маггемит

3. Магнитная восприимчивость почв характеризуется пизкими значениями и закономерно снижается при усилении степени гидроморфизма. В почвах Северодвинско-Мезенского междуречья преобладают слабомагнитные (гидр)оксиды железа, за исключением подстилок, где происходит концентрация сильномагнитных соединений.

4. Собранный впервые на территории Северодвинско-Мезенского междуречья обширный исходный материал, характеризующий особенности геохимии ландшафтов региона, наличие и концентрации геохимически акшвкых форм марганца, цинка, меди и железа, определяющих в значительной степени состояние природных комплексов, может быть использован при организации и осуществлении комплексного экологического мониторинга за состоянием окружающей среды.

Основные публикации по теме диссертации

1. Балеева (Чапыгина) Н.В. Почвенно-экологическое районирование региона Архангельской области в пределах Восточно-Европейской равнины. // Научно-теоретическая межвузовская конференция с международным участием «V Царскосельские чтения» - С-Пб.: ЛГОУ, 2001, стр. 33-36(0,185 пл.).

2. Балеева (Чапыгина) Н.В Почвы как компонент природной среды. // XIII Ломоносовские международные чтения. Состояние и проблемы непрерывного экологического образования и охраны окружающей ореды: Тезисы докладов III научно-практической конференции. - Архангельск: Поморский государственный университет, 2001, стр. 109-111 (0,125 пл.).

3. Балеева (Чапыгина) Н.В. Почвенно-экологическое районирование и структура земельного фонда Архангельской области. // Сборник научных трудов молодых ученых, аспирантов, студентов «С именем Ломоносова - в XXI век». - Архангельск, 2001, стр,205-207 (0,125 пл.).

4. Балеева (Чапыгина) Н.В. Северотаежпые лесные почвы водоразделов. Хозяйственное использование (на примере региопа Архангельской области). // Гидроморфные почвы - генезис, мелиорация и использование. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции. -Москва: МГУ, факультет почвоведения, 2002, стр. 75-76 (0,08 пл.).

5. Чапыгина Н.В. Энтропия как показатель степени дифференциации признака в почвенном профиле. // Научные труды МПГУ. Серия; естественные науки. Сборник статей. - М.: ГНО Изд-во «Прометей» МПГУ, 2006, стр. 481-482 (0,08 пл.).

6. Наквасина E.H., Балеева (Чапыгина) Н.В, Балеева В.А. Почвенно-экологическое районирование Архангельской области. Методическая разработка. - Архангельск, Поморский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 2001,19 с. (1,2 пл.) Авторский вклад 50 %.

7. Чапыгина Н.В. Численная оценка степени аккумулятивности и дифференциации признака в профиле почвы. Методическая разработка. - Москва, МПГУ, 2005,23 с. (1,5 пл.).

Подл, к печ. 15.06.2006 Объем 1 п.д. Заказ №. 139 Тир 100 экз.

Типография МПГУ

хоо С ft

Р25276

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Чапыгина, Наталья Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

СЕВЕРОДВИНСКО-МЕЗЕНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

1.1 Геолого-геоморфологический очерк

1.2 Климат и воды

1.3 Растительность

1.4 Почвообразующие породы и почвы

Глава 2. МЕТОДИКА ПОЛЕВЫХ И

ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Полевые исследования

2.2 Лабораторные исследования

2.3 Обработка аналитических результатов

Глава 3. АНАЛИЗ ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ СЕВЕРОДВИНСКО-МЕЗЕНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

3.1. Геохимия природных ландшафтов района исследования

3.1.1. Физико-химические свойства почвообразующих пород и почв

3.1.1.1. Химический состав почвообразующих пород и почв

3.1.2. Состав гумуса

3.1.3. Геохимически активные формы тяжелых металлов в почвообразующих породах и почвах

3.1.4. Биогеохимические особенности растений

3.1.5. Геохимически активные формы тяжелых металлов в растениях

3.1.6. Гидрохимия природных вод

3.1.7. Водорастворимые формы тяжелых металлов

Глава 4. ИНДИКАТОРНАЯ РОЛЬ ЖЕЛЕЗА В СЕВЕРОТАЕЖНЫХ ЛАНДШАФТАХ (НА ПРИМЕРЕ СЕВЕРОДВИНСКО МЕЗЕНСКОГО

МЕЖДУРЕЧЬЯ)

4.1. Формы железа в почвах

4.2. Закономерности соотношения форм железа в почвах и почвообразующих породах

4.3. Распределение форм железа по почвенному профилю

4.4. Магнитная восприимчивость почвообразующих пород и почв

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геохимия северотаежных ландшафтов и индикаторная роль железа"

Актуальность исследования продиктована высоким природно-ресурсным потенциалом Северодвинско-Мезенского междуречья, как одного из регионов определяющих перспективы устойчивого хозяйственного развития Архангельской области. В работе предпринята попытка выявления и анализа основных ландшафтно-геохимических особенностей региона, изучения различных форм нахождения железа в ландшафтно-геохимических обстановках для формирования информационного банка данных с целью организации и осуществления эколого-геохимического мониторинга состояния природно -территориальных комплексов рассматриваемого региона и выявления конкретных последствий антропогенного воздействия.

Изучение, оценка масштабов и форм проявления оксидогенеза железа является перспективным направлением изучения гидроморфных почв, т.к. именно железо, как типоморфный элемент ландшафтов таежно-лесной зоны, наиболее чутко реагирует на изменение окислительно-восстановительных условий. Избранный в качестве объекта исследования район Северодвинско-Мезенского междуречья расположен на севере Русской равнины в зоне тайги, характеризуется чрезвычайно низким уровнем транспортной доступности. При этом является районом приоритетного перспективного хозяйственного освоения Севера Европейской части России.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является выявление, обобщение и изучение особенностей геохимического состояния Северодвинско-Мезенского междуречья и анализ индикаторной роли железа в ландшафтно-геохимических обстановках, их типологизация. В соответствии с целью исследования были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выявление общих ландшафтно-геохимических особенностей района исследования;

2. Определение уровней концентрации геохимически активных форм рассеянных металлов (марганца, цинка, меди, железа) в почвообразующих породах, почвах, растениях и природных водах междуречных участков;

3. Исследование различных форм железа, как типоморфного элемента таежно-лесной зоны, в почвообразующих породах и почвах, закономерности соотношения этих форм, их распределение по профилю;

4. Изучение магнитной восприимчивости почвообразующих пород и почв междуречных участков.

Полевые исследования проводились автором в ранее не обследованном районе в течение 7 лет (с 1998 г. по 2005 г.). Объектами исследования выступили четыре участка Северодвинско-Мезенского междуречья, в пределах которых детально были изучены 24 пробных площади. Проведено описание геоморфологических условий, почвенных разрезов, растительных сообществ. Выполнено свыше тысячи анализов. Большая часть аналитических исследований была выполнена автором в лаборатории геологии и геохимии ландшафта МПГУ. Валовой химический состав почв и почвообразующих пород, оценка магнитной восприимчивости производились в лабораториях почвенного института им. В.В.Докучаева. Минералогический анализ методом мессбауэровской спектроскопии осуществлялся в лаборатории института стали и сплавов. Спектрофотометрический анализ был выполнен на кафедре материаловедения экономической академии им. Плеханова.

Научная новизна. До настоящего времени специальные ландшафтно-геохимические исследования на территории Северодвинско-Мезенского междуречья не проводились. Впервые на выбранной территории были опробованы, наряду с широко известными методами, новые оригинальиые методики, основанные на математическом моделировании. Исходя из показателей, полученных в результате изучения проб, были установлены природные уровни содержания рассеянных металлов в почвообразующих породах, почвах, растениях, природных водах. Определены концентрации и соотношения некоторых форм железа, их профильное распределение, что формирует общее представление об оксидогенезе железа в северотаежных ландшафтах. Впервые на территории Северодвинско-Мезенского междуречья была опробирована современная оптическая система CIE-L*a*b* для количественной характеристики цвета с целью диагностики параметров гидроморфизма почв.

Практическая значимость. Полученные результаты могут служить информационным банком данных состояния природных комплексов рассматриваемого региона, использоваться экологическими службами для организации эколого-геохимического мониторинга на территории Северодвинско-Мезенского междуречья; землеустроительными и лесоустроительными организациями с целью выявления пригодности земель разной степени гидроморфности для хозяйственного использования; для создания геохимических карт отдельных районов Архангельской области; также в курсах изучения географии почв с основами почвоведения и геохимии ландшафтов, в курсе физической географии родного края.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных статей и 2 методические разработки, общим объемом 3,2 п.л.

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Чапыгина, Наталья Владимировна

Результаты исследования химического состава почвообразующих пород и почв свидетельствуют о высоком содержании кремнезема, особенно в элювиальном горизонте (до 84 %). Это напрямую связано с выявлением, в изучаемых почвах, элювиальной дифференциации - обеднением подзолистого горизонта почти всеми минеральными компонентами.

В иллювиальном горизонте содержание большинства оксидов по сравнению с элювиальным горизонтом возрастает, но все же преобладает вынос илистых частиц. Иллювиального накопления, не происходит. Отсутствие иллювиального накопления продуктов распада минеральной массы в профиле почвы объясняется рядом причин. К ним, прежде всего, относятся фульфокислотная природа гумусовых соединений, образующихся в мохово-торфянистой подстилке отличающихся высокой миграционной способностью, и промывной водный режим (Подзолистые почвы., 1980).

Химические свойства почв и почвообразующих пород междуречных участков приведены в таблице 3.6. Данные почвы обладают высокой кислотностью. Наиболее кислыми являются торф, подстилка и подзолистый горизонт. В торфяном (Т) горизонте, рН (Н20) изменяется от 3,1 до 3,9. В АО рН в среднем равен 3,7. В подзолистом горизонте кислотность колеблется от 3,6 до 4,6 в почвах на бескарбонатной морене и от 4,2 до 5,3 на карбонатной. Кислая реакция почв обусловлена образованием в хвойных лесах агрессивных органических кислот и соединений, увеличивающих концентрацию в почвенных растворах свободных катионов водорода.

Величина гидролитической кислотности в почвах изучаемого района изменяется в зависимости от характера механического состава и степени оподзо-ленности почв. Наименьшей величиной гидролитической кислотности обладают слабоподзолистые легкосуглинистые, супесчаные и песчаные почвы. При рассмотрении профильного распределения гидролитической кислотности максимальная величина характерна для органогенных горизонтов, но часто в данных почвах наблюдается второй максимум в иллювиальном горизонте. Причиной явления несогласованности рН и высокой гидролитической кислотности в иллювиальных горизонтах является наличие в них реакционно-способных лег-когидролизуемых частиц твердой фазы. В данном случае слабые кислоты приобретают способность к диссоциации при рН, часто не свойственной самой почве. При диссоциации кислотных компонентов в жидкой фазе появляется ион водорода, а почвено поглощающий комплекс приобретает дополнительный отрицательный заряд (Воробьева, 1998).

Верхние органогенные горизонты почв обладают низкой степенью насыщенности основаниями, особенно торфяные горизонты, в них насыщенность основаниями не превышает 10 %. Вниз по профилю идет значительное увеличение степени насыщенности основаниями. При этом, часто наблюдается ее снижение в иллювиальном горизонте по сравнению с выше и ниже лежащими горизонтами, что вполне является закономерным, учитывая повышение значения гидролитической кислотности в этих горизонтах. В почвообразующих породах степень насыщенности основаниями варьирует от 56 до 95 %.

Содержание гумуса в разных почвах на разных междуречных участках различно. Так в дерново-подзолисто-глеевой почве участка «Северодвинский», содержание С орг составило в аккумулятивном горизонте 4 %, в минеральной части его количество в среднем составило 1 %. В глее-подзолистых и подзолистых почвах среднее содержание С орг в профиле составило 0,5 %, при этом максимальное количество С орг выявлено для иллювиального горизонта (без учета органогенных). Количество С орг в этом горизонте варьирует от 0,6 до 1,8 %. В некоторых глееподзолистых почвах выявлено значительное содержание С орг в горизонтах A2g, что согласуется с литературными данными. Данный признак является генетическим для глееподзолистых почв. Содержание С орг в подзолистом горизонте рассматриваемых почв обусловлено, вероятно, тем, что в периоды осенне-весеннего переувлажнения из органогенного горизонта разной степени разложения сюда мигрирует значительное количество подвижных органических соединений. (Подзолистые почвы., 1980). В минеральной части подзолов, содержание и распределение по профилю С орг довольно однотонно, что связано с легким гранулометрическим составом. В среднем, количество С орг в этих почвах достаточно высокое и составляет 1,35 %.

Максимальное количество С орг содержат торфяные горизонты, их значение достигают почти 98 % (после прокаливания). Иногда торфяная толща низинного болота в результате нисходящих потоков с вышележащих участков содержит значительную примесь пылевато-иловатых и песчаных частиц, что в свою очередь влияет на определение С орг, снижая его показатели. В минеральной части болотных почв также содержится значительное количество С орг, в отдельных случаях, например в горизонте Bg торфяной болотной верховой почвы, количество С орг составило почти 2,85 %.

С точки зрения химического состава почв можно констатировать обогащение их кремнеземом, среднее содержание которого составляет 69 %. Так же высоко содержание в почвах оксидов алюминия (11%), оксидов железа (3,5%) и оксидов магния (1,5%). Наименее обеспечены почвы хромом, содержание которого не превышает сотые доли процента, и марганцем. В почвах тяжелого механического состава СаО характеризуется равномерным распределением по профилю, а в легких, происходит его вынос в нижележащие горизонты. МпО преимущественно накапливается в горизонте С или в органогенных горизонтах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные в рамках диссертационной работы исследования геохимии северотаежных ландшафтов и индикаторной роли железа позволили сделать ряд следующих выводов и рекомендаций:

1. Геохимия ландшафтов Северодвинско-Мезенского междуречья имеет как зональные особенности, так и четкие региональные признаки.

2. Природные уровни содержания химических элементов в значительной степени предопределены химическим составом почвообразующих пород. Металлами, наиболее активно вовлекаемым в биологический круговорот являются марганец и цинк. Наименьшим коэффициентом биологического поглощения обладает железо, несмотря на его самые высокие концентрации в северотаежных ландшафтах. При этом наибольшие значения коэффициента биологического поглощения железа характерны для травяно-мохово-кустарничковых ассоциаций. Максимальное количество геохимически активных форм тяжелых металлов аккумулируются в органогенных горизонтах почв. В минеральной части почв на бескарбонатных породах междуречных участков геохимически активные формы металлов имеют элювиальный характер распределения. Наиболее активными мигрантами в поверхностных водах изучаемого района является цинк (Кв = 3,7), наименее активным - марганец (Кв = 0,04).

3. Железо в изученных ландшафтно-геохимических обстановках является типоморфным элементом и представлено различными формами имеющими индикационное значение. Доля форм железа, извлекаемых вытяжкой Тамма, зависит от степени гидроморфизма. Чем сильнее проявляется гидроморфизм, тем выше доля Fe203oKC. Распределение по профилю почв дитионитрастворимых форм железа и извлекаемых вытяжкой Тамма, носит слабоэлювиальный характер, при этом происходит вынос дитионитрастворимых форм железа (FeflMT ) из поверхностных горизонтов независимо от степени гидроморфизма, исключение составляют почвы сформировавшиеся на песчаных наносах, для которых характерен слабоаккумулятивный характер профильного распределения. Оксидогенез железа в почвах изучаемого региона выражен слабо. Преимущественно в почвах тяжелого гранулометрического состава оксидогенез проявляется в форме гипергенного гематита и гидрогетита. В почвообразующих породах констатированы магнетит и маггемит

4. Магнитная восприимчивость почв характеризуется низкими значениями и закономерно снижается при усилении степени гидроморфизма. В почвах Северодвинско-Мезенского междуречья преобладают слабомагнитные (гидр)оксиды железа, за исключением подстилок, где происходит концентрация сильномагнитных соединений.

5 Использование новых методов (вычисление коэффициента аккумулятивности и индекса дифференциации признаков в почвенном профиле, колориметрический метод) позволили более точно определить степень гидроморфизма и установить индексацию почв.

6. Собранный впервые на территории Северодвинско-Мезенского междуречья обширный исходный материал, характеризующий особенности геохимии ландшафтов региона, наличие и концентрации геохимически активных форм марганца, цинка, меди и железа, определяющих в значительной степени состояние природных комплексов, может служить в качестве информационной базы данных и использоваться для организации и осуществления комплексного экологического мониторинга за состоянием окружающей среды.

7. Геохимическая уникальность ландшафтов Северодвинско-Мезенского междуречья выражена чрезвычайно ярко и может являться объектом дальнейших специальных биогеохимических и генетических исследований.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Чапыгина, Наталья Владимировна, Москва

1. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.,: Гидрометеоиздат, 1970. 444 с.

2. Алексеенко В.А. Геохимия ландшафта и окружающая среда. Мю: Недра, 1990. 142 с.

3. Алещукин JI.B. Физико-химические методы при ландшафтно-геохимических исследованиях. Учебное пособие. М.: МПГУ, 1971. 48 с.

4. Архангельская область в цифрах. Архангельск, 1999. 125 с.

5. Аринуитина JI.B. Руководство по химическому анализу почв. / Для вузов по специальности «агрохимии и почвоведение», изд. 2-е переработанное и доп. -М.: Изд-во Московского университета, 1970. 489 с.

6. Атлас Архангельской области. М.: 1976. 72 с.

7. Бабанин В.Ф., Глебова И.Н., Карпачевский JI.O. и др. О природе повышенного магнетизма органо-аккумулятивных горизонтов почв // Вестник Моск. ун-та, Сер. 17, 1984, №3, С. 37-43.

8. Бабанин В.Ф. Трухин В.И., Карпачевский Л.О., Иванов А.В.,Морозов В.В. Магнетизм почв. М. Ярославль, 1995. 222 с.

9. Базилевич Н.И., Шитников Т.Е. Особенности биогеохимии некоторых лесных ландшафтов различных термических поясов // Почвоведении, 1989. № 7. С. 11-24.

10. Большаков В.А. Использование методов магнетизма горных пород при изучении новейших отложений. М.: Геос. 1996. 192 с.

11. Васильевская В.Д., Шварова Т.Ю. Особенности гумусово-аккумулятивного горизонта дерново-подзолистых почв на северном пределе их распространения //Почвоведение. 1987,№ 12. С. 25-33.

12. Васильевская В.Д., Иванов В.В, Погоэ/сев Е.Ю. Минералогический состав крупных фракций подзолистых почв и подзолов Кенозерья (Архангельская обл.) // Почвоведение. 2004. № 9. С. 1134-1141

13. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. -М.: Изд-во АН СССР, 1957. 238 с.

14. Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных пород земной коры / Геохимия. 1962. № 7. С. 555-571.

15. Водяницкий Ю.Н. Анализ кривых распределения соединений железа по профилю почвы // Почвоведение. 1991. № 5. С. 29-36.

16. Водяницкий Ю.Н. Исследование параллельных и последовательных химических вытяжек для анализа форм соединений железа в почвах // Почвоведение. 1991. № 10. С. 51-60.

17. Водяницкий Ю.Н. О растворимости реактивом Тамма железистых минералов //Почвоведение. 2001.№ 10. С.1217-1229.

18. Водяницкий Ю.Н. Химия и минералогия железа в почвах. М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 2003. 238 с.

19. Водяницкий Ю.Н. Изучение тяжелых металлов в почвах. М.: Почв, ин-т им. В.В.Докучаева, 2005. 110 с.

20. Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. -М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 1998. 216 с.

21. Водяницкий Ю.Н., Горячкин С.В., Лесовая С.Н. Оксиды железа в буроземах на красноцветных отложениях Европейской России и цветовая дифференциация почв//Почвоведение. 2003. № 11. С. 1285-1299.

22. Водяницкий Ю.Н., Никифорова А.С., Зайделъман Ф.Р. Магнитная восприимчивость конкреций почв юга таежной зоны // Почвоведение. 1997. № 12. С. 1445-1453.

23. Водяницкий Ю.Н., Шишов J1.J1. Изучение некоторых почвенных процессов по цвету почвы. М.: ГНУ Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 2004. 85 с.

24. Водяницкий Ю.Н., Васильев А.А., Сатаев Э.Ф., Кожева А.В. Особенности поведения железа в дерново-подзолистых и аллювиальных оглееных почвах Среднего Предуралья // Почвоведение. 2006. № 4.

25. Воробьева JI.A. Химический анализ почв. М., Изд-во МГУ, 1998. 270 с.

26. Гагарина Э.И., Счастная Л.С., Хантулаев А.А. О почвообразовании в северной тайге Архангельской области Науч.докл. высш. школы, сер. биол.науки, 1964, №3, С. 197-201.

27. Гагарина Э.И. К характеристике почв в бассейне рек Пинеги и Верхнего Кулоя. В сб.: Агропочвов. И геоботанич. Исслед. Сев.-Зап. СССР. Л.: ЛГУ, 1965, С.34-53.

28. География Архангельской Области / Архангельск: Изд-во ПМПУ, 1995. 236с.

29. География Европейского Севера.: Сб. науч. Тр. / (Ред. Вызова Н.М.) -Архангельск: Изд-во ПГУ им. М.В.Ломоносова, 2002. 228с.

30. География России: Энциклопедический словарь / Гл. ред. А.П.Горкин. М.: Научное изд=во «Большая Российская Энциклопедия», 1998. 800 с.

31. Глазовская М.А. Почв мира. М., 1973. Т 1,2.

32. Глазовская М.А. Ландшафтно-геохимические системы и их устойчивость // Биохимические циклы в биосфере. М.: 1976. С. 99-115.

33. Горячкин С.В., Туюкина Т.Ю, Малков В.Н., и др. Генезис и геохимия таежных редколесий гипсово-карстовых ландшафтов Европейской России // Известия Акад.наук. Сер. География.- 2004. № 2. С. 100-110.

34. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведение. М.: Изд-во МГУ, 1972. 290 с.

35. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. -М.: Высш. шк. 1998. 413 с.

36. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. М., Мысль, 1983.272 с.

37. Добровольский В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регуляторная роль почвы // Почвоведение. 1997. № 4. С. 431-441.

38. Добровольский В.В. Роль гуминовых кислот в формировании миграционных массопотоков тяжелых металлов // Почвоведение. 2004. № 1. С. 32-39.

39. Добровольский Г.В., Шеремет Б.В., Афанасьева Т.В., Палегек Л.А. Почвы. Энциклопедия природы России. -М.: ABF, 1998. 368 с.

40. Заварзин Г.А., Колотилина Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию. М.: Книжный дом «Университет», 2001. 256 с.

41. Зайдельман Ф.Р. Естественное и антропогенное переувлажнение почв. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 288 с.

42. Зайдельман Ф.Р. Процесс преобразования и его роль в формировании почв. М„ Изд. МГУ, 1998.300с.

43. Зонн.С.В. Железо в почвах. М.: Наука, 1982. 206 с.

44. Иванов В.В. Распределение минералов крупных фракций в профиле суглинистых подзолистых почв // Почвоведение. 1988. № 3. С. 74-80.

45. Кабата-Пендиас А., ПендиасХ. Микроэлементы в почвах и растениях: Пер. с англ.-М.: Мир, 1989.439 с.

46. Карбонатные породы (генезис, распространение, классификация) / Под ред. Дж.Чилингара, Г. Бисселла, Р. Фейрбриджа. T.l. М.: Мир, 1970.

47. Карпухин А.И., Платонов И.Г., Шестаков Е.И. Органо-минеральные соединения подзолистых почв на карбонатных легких суглинках // Почвоведение. 1982. № 3. С. 37-45.

48. Кашанский АД, Бенидовский А.А., Орлова Е.В. Формы железа в двучленном подзолистом профиле // Актуальные вопросы агрон. почвоведения. М., 1988. С. 64-72.

49. Кащенко B.C. Систематический список почв Архангельской области с диагностическими показателями. «СХАТ», М., 1980, 41 с.

50. Кащенко B.C., Яшин КМ. Генетические особенности красноцветных почв северной тайги Архангельской области, Изв. ТСХА, 1983, вып. 4, С. 75-82.

51. Киблер Л.Д.О некоторых свойствах почв, формирующихся на карбонатных песках в Пинежском песчано-гипсовом районе Архангельской области / Рубки и восстановление леса на севере. С-3 книжное изд-во Архангельск, 1968. - С. 261-269.

52. Классификация и диагностика почв России / Авторы и составители: Л.Л.Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004. - 342 с.

53. Ковалев В.А. Болотные минералого-геохимические системы. Минск.: Наука и техника. 1985. 327 с.

54. Коган А.А., Солодухин М.А. Моренные отложения Северо-Запада СССР. Изд-во «Недра», М.: 1971 137 с.

55. Кригер Н.И. Лесс, его свойства и связь с географической средой. М.: Наука. 1965. 296 с.

56. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий. Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО) М.: 1992.

57. Методы определения микроэлементов в почвах, растениях и водах. М.: Наука, 1974. 137 с.

58. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений, при контроле загрязнения окружающей среды металлами / Под ред. Н.Г Зырина. М.: Гидрометеоиздат, 1981. 109 с.

59. Методическое руководство по анализу природных и сточных вод. Челябинск, Южно-Уральское книжное изд-во, 1973. 191 с.

60. Метеорологические данные за отдельные годы. Сев.управление. Гидрометеорологическая обсерватория Архангельск: 1991.

61. Малков В.Н., Шаврина Е.В. Голубинские пещеры на р. Пинеге // Социально экологические проблемы Европейского Севера: Сб. ст. Архангельск, 1991. С. 175-191.

62. Молчанов А.А. Продуктивность органической массы в лесах различных зон. М.: Наука, 1971.275 с.

63. Наквасина Е.Н., Бедрицкая Т.В. Почвы Европейского Севера. Систематика. -Архангельск: Изд-во ПГУ, 1999. 32 с.

64. Наквасина Е.Н., Балеева В.А., Балеева Н.В. Почвенно-экологическое районирование Архангельской области./ Методическое разработка. Архангельск: изд-во ПГУ,2001. 19 с.

65. Новиков А.П. Особенности водной миграции химических элементов в ландшафтах севера ЕТ СССР. Дис. канд. геогр. наук. М.:1986, 200 с.

66. Обыденова JI.A. Магнитная восприимчивость почв Северного Предуралья как показатель агроэкологической оценки их свойств. Автореф. дис. . канд. биол. наук. МСХА. М.: 2003. 23 с.

67. Орлов Д.С., Суханова НИ., Розанова М.С. Спектральная отражательная способность почв и их компонентов. М.: изд-во МГУ, 2001. 176 с.

68. Осипов Ю.Б. Магнетизм глинистых грунтов. М.: Наука, 1978. 200 с.

69. Очерки по геологии и полезным ископаемым Архангельской области / под ред. P.M. Голимзянова. Архангельск: ПГУ, 2002. 192 с.

70. Паршевников A.JJ. Почвенные и агрохимические исследования в лесах ЕС // Исследование почв на Европейском Севере. Архангельск, 1990. С. 40-47.

71. Паршевников А.Л. К характеристике почв лесных питомников на европейском севере II Исследование почв на Европейском Севере. -Архангельск, 1990. С.86-87.

72. ПерельманА.И. Геохимия ландшафта. М., Высш. школа, 1975, 342 с.

73. Пинежский заповедник. Часть 1. Общие сведения. Территория и её охрана. Характеристика природного комплекса. Архангельск: СОЛТИ, 1996. 26 с.

74. Подзолистые почвы центральной и восточной частей европейской территории СССР / Под ред. Роде А.А. J1., «Наука», 1980. 301 с.

75. Полынов Б.Б. Геохимические ландшафты. В кн.: Вопросы минералогии, геохимии и петрографии. М. JL, 1946, С. 171-182.

76. Портнов A.M., Коровушкин В.В., Якубовский Н.Ю. Стабильный маггемит в коре выветривания Якутии // Докл. АН СССР. 1987. Т. 295. № 1. С. 196-199.

77. Пояснительная записка к почвенной карте Архангельской области. Архангельское землеустроительное проектно-изыскательное предприятие «СЕВЗАПНИИГИПРОЗЕМ». Архангельск 1991.

78. Проект организации и развития лесного хозяйства на 1991-1997 г.г. (Мезенского, Пинежского, Холмогорского, Приморского, Карпогорского лесхозов). Архангельское управление лесами, 1991.

79. Пухов Д.Э. Роль микроорганизмов в формировании сильномагнитных почвенных новообразований. Автореф. Дис. .канд. Биол. Наук. МГУ. М.: 2002. 24 с.

80. Пьявченко Н.И. Типы заболачивания лесов в бассейне Северной Двины. -труды ин-та леса АН СССР, т. 36, 1957, с 5-55.

81. Пьявченко Н.И. Торфяники и их значение в продуктивности лесов Нечерноземья // Почвоведение. 1979, № 8. С. 70-75.

82. Пьявченко Н.И. О диагностических показателях типов торфа // Почвоведение. № 10.1978, С. 146-153.

83. Пьявченко Н.И. Торфяные болота, их природное и хозяйственное использование. -М.: Наука, 1985. 152 с.

84. Пьявченко Н.И. Лесное болотоведение. М.: изд-во Акад. Наук СССР, 1963. 190 с.

85. Пьявченко Н.И. Круговорот азота и зольных элементов в основных типах болотных лесов. В кн.: Доклады советских почвоведов к 7-му междунар. Конгрессу в США. М, 1960. С. 421-426.

86. Пьявченко Н.И. Гидрологическая роль торфяных месторождений и использование их в сельском хозяйстве // Почвоведение. 1981, № 10. С. 139140.

87. Пьявченко Н.И. Болотообразовательный процесс в лесной зоне. В кн.: Значение болот в биосфере. М., 1980. С. 7-16.

88. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара. М. JI., Наука, 1965, 253 с.

89. Растительность Европейской части СССР. М.: Наука, 1980. 429 с.

90. Савинов Ю.А. Четвертичные отложения Архангельской области. -Архангельск, 2000. 16 с.

91. Садовникова Л.К. Тяжелые металлы / Почвенно-экологический мониторинг. М.: Изд-во МГУ, 1994. С. 105-126.

92. Сауков А.А. Геохимия. М., Наука, 1975. 480 с.

93. Смирнов Ю.А. Магнитные свойства почв и их связь с формами соединений железа в почвах: Автореф. дис. канд. биол. наук / МГУ. М., 1978. 22 с.

94. Тонконогов В.Д. О формах проявления железистой дифференциации в почвах Европейского Севера. Архангельск, 1990. С.65-66.

95. Торохов С.В., Кутейников А.В. Характеристика лесов. Данные Архангельской лесоустроительной экспедиции 1999 г.

96. Толченков Ю.С. О формировании гидроморфных почв зоны тайги // Почвоведение. 1981. № 4. С. 16-23.

97. Фаустов С.С., Большаков В.А., Вирина Е.И., Демиденко Е.Л. Методы применения магнетизма горных пород и палеомагнетизма в изучении плейстоцена. «Палеогеография». Т.З // Итоги науки и техники. ВИНИТИ АН СССР. М., 1986. 190 с.

98. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика). Под ред. Н.Б. Дортман. М., Недра. 1976. 527 с.

99. Черкинский Е.А., Горячкин С.В. Органопрофили почв севера в системе органопрофилей почв мира // Исследование почв на Европейском Севере. -Архангельск, 1990. С. 61-64.

100. Чухров. В.Ф. Проблема образования железистого пигмента красноцветных пород. В кн.: Гипергенные окислы железа в геологических процессах. М.: Наука, 1975. С. 126-133.

101. Шарова А.С., Скляров Г.А. Химический состав гумуса почв лесов Архангельской области / Рубки и восстановление леса на севере. СевероЗападное книжное изд-во Архангельск, 1968. С. 238-260.

102. ШоуД.М. Геохимия микроэлементов кристаллических пород. JL: Недра. 1969. 206 с.

103. Щербина В.В. Основы геохимии. М.: Недра, 1972. 296 с.

104. Щербина В.В. Способы выяснения форм переноса химических элементов в геохимических процессах // Геохимия, 1962. № 11. С. 945-953.

105. Эколого-географические закономерности эволюции почв и почвенного покрова мелиорируемых земель Нечерноземья / Коллектив авторов; под ред. М.С. Симаковой, ЛЛ. Шишова. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 1999. 372 с.

106. Экологический атлас Архангельской области. Архангельск, 2000. 16 с.

107. ЯилинИ.М., Мухин Е.В., Карпухин А.И. Эколого-геохимическая характеристика почв лесных и лесопарковых ландшафтов низовья р. Северной Двины. Изв. ТСХА, 2004, вып. 4, С. 19-37.

108. Blesa M.F., Marinovich Н.А., Baumgrater Е.С., Maroto A. J.G. Mechanism of dissolution of magnetite by oxalic acid-ferrous ion solutions // Inorganic Chemistry. 1987.V. 26. N. 22. H.3713-3717.

109. Cardile C.M., Childs C.M., Whitton J.S. The effect of citrate / bicarbonate / ditionite treatment on standard and soil smectites by 57Mossbauer spectroscopy // Austral. J. Soil Res. 1987. V. 25. N 2. P. 145-154.

110. Costa A.C., Bigham J.M., Rhoton F.E., Traina S.J. Quantification and characterization of maghemite in soils derived from volcanic rocks in southern Brazil // Clays Clay Miner. 1999. V. 47. N 4. P. 466-473.

111. De Jong E., Hestor P. A., Pennock D.J. The use of magnetic susceptibility to measure long-term soil redistribution // Catena. 1998. V. 32. P. 23-35.

112. Ericsson Т., Linares J., Lotse E. A Mossbuer study of the effect of ditionit- citrate-bicarbonate treatment on a vermiculite, a smectite and a soil // Clay Miner. 1984. V. 19. P. 85-91.

113. Fine P., Singer M.J., La Ven R., Verosub K., Southard R.J. Role of pedogenesis in distribution of magnetic susceptibility in two California chronosequences // Geo-derma. 1989. V. 44. P. 267-306.

114. Grimley D.A., Vepraskas M.J. Magnetic susceptibility for use in delineating hydric soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 2000. V. 64. P. 2174-2180.

115. KampfN., Schwertmann U. Goethite and hematite in a climosequence in southern Brazil and their application in classification of kaolinitic soils // Geoderma. 1983. V. 29. N 1. P. 27-39.

116. Mullins C.E. Magnetic susceptibility or the soil and its significance in soil science a review // J. Soil Sci. 1977. V. 28. P. 223-246.

117. Ozuemir O., Banerjee S.K. A preliminary magnetic study of soil samples from west-central Minnesota // Earth Planet Sci. Lett. 1982. V. 59. N 2. P. 393-403.

118. Rhoton F.E., Bigham J.M., Norton L.D., Smeck N.T. Contribution of magnetite to oxalate-extractable iron in soils and sediments from the Maumee River basin of Ohio // Soil Sci.Soc. Am. J. 1981. V. 45. P. 645-649.

119. Schwertmann U., Tayler R.M. Iron oxides / Minerals in Soil Environments (2nd Edition) SSSA Boor Series. N1. 1989. P. 379-438.

120. Stucki J.W., Golden D.C., Roth C.D. Effects of reduction and reoxidation of structural iron on the surface and dissolution of dioctahedral smectites // Clays Clay Miner. 1984. V. 32. N5. P. 350-356.

121. Thompson M., Oldfield F. Environmental magnetism \ London. Allen and Unvin 1986. 227 p.

122. Walker A.L. The effects of magnetite on oxalate- and dithionite-extractable iron // Soil Sci.Soc. Am. J. 1983. V. 47. P. 1022-1026.

123. Williams R.D., Cooper J.R. Location soil boundaries using magnetic susceptibility // Soil Sci. 1990 V. 150. P. 889-895.

Информация о работе

Чапыгина, Наталья Владимировна
кандидата географических наук
Москва, 2006
ВАК 25.00.23

Диссертация

Геохимия северотаежных ландшафтов и индикаторная роль железа - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы