Пространственные геохимические особенности ландшафтов Тебердинского государственного природного биосферного заповедника

Сутормина, Элла Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Пространственные геохимические особенности ландшафтов Тебердинского государственного природного биосферного заповедника
ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Пространственные геохимические особенности ландшафтов Тебердинского государственного природного биосферного заповедника"

004612631

На правах рукописи

Сутормина Элла Николаевна

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ

ОСОБЕННОСТИ ЛАНДШАФТОВ ТЕБЕРДИНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРИРОДНОГО БИОСФЕРНОГО ЗАПОВЕДНИКА

25.00.23 — физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов 25.00.26 - землеустройство, кадастр и мониторинг земель

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 8 НОЯ 2010

Ставрополь 2010

004612631

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет»

Научный руководитель: Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор географических наук, доцент Лысенко Алексей Владимирович

доктор географических наук, профессор Шальнев Виктор Александрович

доктор географических наук, профессор Фёдоров Юрий Александрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Годунова Евгения Ивановна

Ставропольский государственный аграрный университет

Защита состоится 2 декабря 2010 г. в 43 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.256.10 при Ставропольском государственном университете по адресу: 355009, Ставрополь, ул. Пушкина 1 корп. 2, ауд. 506. Факс: (8652) 35-70-23

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ставропольского государственного университета.

Автореферат разослан

2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат географических наук, доцент

К.Ю. Шкарлет

Актуальность исследования. В последние десятилетия происходит сокращение площади природных и увеличение площади преобразованных ландшафтов, что приводит к деградации природных ландшафтов и ослаблению их устойчивости и нарушению естественного круговорота веществ в биосфере. В ряду приоритетных направлений развития Северо-Кавказского Федерального округа особое место занимает экологический туризм. В связи с этим должного внимания заслуживает сохранение и мониторинг ландшафтов заповедных и сопряжённых с ними территорий. Актуальным это становится и накануне проведения зимних олимпийских игр в г. Сочи. Важным аспектом рационального использования территориальных и биологических ресурсов может являться мониторинг вещественного состава природных ландшафтов, в частности его биологической составляющей. Охранный режим территорий заповедника позволяет считать геохимические условия миграции микроэлементов антропогенно неизменёнными и представлять их территорию в качестве эталона. В связи с этим актуально составление реестра (свода) геохимических характеристик для подготовки Ландшафтного Кадастра (Дьяконов, Низовцев, 2006) особо охраняемых территорий, что актуально в связи с современными проблемами землеустройства. Наряду с этим высокогорные и среднегорные ландшафты имеют достаточно низкую степень самоорганизации и они весьма уязвимы. Так, горнолуговые ландшафты по биомассе и ежегодной продукции близки к ландшафтам степей, а по скорости разложения растительных остатков, по недостатку тепла, лимитирующему биологический круговорот вещества, по кислой реакции почвы - к тундровым. Такие системы чутко реагируют на любые изменения. Для горных геосистем, в отличие от равнинных, характерна высокая напряженность биогеохимических взаимосвязей между растительностью и почвой. Растительность горных геосистем является единственным компонентом, способствующим сохранению устойчивости их состояния. Организация постоянно действующего геохимического мониторинга за такими геосистемами в условиях антропогенного пресса является требованием времени.

Объектом исследования служат среднегорные и высокогорные ландшафты Тебердинского государственного природного биосферного заповедника.

Предмет исследования — процессы миграции химических элементов в различных ландшафтно-геохимических условиях, особенности вертикальной и латеральной дифференциации геохимического пространства ландшафтов заповедника.

Цель работы — выявление пространственных особенностей геохимической структуры ландшафтов заповедника.

Задачи: 1. Выявление и анализ геохимических характеристик основных компонентов горных ландшафтов: почв, растений и представителей почвенной мезафауны.

2. Определение особенностей вертикальной дифференциации геохимических показателей в пределах пространства отдельных фаций.

3. Изучение латерального распределения элементов в каскадных системах для выявления геохимических особенностей структуры фаций в пределах основных геоботанических поясов территории заповедника.

4. Определение изменений содержания химических элементов в почвах под влиянием интенсивного антропогенного воздействия в районе селитебных территорий.

5. Составление базы данных на основе результатов геохимических исследований для информационного обеспечения Ландшафтного Кадастра.

Методико-теоретичсская база. Теоретической и методологической базой диссертационного исследования послужили труды физгеографов и ландшафтоведов региональной школы (C.B. Калесника, H.A. Солнцева, B.C. Преображенского, А.Г. Исаченко, В.Б. Сочавы, В.А. Шапьнева и др). Ключевым в методической основе работы явился ландшафтный подход, который позволяет проследить особенности биогеохимической структуры горных ландшафтов и их морфологических единиц не только латерального характера, но вертикальных связей компонентной структуры фаций. Для анализа фациальной геохимической структуры использовались принципиальные положения и методы геохимии ландшафта, описанные в работах Б.Б. Полынова, М.А. Глазовской, В.В. Добровольского, Н.С. Касимова, В.А. Снытко, И.А. Авессаломовой, A.B. Хорошева и др.

Исследования проводились на основе полевых материалов, представленных в виде почвенных, растительных образцах и образцов почвенной меза-фауны. Определение концентрации элементов в образцах проводилось методом вольтамперомеггрического анализа согласно «Методике выполнения измерений массовой доли меди, свинца, кадмия и цинка в пробах почв, донных отложений, растений и пищевых продуктов на полярографе», разработанной НТФ «Вольта» и регламентированной в документе 11-03 МВИ (С-Пб, 2003), аттестованной в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96. Построение карт осуществлялось в программе Mapinfo (версия 3) методом «естественного соседа» путём проведения пространственной интерполяции.

В качестве информационной базы использовались картографические, фондовые и опубликованные материалы кафедры физической географии СГУ, Тебердинского биосферного заповедника. Изучение пространственных структур фаций основывалось на результатах полевых исследований, полученных автором.

Научная новизна:

1. Впервые для территории заповедника проведено изучение геохимических процессов фаций как элементарных территориальных единиц ландшафтов.

2. На основе вариативности вертикальной дифференциации геохимических показателей впервые выделены типы ярусности пространства фаций горных ландшафтов заповедника.

3. Впервые определена степень концентрации и рассеяния элементов в латеральной геохимической структуре ландшафтов заповедника.

4. Установлена высокая интенсивность транзитного выноса элементов в почвах долинных участков среднегорий и определено соответствие уровню локального геохимического фона содержания элементов в антропогенно нагруженных участках заповедника.

Практическая значимость. Результаты исследования представляют собой основу системы экологического мониторинга как в качестве контроля над геохимическими процессами ландшафтов самого заповедника, так и над изменением геохимических условий сопряжённых территорий. Данные по геохимической специализации отдельных растений и содержанию элементов в дождевых червях в условиях охранного режима могут быть использованы в качестве фоновых значений для биоиндикации при определении степени загрязнения почв. Реестр геохимических характеристик ландшафтов, созданный на основе электронной базы данных, позволяет боле эффективно использовать их в геоинформационном картографировании и других геоинформационных технологиях.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации были представлены на международных и региональных конференциях: Международная научно-практическая конференция «Природно-ресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (Пенза, 2007); Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы природопользования, охотоведения и звероводства», (Киров, 2007); научно-практических конференций «Университетская наука - региону», (Ставрополь, 2007, 2008); Материалы конференций членов Русского географического общества Ставропольского отдела (Ставрополь 2009, 2010). По теме диссертации опубликовано 11 работ, в числе которых 2 в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Структура работы: диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 161 страницах текста. Список использованных источников включает в себя 212 наименований. Диссертация содержит 41 таблицу и 80 рисунков. Первая глава «История, теоретические подходы и методы изучения» содержит обзор литературных источников по теме исследования и теоретико-методологические положения исследования. Во второй главе «Факторы формирования геохимических особенностей ландшафтов Тебер-динского заповедника» описаны условия, которые являются определяющими в формировании геохимической структуры ландшафтов: геолого-геоморфологические, почвенные, климатические и биотические. В третьей главе «Геохимические особенности компонентов ландшафтов Тебердин-

ского заповедника» рассматриваются почвенно-геохимические условия фаций, а так же специфика биотических компонентов как индикаторов этих условий. Четвёртая глава «Радиальная дифференциация геохимического пространства фаций» содержит анализ вертикальной структуры фаций и реестр их геохимических характеристик. Латеральная структура склоновых и долинных участков ландшафтов представлена в 5 главе «Латеральная геохимическая неоднородность каскадных систем различного уровня». В заключении помещены основные выводы диссертационного исследования.

Основные положения, выносимые на защиту:

Пространственный анализ почвенно- и биогеохимического фона, характеризующего ненарушенное состояние ландшафтов, может стать основой кадастра ландшафтов заповедника.

Большинство работ по ландшафтоведению и физической географии могут рассматриваться как материалы к инвентаризации ландшафтов России и подготовке Ландшафтного Кадастра (Дьяконов, Низовцев, 2006). Геохимические показатели, сформированные в виде материалов к такому кадастру, могут служить как информационной составляющей, так и явиться началом геохимического мониторинга ландшафтов заповедника. Данные кадастра лежат в основе рационального природопользования, в связи с чем, значимость геохимических данных определяется оценкой практических свойств ландшафта и, контролем над изменениями компонентов ландшафтов антропогенного характера, поскольку именно геохимические данные позволяют оценить уровень загрязнения.

Территория Тебердинского заповедника, расположенного на северных склонах Западного Кавказа, характеризуется исключительно горным характером его ландшафтов. Доминирующую роль играют среднегорные ландшафты смешанных и хвойных лесов меридиональных троговых долин. Большие площади занимают высокогорные ландшафты субальпийских и альпийских лугов. Ландшафтно-геохимические и биогеохимические исследования вертикальной структуры фаций и латеральной структуры фациальных рядов проводились на двух эталонных участках заповедника - стационарном высотно-экологическом профиле хребта М. Ха-типара и Семенов Баши в пределах следующих ландшафтов: Тебердинского и Домбайского среднегонрых ландшафтов, Хатипарского и Семе-нов-Баши высокогорного ландшафтов (Шальнев, 2007).

В геологическом отношении высотно-экологические профили Ьвляются монолитными т. е. горными породами служат бескарбонатные калиевые верхнепалеозойские гранитоиды и метаморфические породы. В сравнении с литосферным кларком в этих породах концентрируется свинец, и рассеиваются медь, цинк, кадмий. По данным В.В.Дьяченко (2005) породы и почвы сред-негорных и высокогорных ландшафтов Западного Кавказа имеют концентрации цинка, свинца, меди и кадмия ниже регионального фона.

В почвах миграция элементов во многом определяется щелочно-кислотными условиями. Горно-луговые почвы высокогорных ландшафтов имеют кислую реакцию среды гумусового горизонта (рН = 4,7-4,9) с ослаблением кислотности вглубь почвенного профиля (рис. 1). Горнолуговые и горно-лесные почвы среднегорных ландшафтов отличаются слабокислой реакцией в гумусовом горизонте (рН = 6,15-6,4) с повышением кислотности вниз по профилю (рис.2).

Важным показателем сложившихся геохимических условий и регулятором миграции микроэлементов является почвенный гумус. Среднее содержание гумуса в горизонте А горно-луговых почв составляет 12,2%, в горнолесных -11,4 %. Максимальные значения гумуса (до 17,2 %) определены для горно-кусгарниковых почв под березняками. Профильное распределение гумуса убывающее, верхние горизонты почв сильно гумусированны (рис. 3,4).

Высокая гумусность почв обеспечивает значительную емкость биогеохимического барьера (Добровольский, 2003). Корреляционные связи содержания гумуса со значительным накоплением элемента в почвах проявляются для меди и цинка в луговых и лесных фациях по северовосточному склону, для меди и свинца - по юго-восточному. Положительная корреляция обнаружена между количеством гумуса и содержанием в почве РЬ (коэффициент корреляции г = 0,54) и Си (г = 0,70), что говорит о сорбции микроэлементов на гумусовых частицах.

Статистическая обработка данных по почвенно-геохимическому опробованию позволила определить локальный геохимический фон содержания микроэлементов в горно-луговых и горно-лесных почвах заповедника (табл.1).

Таблица 1

Результаты статистической обработки содержания ряда химических _элементов в почвах, мг/кг_

^\Элемент Цинк Свинец Медь Кадмий

горно- горно- горно- горно- горно- горно- горно- горно-

Почва луговая лесная луговая лесная лушвая лесная луговая лесная

Среднее со- 22,5 18,2 18,57 10,47 10,16 5,56 0,75 0,25

держание

Стандартов 5,47 6,4 10,76 7,26 3,7 3,4 0,75 0,45

отклонение

Особенности распределения микроэлементов в профиле горных почв при монолитном литогеохимическом фоне зависят от совокупности процессов биогенеза, гидрогенеза и ландшафтно-геохимического сопряжения. В почвах выявлены два вида радиального распределения элементов (рис. 5,6): с преобладанием биогенной аккумуляции химических элементов, направленной снизу вверх (характерно для почв северо-восточной экспозиции); и с более интенсивными процессами выщелачивания, нисходящей миграцией водных растворов (сильнее выражено в почвах юго-восточной экспозиции).

Рис. 3. Распределение гумуса в горно-лесных почвах

о 10 20 30 40 50

10,2

Рис. 5. Распределение цннка в профиле горно-лесных почв северо-восточных склонов

Рис.1. Значения рН по профилю горно-луговых почв высокогорных ландшафтов

гумус %

0 10 20

Рис. 2 Значения рН по профилю горно-лесных почв среднегорных ландшафтов

гумус %

Рис. 4. Распределение гумуса в горно-луговых почвах

мг/кг 20 30

Рис. 6. Распределение свинца в профиле горно-лесных почв юго-восточных склонов

В растениях накопление минеральных веществ контролируется их систематическим положением (Авессаломова, 2006). Статистическая обработка результатов биогеохимического исследования доминантов растительных сообществ позволили определить ряд фоновых биогеохимических характеристик организованности ландшафтного пространства (табл. 2).

Таблица 2

Результаты статистической обработки содержания ряда химических

элементов в растениях, мг/кг

\^3ле.чент Цинк Медь Свинец Кадмий

Среднее Стандарт. Среднее Стандарт. Среднее Стандарт. Среднее Стандарт.

Растенпе\_ содерж. откпон. содерж. отклон. содерж. 01 клон. содерж. отклон.

Пихта Норд- 8.56 12,66 2.7 2,2 0.89 1,47 0,07 0,04

мана

Сосна обыкно- 7.6 2.26 4 1.4 0.87 0,57 0.06 0.05

венная

Береза Литви- 18.2 1,05 6,87 4,7 1,42 0,63 0.05 0,03

нова

Бук восточный 23.7 15,4 8,8 5,5 5,61 3,55 0,02 0.01

Овсянищ 9,8 1,8 4,5 1,4 0,43 0,23 0,01 0,1

луговая

ОбЩИЙ уКОС 8.56 1.09 2,7 0.95 0,89 1,8 0,07 0.04

прав лесных и луговых фаций

Мох 13.5 0.75 6,86 2.4 5.99 1.23 0.07 0,04

Для характеристики биогеохимической специализации растений (рис.7) использован коэффициент биологического накопления элементов в золе растения по отношению к гумусовым горизонтам почв (Ах). Анализ биогеохимической активности растений-доминантов показал, что сосна интенсивнее всего накапливает Сс1 (Ах= 1,05), практически на одном уровне происходит поглощение РЬ и Си (Ах=0,7 и 0,72). Пихта и бук интенсивнее поглощают Си (Ах= 1,3 и 3,1) и РЬ (Ах=0,77). Береза отличается сильным накоплением Сс1 (Ах=2,8) и Zn (Ах=0,99.). Общим для злаков лесных и луговых биогеоценозов является интенсивное накопление Сс1 (Ах=0,7-1,17). Злаки лесных сообществ активно используют Си (Ах=0,75-1,04). Меньше всего травянистая растительность поглощает РЬ. Мхи накапливают интенсивнее Сс1 (Ах=1,5) и Си (Ах=1,04), более низкие показатели биологического захвата для 7л\ (Ах=0,61) и РЬ (Ах=0,54).

Рис.7, Биогеохимическая специализация растений - доминантов.

Дифференциация древесного яруса лесных фаций определяется различной степенью накопления в морфологических органах растений рассматриваемых элементов. У сосны РЬ, Сс1 и Ъп интенсивнее всего накапливаются в тонких ветках, Си - в коре и корнях. У пихты максимальная концентрация РЬ, Си и Ъп происходит в ветках, Сс1 - в корневой системе. Обнаружена очень сильная корреляция между содержанием элементов в гумусном горизонте почв н содержанием в тонких ветках хвойных пород (коэффициенты корреляции г=0,82-0,97). Биологическое накопление микроэлементов в органах лиственных пород сильнее, чем в хвойных. В хвое содержание свинца в среднем составляет 0,02-0,58 мг/кг, в то время как в листве - 0,45-1,74 мг/кг. Содержание меди в ветках сосны 2,49-5,24 мг/кг, в ветках бука и березы 4,310,2 мг/кг. Кора бука активнее накапливает свинец, медь, а кора березы - кадмии и цинк (рис. 8).

Содержание элементов в растительном опаде отражает видовую биогеохимическую специализацию домпнантов растительных сообществ. Опад сосновых лесов интенсивно аккумулирует кадмий (Ах=3,9) и медь (Ах=1,75). Опад пихтовых лесов концентрирует медь (Ах=1,16) и имеет сильные корреляционные связи с содержанием в почве свинца (коэффициент корреляции г=0,92) и кадмия (г=0,97). В опаде буковых лесов отмечается повышенное накопление меди (Ах=4,3) и свинца (Ах=1,4). В круговороте цинка по концентрации химического элемента в массе опада выявляется более ощутимая роль березовых криволесий (Ах=1,4).

(1) А*3 (2) Ах

2,5 2 1,5 1 0,5 0 А / си \...„ 6 5 4 3 2 1 0 А / / / / ✓ .......................* ■•■ ч .-У--.. ..........■•От" л / / / / / ь,

(о^и еетш юрз «¡С! корни ветки хора лшья

Рис.8. Перераспределение элементов по морфологическим органам

растений:

1- в сосне обыкновенной, 2- в березе Литвинова

В почвенных животных (дождевых червях) накопление микроэлементов зависит от биогеохимической специализации видов и от геохимических особенностей ландшафтной среды (табл.3).

Таблица 3

Результаты опробования доминирующих представителей почвенных беспозвоночных семейства ЬитЬпс1с)ае.

Участки отбора Численность, экз/м: Биомасса, г/м2 Пределы содержалня металлов, мг/кг

Си Ъл РЬ са

Смешанные леса 66,5 20.15 15-32 30-40,12 1,15-4.8 1,5-3

Хвоимые леса 25,3 10,8 24-37 32-52 1.5-9 0.08-0.1

Берёзовые крнволесъя 25 8,64 11,18-12 17-25 5,76-26,97 0,07-2.39

Субальпийские луга 15 3.56 32-60 27-39 4-39 0.02

Альпийские луга 3 . 1,4 - - - -

Средние значения 26,9 8,75 29 35,3 10.3 0.7

По сравнению с почвами в организмах дождевых червей более высокое содержание Си, и Сс1. Интенсивность накопления Си в люмбрици-дах под березняками, хвойными лесами п в луговых сообществах отличается незначительно (Ах = 3,1-4,1)- Концентрация Zn одинакова практически для всех биогеоценозов (среднее Ах= 1,3). РЬ в организмах дождевых червей содержится меньше, чем в почвах (для горно-луговых и для горнолесных биогеоценозов Ах = 0,6-0,7).

Расчет коэффициентов корреляции (г) показал, что факторами, определяющими концентрацию микроэлементов в теле дождевых червей, являются содержание элементов в гумусовом горизонте (по РЬ г = 0,53, по Zn г = 0,65, по Сс1 г = 0,57). Между содержанием элементов в организмах червей и в опаде растительности выявлена отрицательная корреляция для Си (г = -0,91) и для Сс1 (г = -0,62). Между накоплением элементов дождевыми червями и содержанием гумусовых веществ в почвах существует умеренно-заметная корреляция по РЬ и Си (г = 0,55 - 0,50).

2. Расположение зон концентрации п рассеяния элементов в пределах пространства фации лежит в основе выделения типов вертикальной дифференциации их геохимического пространства.

Изучение пространственной биогеохимической структуры любой геосистемы наглядно можно проследить на примере фаций, поскольку именно фации являются в наибольшей степени однородными и далее не делимыми в территориальном отношении, что позволяет выявить характер взаимодействия компонентов.

Ярусное распределение компонентов ландшафтов в пределах фаций обусловливает дискретность ландшафтного пространства и наличие вертикального профиля фаций. Вследствие миграции химических элементов создается радиальная геохимическая структура вертикального профиля фаций с ярусами, по которым в ходе биогеохимических процессов происходит перераспределение масс элементов. Каждый ярус отличается особенностями химического состава и своими ассоциациями накапли-

ваемых к рассеиваемых элементов. Детальное изучение типов вертикальной дифференциации геохимического пространства фаций проводилось в пределах профиля хребта М. Хатипара, в пределах следующих геоботанических поясов: пихтово-буковых лесов, хвойных (пихтово-сосновых) лесов, экотона берёзовых криволесип и высокотравных субальпийских лугов. Исследовалось распределение химических элементов по почвенному, детритиому, моховому, травянистому и древесному ярусам (табл. 4).

Для каждого яруса и горизонта определена интенсивность накопления и рассеивания элементов по отношению к среднему содержанию в почвах. Средняя интенсивность накопления элементов характерна в большей степени для детритного яруса и гумусного горизонта почв. В древесном, травянистом и моховом ярусах лесных фаций большинство рассмотренных элементов относятся к группе биологического захвата. При этом минимальные уровни содержания элементов в большинстве исследуемых фаций приходятся на травянистый ярус. Это свидетельствует о низкой зольности трав и высокой скорости оборота зольных элементов (Авессаломова, 2006).

Таблица 4

Интенсивность распределения элементов в ярусах и горизонтах

вертикального профиля лесных фаций

Ярусы Фации хионных лесов склонов трогов Фации буковых лесов днищ долим

фаций Среднее Бмологич. Рассеивание Среднее &ЮЛОГНЧ. Рассеивание

накопление захват в почве накопление захват в почве

Ах(Ю 1,0-10 Ах<1,0 (Ю Ах 1,0-10 Ах <1,0 (К)

Древесный ярус - СУ,Си,2п,РЬ - Си гп,рь,сс1 -

Травянистым - СиА1,№,гп - - Си,СМ,РЬД -

ярус п

Моховом ярус - Cd.Cn.Pb.Zii - Сч Zn.Pt>,Си -

Детрнтнын ярус Cd.Cu 2п,РЬ - Си 2п,РЬ,Сс1 -

Горизонт А почв Си2п,Си - РЬ Pb.Zn.Cii - си

Учет приуроченности зон максимального содержания элементов к ярусам вертикального профиля фаций позволил выделить б типов вертикальной дифференциации их геохимического пространства: почвеино-древесный, почвенно-детритный, почвенно-моховой, мохово-древесный, детритно-древесныи, детритно-моховой (рис. 9-12).

Почвеппо-древесньш пит вертикальной дифференциации масс элементов характеризуется максимальным накоплением их в почвенных горизонтах и в древесном ярусе. Характерен для вертикальной дифференциации при распределении кадмия и свинца в сосновых фациях днища долины р. Теберды.

Почвенно- Почвенно- Почвенно- Детритно- Детритно- Мохово-древесный детритный моховой древесный моховой древесный

Рис. 9 Гистограмма встречаемости типов вертикальной дифференциации масс элементов по ярусам лесных фаций

а)

.'¡рсвсспш ярус Береговые ®®® " фации (свинец) ¡0.5 Сосновые фшшм (енинсп) 11,35

Я0Х11В1.1Н ярус

""""""" Щг

'115.'-

4 6МГ/КГ МГ/КГ

б)

"■2 МГ/кР-

Рис. 10. Почвенно-моховой (а) и почвенно-детритный (б) типы перераспределения масс элементов по ярусам вертикального профиля фаций

(1Ш1 гк)

И 16.1

О 20

б)

Лесные фшши <ме.и.)

□ 4.И

□ 5.17

Рис. 11. Почвенно-древесный (а) и мохово-древесный (б) типы перераспределения масс элементов по ярусам вертикального профиля фаций

а)

б)

Буконыс

фации •"(-.ДЬ)

Бсречоныс

ШШШ |Л (и""к)

ИИРЗД 17

.РЗД К).к

20 мг/кГ

Рис. 12. Детритно-древесный (а) и детритно-моховой (б) типы перераспределения масс элементов по ярусам вертикального профиля фаций

Почвеипо-детритиый шип вертикальной дифференциации масс элементов в геохимическом пространстве фаций отличается максимальным накоплением элементов в почве и в органических остатках растительного опада. Наиболее распространенный тип (30% случаев вертикального распределения), встречается при вертикальной ярусной дифференциации Сс1 в пихтовых фациях склонов трогов и дгшщ долины р.Теберда, распределении содержания 7п и РЬ в сосновых фациях склонов трогов.

Почвеипо-моховой тип вертикальной дифференциации также относится к часто повторяющимся распределениям (25%) и характеризуется максимальным накоплением элементов в почвенном ярусе и во мхах. Характерен для вертикальной дифференциации при распределении РЬ в березовых и пихтовых фациях, Сс1 в буковых фациях днища долины р. Теберды

Мохово-древесиый тип вертикальной дифференциации масс элементов с максимальным накоплением их в моховом и древесном ярусах встречается редко (5,5 % случаев). Проявляется при вертикальном распределении Си в березовых и 7п в пихтовых фациях днища долины р. Теберда.

Детрипто-моховой пит отличается максимальным накоплением элемента в мертвом органическом веществе опада и во мхах. Достаточно широко распространенный тип дифференциации геохимического пространства фаций (17%) случаев). Характерен для распределения СсЗ и 7п в фациях березовых крнволесий, Си в буковых фациях днища долины р. Теберда.

Детритно-древссный тип вертикальной дифференциации содержания элементов характеризуется максимальным накоплением их в растительном опаде и древесном ярусе. Характерен для вертикальной дифференциации при распределении РЬ в буковых и 7п в пихтовых фациях днища долины р. Теберда, ярусной дифференциации Сё в сосновых фациях склонов троговых долин.

3. Латеральная дифференциация вещества в локальной каскадной ландшафтно-геохнмнческон системе приводит к различиям в геохимических особенностях высотных геоботанических поясов горных территории.

Высотпо-экологическпй профиль хребта М.Хатипара представляет сопряженную систему элементарных ландшафтов (фаций) от вершины к подножию, т.е. локальную монолитную каскадную ландшафтно-геохимическую систему (ЛГС). В пределах верхних частей склонов профиля складываются элювиальные и трансэлювиальные условия миграции химических элементов. В геохимически гетерономных фациях днищ тро-говой долины - условия транзитного выноса и аккумуляции. За счет гравитационного перемещения вещества постоянно изменяется латеральная контрастность геохимических показателей (табл. 5).

Таблица 5

Содержание элементов в почвах локальной ЛГС, мг/кг_

Условия миграции Геоботанпчесга lii пояс Горно-луговая почва Гор! ю-лсспая почка

РЬ Cd Си Zn РЬ Cd Си Zn

элювиальные субннвалыгьш 12, S 0,76 15,1 34 - - - -

альпийские луга 23,2 0,1 11,5 26,4 - - - -

трансэлговпаль-ные сутальппйсю 1С луга 35.4 0.02 10,2 22 - - - -

березовое крпволссье 26,2 2.04 8,5 27,3 7,06 0.009 10.2 15,2

хвойные леса, верхние склоны трогов - - - - 12,9 0,33 9,9 22

хвойные леса, средине склоны трогов - - - - 10 0,09 5,6 24,5

трапсакку.муля-швные Д1ГИНЮ троговон долины - - - - 5.7 0.05 4,5 30,5

дшпде троговой долины 4.7 0,04 14,6 35 - - - -

Взаимодействие потоков вещества между верхними и нижними фациями характеризуется с помощью коэффициента местной концентрации (Км), представляющего отношение содержания элемента в почвах подчиненных гетерономных фации к его содержанию в почвах автономных фации. По миграции микроэлементов в почвах локальной каскадной ЛГС выделены три типа латеральпо-миграцнонной дифференциации:

1) аккумулятивный с концентрацией элементов в почвах подчиненных позиций. Это характерно для латерального распределения РЬ и Си в горно-лесных почвах юго-восточных склонов (К„ = 2,6-2,2), Ъх\ п Си в горно-лесных почвах северо-восточных склонов хребта (Км= 2,3-3,2), для 7л\ п Сё в почвах под березняками (рис. 13).

2) транзитный с обеднением гетерономных почв относительно автономных. Выявлен для латерального распределения Ъ\ в горно-лесных почвах юго-восточных склонов (Км = 0,7-0,8), РЬ в горно-лесных почвах северо-восточных экспозиций (Км= 0,5-0,6), Си и РЬ в почвах под березняками.

3) без существенных различий в верхнем и нижнем звеньях ЛГС, при этом в средних частях может наблюдаться вынос элементов. Такой тип дифференциации проявляется при распределении Си н 2п в горнолуговых почвах (рис. 14).

Ландшафтио-гсохимические исследования па высотно-экологпческом профиле хребта М. Хатнпара позволили выявить проявления геохимической индивидуальности в каждом высотном гсоботаннчсском поясе заповедника (рис. 14, 15).

Субнчвспьпый пояс в пределах ключевого участка занимает 4,2 % территории. Относительно среднего содержания элементов в грапитоидах фрагментарные почвы субиивальпого пояса хребта М.Хатипара слабо накапливают Си (кларк концентрации КК = 2.) и Ъ\\ (КК = 1,7), рассеивают РЬ (кларк рассеивания КР=2.) и Сё (КК = 6). Растения наиболее энергично аккумулируют 7л\

(Ах=0,44) и Си (Ах=0,2). В условиях интенсивного выщелачивания элементов сглаживается биогеохимическая специфика видов: ряд поглощения в овсяиице луговой и общем укосе трав идентичный 2п>Си>Сс1>Рс1.

Си

РЬ

0.8 fj

2,5

III

I 1

0,7

2,5

1 CK

2 1

А) склоны юго-восточной экспозиции

Си

РЬ

II 13

[0j| foT

Б) склоны северо-восточной экспозиции I - фации верхних частей склонов трогов, II - фации средних частей склонов трогов, III - фации днища долины

Рис. 13 Относительное латеральное распределение элементов в горно-лесных почвах хвойных лесов ЛГС Примечание. Цифровые значения представлены в виде Км - отношения содержания элемента в почвах подчиненных гетерономных фаций к его содержанию в почвах автономных фаций

Си

субнивальный альпийский субальпийский склоны трогов днище долины

гт

Г 0.76 I

ГТТ1 I $

РЬ

пяп

г о;&' (1

Г Ш В f W

Рис.14 Латеральное распределение элементов в горно-луговых почвах

ЛГС

I Условные знаки: Геоботанические пояса I - субнивальный, 2 -альпийских лугов. 3 - субальпийских лугов 4 — сосновых и березовых криволесий и субальпийских лугов, 5 - хвойных лесов склонов трогов. 6 - буково-пихтовых лесов

Пояс альпийских лугов занимает 9,24% территории ключевого участка. В сравнении с породами в верхних горизонтах почв отмечено рассеивание Си (КР=2,1) и Ъл (КР=2). Содержание Сс1 и РЬ на уровне кларка в гранитоидах. В верхних горизонтах почв происходит биогенное накопление РЬ, Ъ\л и Си. Содержание гумуса - 8,8%. Растения отличаются биологическим захватом Сс1 (Ах = 0,7) и 7лл (Ах = 0,43), меньше всего РЬ (Ах=0,025). В люмбрицидах аккумулируются Сс1 (Ах = 7) и Си (Ах = 2,5).

Пояс субальпийских лугов (18,5% территории ключевого участка) в пределах высотно-экологического профиля характеризуется накоплением в почвах РЬ (Кк=1,8-2) и концентрацией Ъ\л (Кк =2), Си (Кр =3) и Сс1 (Кр =4).

Травянистый ярус сильнее накапливает Cd (Ах=1,5-2,2) и Zn (Ах=0,б-0,2), меньше всего РЬ (Ах=0,007). Дождевые черви концентрируют Си (Ах=4,7) н Zn (Ах=1,8).

Пояс сосновых редколесий, березовых криволссий и высокотравных субальпийских лугов (19,35 % территории ключевого участка) отличается включением древесной растительности и более вариативным характером биогеохимических круговоротов. Изучение пояса в пределах хребта М.Хатипара показало, что для почв характерна концентрация кадмия и цинка (КК= 1,2-3) и рассеивание свинца и меди (КР = 0,7-0,9). Накопление гумуса на уровне 12,7% при рН=4,9-5,2.

Наиболее активным в биологическом круговороте является Cd, наиболее пассивным РЬ. В злаках, в опаде, во мхах превышение содержания Cd над содержанием в почвах составляет 1,4-1,6 раз, в березе 3.3 раза, в дождевых червях 7,7 раз. Травянистая растительность осуществляет биологический захват Zn и Си (Ах от 0,75 до 0,5), мхи поглощают Zn (Ах = 1,3), дождевые черви на одном уровне аккумулируют Zn и Си (Ах = 1,2). В корнях и коре березы интенсивнее накапливается Zn. в тонких ветках и листьях - Cd.

Пояс хвойных лесов склонов троговых долин широко распространен в заповеднике (32,7 % территории ключевого участка). В верхних частях склонов троговых долин хребта М.Хатипара установлены геохимические различия между юго-восточными и северо-восточными склонами. На юго-восточных склонах в почвах происходит рассеивание Си, Cd и РЬ, слабо концентрируется Zn. В гумусном горизонте слабокислая среда (рН = 6,156,2), содержание гумуса 8,8-11%. В биологическом круговороте особое положение занимают Cd и Си. Эти элементы прежде всего концентрируются в опаде (AxCd = 5,2; AxCu = 2,4). В почвах северо-восточной экспозиции выщелачивание элементов ослабляется, концентрация характерна для Cd и Си, рассеивание для РЬ и Zn, реакция кислая (рН = 4,9-5,0), содержание гумуса немного выше 11-13,2 %. В растительном онаде, во мхах, злаках, ветках и корнях пихты самая высокая биологическая активность Zn. Более суровые условия протекания биологического круговорота определяют низкую скорость трансформации продуктов опада растительности - количество биогенных элементов в опаде больше, чем в живой биомассе.

Почвы нижних частей склонов трогов имеют преимущественное рассеивание элементов (KPZn= 0,5-0,7; KPPb= 1,4-1,5; КРСЧ, 1,1-1,5). Щелочно-кислотное и гумусное состояния почвы не отличаются по склонам разной экспозиции (рН=5,5-5,3; гумуса 11-10,7%). Биогенное накопление в растительном ярусе и в почвенных животных сильнее выражено для Си: во мхах п растительном опаде Ах=1,6: в злаках Ах=2,1; в ветках, хвое и корнях пихты и сосны Ах=2,1-3,1; в люмбрицидах Ах=7,2.

Пояс днищ троговой долины занимает 18,4 % территории ключевого участка. В почвах пояса наблюдается концентрирование Си (КК=1,3) и рассеивание остальных элементов, отмечено повышение уровня гумусонакопле-ния (15,7-17%). За счет более благоприятных гидротермических показателей биологический круговорот ускоряется - опад разлагается быстрее, элементы сразу вовлекаются в миграционные потоки. В опаде хвойных лесов содержание элементов заметно ниже, чем в верхних частях склонов трогов (РЬ и Cd в 5 раз, Си в 4 раза). В буковых лесах количество элементов в мертвом органическом веществе опада меньше, чем в живом веществе древесного яруса. Злаки луговых и лесных фаций в условиях повышения общей трофности местообитаний безбарьерно накапливают элементы и имеют сходный ряд биологического поглощения: Cu>Zn>Pb>Cd. Люмбрицнды накапливают на высоком уровне Cd (Ах=18,8 - 50,1).

4. В долинных участках бассейна р. Теберды высока интенсивность транзитного выноса элементов. Содержание элементов в почвах наиболее антропогенно нагруженных территорий соответствует уровню локального геохимического фона.

Изучение латеральных связей в геохимически сопряженных каскадных системах проводилось по профилю, заложенному в долинных участках парагс-иетическнх ландшафтов части бассейна р. Теберды (табл. 6). Профиль охватывает среднегорные террасированные днища ландшафтов хвойных н широколиственных лесов горно-лесными почвами на плювиальных и флювио-гляциальных отложениях. Выбраны территории, в пределах которых сконцентрированы источники антропогенного поступления химических элементов в природные среды (автотранспорт, селитьба и др.). Сопоставление среднего содержания элементов в почвах долинных участков региональной ландшафт-но-геохпмической системы (ЛГС) с локальным почвенным геохимическим фоном показывает, что антропогенное воздействие на горные территории не приводит к превышению природного содержания элементов.

Таблица 6.

Среднее содержание элементов в почвах долинных участков ландшафтов _катенного ряда, мг/кг _

Ландшафт Опорный участок Zn Си РЬ Cd

Ал 1 юекско-Домбапси iii ла: шшафт bi lyrpi i-горпоП депрессшпроговых ДОЛ 1111 центр п.Домбаи 10,7 5,4 9,1 0,23

Тебердш ickiih лш щшафг мер] ui юиалы 1ы\ трогопых дол! и 1 Бокового .\pc6ia центр гТеберда 7,2 5,09 5,9 0,004

"Геберд! и icki ш окультура u luii i ipi ipcwi ibii'i ла! шшафт Передового хребта п.Верхняя 'Гебер-дп 3,3 4,1 3,7 0,008

Карачаевск! ш л ai ишафт Северо-Юрскон складчатой эрозионном депрессии центр г. Карачаевски 12,9 4,9 11.0 0,44

Локальный геохимический фон 18.2 5,5 10,5 0,25

Латеральная миграция в сопряженной региональной ЛГС характеризуется с помощью коэффициента латеральной дифференциации (Ь), представляющего отношение содержания элемента в почвах подчиненных ступеней каскада к его содержанию в почвах автономных ступеней. Наиболее контрастны коэффициенты латеральной дифференциации, рассчитанные для гумусового горизонта почв (табл. 7). Медь и кадмий в пределах региональной ЛГС имеют транзитный характер миграции и выносятся за пределы системы (для меди Ь = 0,44-0,78; для кадмия Ь = 0,01-0,3). Свинец и цинк также выносятся из почв Тебердинского ландшафта, а на наиболее антропогенно нагруженном участке в почвах г.Карачаевска аккумулируются: для РЬ коэффициент Ь = 1,6, для 1\л Ь = 2,1.

Таблица 7

Показатели латеральной контрастности (Ь) по профилю региональной

ландшафтно-геохпмической системы

Элемент Ллпбекеко-Домбайскпй ландшафт хвойных лесов Тебердппскпп ландшафт меридиональных троговых долин Тебердннскип окультуренный природный ландшафт сосновых лесов Карачаевский ландшафт широколиственных лесов

РЬ 1 0.66 0.48 2,1

са 1 0,01 0,02 0,3

Си 1 0,78 0.48 0,7

7л\ 1 0,86 0,39 1.6

п Домепй 1610 м

Т.Серхмяя

Над у.г

Г.ТеВерда 13/0 М Тебарда 1330 м.

. Карачаевец

860 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I. При изучении основных компонентов высокогорных и среднегор-ных ландшафтов Тебердинского заповедника (почв, растений, почвенных животных) на геохимическом уровне установлены статистически обоснованные различия в содержании и отчетливая пространственная дифференциация в распределении геохимических показателен. Установлена кислая (4,7-4,9) и слабокислая (6-6,5) реакция почв. Значительное содержание гумуса (8-16%) с сильным уменьшением к гор. В (4-5%). Биологическое накопление микроэлементов в органах лиственных пород сильнее, чем в хвойных. В хвое содержание свинца в среднем составляет 0,02-0,58 мг/кг, в то время как в листве - 0,451,74 мг/кг. Содержание меди в ветках сосны 2,49-5,24 мг/кг, в ветках бука и березы 4,3-10,2 мг/кг. Содержание элементов в почве и растительности не пре-

вышает фоновые значения. Свод геохимических характеристик может служить материалом к инвентаризации ландшафтов и к подготовке Ландшафтного Кадастра (Дьяконов, Низовцев, 2006). Сформированная база геохимических данных может быть использована как фоновая при организации мониторинговых исследований, как в заповедных, так и в антропогенно трансформированных ландшафтах.

2. Рассмотрение вертикальных геохимических соотношений между ярусами фаций показало, что вертикальная дифференциация вещества характерна для всего геохимического пространства фаций и для отдельных ярусов и горизонтов. Через расчет коэффициентов концентрации и рассеивания выявлено, что для детритового яруса, почвенного и мохового ярусов в большей степени характерно накопление элементов (Кк = 1,1-2,0), древесным, травянистым ярусами лесных фаций элементы только захватываются (Кк=0,03-0,9). На основе анализа расположения зон максимального содержания элементов по ярусам вертикального профиля фаций выделено 6 типов вертикальной дифференциации их геохимического пространства: почвенно-древесный, почвенно-детритный, поч-венно-моховой, детритно-древесный, детритно-моховой, мохово-древесный. Для большинства обследованных фаций минимальные уровни содержания элементов выявлены в травянистом ярусе.

3. Проведенные исследования латеральной структуры распределения элементов по высотно-экологическому профилю М. Хатипары показали, что латеральную контрастность геохимических показателей вызывает комплекс факторов (ландшафтно-геохимическое сопряжение, различия гидротермических условий по высотным поясам и по экспозиции, биогеохимическая специализация и адаптационные механизмы биоты). Относительно элювиальных позиций установлена интенсивность максимальной концентрации (Км=2,6-3,2) и максимального выноса элементов (Км=0,03-0,12) в пределах локальной каскадной ЛГС. По миграции элементов в почвах ЛГС выделены три вида латерально-миграционной дифференциации: аккумулятивный, транзитный и без существенных различий в верхних и нижних звеньях ЛГС.

4. Результаты исследований показывают, что содержание цинка, меди, свинца и кадмия в антропогенно нарушенных почвах горных территорий не превышает их природные фоновые значения. Так при колебаниях фоновых значений свинца на участках лишённых антропогенного влияния 5-40 мг/кг, в пределах г. Карачаевска содержание элемента составляет 10,9 мг/кг. Показатели содержания биогенных элементов (меди, цинка) имеют следующие особенности: при фоновых значениях содержания меди 4-15 мг/кг в пределах региональной ЛГС среднегорных ландшафтов зоны антропогенного влияния содержание меди в почвах

составляет 4 - 5,9 мг/кг; пределы колебаний содержания цинка фонового участка - 10-55 мг/кг, а антропогенно нагруженного - 3-12,9 мг/кг. Такое распределение элементов может быть связано с выведением биогенных элементов из естественного биологического оборота частью растительности обусловлено антропогенным воздействием. Преобладание транзитного выноса элементов за пределы горных районов, складывающееся в условиях сильно расчлененного рельефа, не приводит к выраженному загрязнению почв при существующем уровне антропогенного давления.

5. Составленная база данных может служить материалом для подготовки Ландшафтного Кадастра как прогнозируемого направления в физической географии и ландшафтоведении для территории заповедника. Представленные данные отражают вертикальную геохимическую структуру ландшафтов на примере фаций в виде показателей массовой концентрации микроэлементов (свинца, кадмия, меди и цинка) в почвенных горизонтах, почвенной мезафауне и ярусах растительности. Латеральная геохимическая структура ландшафтов представлена изменениями концентрации элементов в почвенном горизонте А сопряжённых фаций в пределах склоновых участков и сопряжённых ландшафтов в пределах долины р. Теберда. Данные могут быть также использованы при кадастровой оценке земельных участков для определения естественного плодородия в условиях охранного режима.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Сутормина Э.Н. Особенности биогеохимического круговорота в пределах горных ландшафтов на территории Тебердинского заповедника // Альманах современной науки и образования: материалы научно-теоретического и прикладного журнала - Тамбов, 2008. - №5 (12). - С.117-119.

2. Сутормина Э.Н., Дегтярёва Т.В. Ландшафтно-экологический подход в изучении геохимических особенностей горных почв Тебердинского заповедника // Проблемы региональной экологии. - Москва, 2008. - № 5. - С. 73-78.

3. Сутормина Э.Н. Особенности геохимической среды элементарных ландшафтов на территории Тебердинского заповедника // Геоэкологические проблемы Северного Кавказа,-Махачкала, 2008.-С. 195-198.

4. Сутормина Э.Н. Дождевые черви как индикатор состояния почвенной среды (на примере Тебердинского заповедника): материалы 2-й конференции членов Русского географического общества Ставропольского отдела. - Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ, 2009. - С. 115-123.

5. Дегтярёва Т.В., Сутормина Э.Н. Изучение горно-лесных почв Тебердинского биосферного заповедника // Природно-ресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России. Сборник статей 5 Меж-

дународной научно-практической конференции. - Пенза: Изд-во РИО ПГСХА, 2007. - С. 281-283.

6. Дегтярёва Т.В., Сутормина Э.Н. Биоэлементы цинк и медь в компонентах экосистем Северного Кавказа / Современные проблемы природопользования, охотоведения и звероводства: материалы Международной научно-практической конференции, посвященное 85-летию ВНИИОЗ, РАСХН / под общей ред. В. В. Ширяева. - Киров, 2007. - С. 114-115.

7. Дегтярёва Т. В. , Сутормина Э.Н. Особенности биогеохимпи ландшафтов Тебердинского заповедника // Вопросы современной науки и практики. - Тамбов, 2008. - №3 (13). - С. - 85-89.

8. Сутормина Э.Н. Особенности основных геохимических параметров горно-луговых и горно-лесных почв (на примере Тебердинского заповедника)//Вестник СГУ.-Ставрополь, 2008. - № 57(4).-С. 61-67.

9. Дегтярёва Т.В., Сутормина Э.Н. Распределение и биогеохимия дождевых червей Тебердинского заповедника // Животный мир горных территорий. - М:, 2009. - С. 34-37.

10. Сутормина Э.Н. Пространственный анализ геохимической структуры фаций горных ландшафтов (на примере Тебердинского заповедника): материалы 3-й конференции членов Русского географического общества Ставропольского отдела. - Ставрополь. Изд-во СевКавГТУ 2010. - С. 46-50.

Подписано в печать 28.10.2010 Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л. 1,4 Уч.-юд.л. 1,25

Бумага офсетная Тираж 100 экз. Заказ 389

Отпечатано в Издательско-полиграфическом комплексе Ставропольского государственного университета. 355009, Ставрополь, ул.Пушкина, 1.

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Сутормина, Элла Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАБА 1 История, теоретические подходы и методы изучения

1.1. История ландшафтно-геохимических и биогеохимических исследований горных ландшафтов.

1.2. Теория и методология исследования.

1.3. Методы исследования.

ГЛАВА 2 Факторы формирования геохимической структуры ландшафтов Тебердинского заповедника

2.1. Геолого-геоморфологические.

2.2 Климатические.

2.3 Почвенные.

2.4 Биотические.

2.5 Ландшафтный.

ГЛАВА 3 Геохимические особенности компонентной структуры ландшафтов Тебердинского заповедника

3.1 Геохимия горно-луговых и горно-лесных почв

3.2Биогеохимия доминирующих растений.

3.3 Распределение и биогеохимия почвенной мезафауны.

ГЛАВА 4 Вертикальная дифференциация геохимического пространства» фаций

4.1 Вертикальная дифференциация геохимических параметров в пределах определённых ярусов и горизонтов.

4.2 Вертикальная дифференциация содержания элементов по ярусам вертикального профиля горно-лесных фаций.

4.3 Вертикальная дифференциация содержания элементов по ярусам вертикального профиля горно-луговых фаций.

ГЛАВА 5 Латеральная- геохимическая неоднородность каскадных систем различного уровня

5.1 Латеральная геохимическая дифференциация, фациального пространства локальной ландшафтно-геохимической системы.

5.1.1 Латерально-миграционная дифференциация содержания элементов в горно-луговых и горно-лесных почвах.

5.1.2 Высотная дифференциация геохимических показателей по геоботаническим поясам.

5.2 Латеральная* геохимическая дифференциация на уровне региональных ландшафтно-геохимических систем.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Пространственные геохимические особенности ландшафтов Тебердинского государственного природного биосферного заповедника"

Актуальность исследования. В последние десятилетия* происходит сокращение площади природных и, увеличение площади преобразованных ландшафтов, что приводит к нарушению естественного круговорота веществ, деградации природных ландшафтов и ослаблению их устойчивости. В ряду приоритетных направлений развития Северо-Кавказского Федерального округа особое место занимает туризм. В связи с этим должного внимания заслуживает сохранение и мониторинг ландшафтов заповедных и сопряжённых с ними территорий. Актуальным это становится и накануне проведения зимних олимпийских игр в г. Сочи. Важным аспектом рационального использования территориальных и биологических ресурсов может являться мониторинг вещественного состава природных ландшафтов, в частности его биологической составляющей. Охранный режим территорий заповедника позволяет считать геохимические условия миграции микроэлементов антропогенно неизменёнными и представлять их территорию в качестве эталона. В' связи с этим, важным аспектом рационального использования территориальных и биологических ресурсов может являться мониторинг вещественного состава^ природных ландшафтов, в частности его биологической составляющей. Охранный режим территорий заповедников позволяет считать геохимические условия миграции микроэлементов антропогенно неизменёнными и представлять их территорию в качестве эталона. В связи с этим актуально составление реестра (свода) геохимических характеристик для подготовки Ландшафтного Кадастра (Дьяконов, Низовцев, 2006), что актуально в связи с современными проблемами землеустройства. Наряду с этим, высокогорные- и среднегорные ландшафты имеют достаточно низкую степень самоорганизации, и они весьма уязвимы. Так, горнолуговые ландшафты, по биомассе и ежегодной продукции близки к ландшафтам степей, а по скорости разложения растительных остатков, по недостатку тепла, который лимитирует биологический круговорот вещества, по кислой реакции почвы - к тундровым. Такие системы чутко реагируют на любые изменения. Для горных геосистем, в отличие от равнинных, характерна высокая напряженность биогеохимических взаимосвязей между растительностью и почвой. Растительность горных геосистем является единственным компонентом, способствующим сохранению устойчивости их состояния. В связи с этим, организация постоянно действующего геохимического мониторинга таких геосистем, в условиях антропогенного пресса, является требованием времени.

Предмет исследования - процессы миграции химических элементов в различных ландшафтно-геохимических условиях, особенности вертикальной и латеральной дифференциации геохимического пространства ландшафтов заповедника;

Цель работы — выявление пространственных особенностей геохимическойхтруктуры ландшафтов заповедника-Задачи:

1. Выявление и анализ геохимических характеристик основных компонентов горных ландшафтов - почв, растений и представителей почвенной мезафауны.

4. Определение изменений в содержании химических элементов в почвах под влиянием интенсивного антропогенного воздействия в районе селитебных территорий.

5. Составление базы данных, основанной на результатах геохимических исследований для информационного обеспечения Ландшафтного Кадастра.

Методико-теоретическая база: Теоретической и методологической базой диссертационного исследования послужили труды физгеографов- и ландшафтоведов региональной школы (C.B. Калесника, H.A. Солнцева, B.C. Преображенского, А.Г. Исаченко, В.Б. Сочавы, В.А. Шальнева и др). Ключевым в методической основе работы явился ландшафтный подход, который позволяет проследить особенности биогеохимической структуры горных ландшафтов и их морфологических единиц не только латерального характера, но вертикальных связей компонентной структуры фаций. Для анализа фациальной геохимической структуры * использовались принципиальные положения и методы геохимии ландшафта, описанные в работах Б.Б. Полынова, М.А. Глазовской, Добровольского В.В., Н.С. Касимова, В.А. Снытко, И.А. Авессаломовой, A.B. Хорошева.

Исследования проводились на основе полевых материалов, представленных в виде почвенных, растительных и образцов почвенной-мезафауны. Определение концентрации элементов в образцах проводилось методом вольтамперометрического анализа согласно «Методике выполнения измерений массовой доли меди, свинца, кадмия' и цинка в пробах почв, донных отложений, растений и пищевых продуктов « на полярографе, разработанная НТФ «Вольта» и регламентированная в документе 11-03 МВИ (С-Пб, 2003), аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96. Построение карт осуществлялось в программе Mapinfo (версия 3). методом естественного соседа путём проведения пространственной интерполяции.

В качестве информационной базы использовались картографические, монографические материалы кафедры физической географии СГУ, фондовые и опубликованные материалы Тебердинского биосферного заповедника по изучению почв, растительности и почвенных беспозвоночных. Изучение пространственных структур фаций основывалось на результатах полевых исследований, полученных автором.

Научная новизна:

Практическая- значимость. Результаты исследования представляют собой основу системы экологического мониторинга как в качестве контроля над геохимическими процессами ландшафтов самого заповедника, так и над изменением геохимических условий сопряжённых территорий. Данные по геохимической специализации отдельных растений и содержанию элементов^ в дождевых червях в условиях охранного режима могут быть использованы в качестве фоновых значений для биоиндикации при определении степени загрязнения почв. Реестр геохимических характеристик ландшафтов, созданный на основе электронной^ базы данных, позволяет боле эффективно использовать их в геоинформационном картографировании и других геоинформационных технологиях.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации были представлены на международных и региональных конференциях: Международная научно-практическая конференция «Природно - ресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», (Пенза, 2007); Международная, научно-практическая конференция «Современные проблемы, природопользования, охотоведения и звероводства», (Киров, 2007); научно-практических конференций «Университетская наука - региону», (Ставрополь, 2007, 2008); Материалы конференций членов Русского географического общества Ставропольского отдела (Ставрополь 2009, 2010). По теме диссертации опубликовано 10 работ, в числе которых 2 в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Структура работы: диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 162 страницах текста. Список использованных источников включает в себя 212 наименований. Диссертация содержит 41 таблицу и 80 рисунков

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Сутормина, Элла Николаевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. При изучении основных компонентов высокогорных и среднегорных ландшафтов Тебердинского заповедника (почв, растений, почвенных животных) на геохимическом уровне установлены статистически обоснованные различия в содержании и отчетливая пространственная дифференциация в распределении геохимических показателей. Получен обширный массив геохимической информации: уровни содержания цинка, меди, свинца и кадмия в горно-луговых и горно-лесных почвах, в растительном опаде, в представителях почвенной мезофауны; биогеохимическая характеристика доминантов растительных сообществ. По результатам наших данных различное распределение элементов в компонентах горных ландшафтов' подтверждает тот факт, что в условиях наличия подстилающих пород кислого состава элементный состав почв наследуется последовательно (т.е. пониженное содержание меди в породах - 30-35 мг/кг наследуется почвой - в почвах заповедника - 3-16 мг/кг, тогда как в среднем в почвах концентрация меди составляет- 20 мг/кг и более. Повышенное (20-30 мг/кг) в сравнении с литосферным Кларком отражается на содержании в почвах заповедника 5-40 мг/кг в гумусовом горизонте.

Фоновое содержание изучаемых тяжёлых металлов в растительности определяется общими ландшафтно-геохимическими условиями и биогеохимической специализацией растительности (Пихта сильно накапливает медь, берёза — цинк, мхи — свинец, медь). Отмечено барьерное поглощение металлов злаками,, а так же хвоей и ветвями. Сильно вовлекаются биофильные элементы почвенными беспозвоночными при содержании меди в почве 3-5 мг/кг, содержание в дождевых червях в 3-5 раз превышает.

2. Выявлены различия в особенности концентрации определённых элементов в тех или иных ярусах фаций и на основе полученного анализа были выделены 6 типов вертикальной дифференциации их геохимического пространства: почвенно-древесный, почвенно-детритный, почвенно-моховой, детритно-древесный, детритно-моховой, мохово-древесный с различной встречаемостью (наиболее часто встречаемый - почвенно-детритный - 30%, почвенно-моховый — 25%, наименее часто - мохово-древесный 5,5%)

На основе анализа полученных данных в зависимости от принадлежности фации к экотону или доминантному поясу выявлена большая степень накопления элементов в растительных ярусах фаций экотонного пояса хвойно-широколиственных лесов, чем доминантного хвойных лесов. Кроме этого выявлены значительные экспозиционные различия вертикальных структурах фаций - более интенсивное накопление всех элементов, особенно биофильных меди и гщнка на склоне северной экспозиции, кадмий сильно концентрируется в биотических ярусах фаций южной экспозиции, что объясняется биогеохимической специализацией растений эдификаторов.

Латеральная дифференциация вещества, изменение абсолютной высоты обеспечивает различия в геохимической структуре фаций различных геоботанических поясов. Так, если для пояса субальпийских лугов характерно усиление концентрации свинца в почвах Кк 1,5-1,6' то для экотонов берёзовых криволесий и субальпийских лугов и экотона субнивального усиление концентрации кадмия Кк 7-8, и рассеивание свинца. В1 пределах всех поясов рассеивание меди Кр = 1,4-2,3

Для латеральной геохимической структуры хвойных лесов (занимают наибольшую площадь профиля — 32,7 %) характерно различное сочетание концентрации или рассеивания элементов в гор. А с общей тенденцией к сильному рассеиванию и с ярко выраженными экспозиционными различиями (сильнее рассеиваются элементы на склоне южной экспозиции). Сильнее рассеивание на склоне южной и заметная концентрация в почвах северной экспозиции отмечена для меди, что объясняется биогеохимической специализацией растений (в данном случае пихты). Так, на юго-восточных склонах в почвах происходит рассеивание Си, Сс1 и РЬ, слабая концентрация 2п. В биологическом круговороте С<1 и Си значительно концентрируются, в опаде

Axcd=5,2; AxCu=2,4). В почвах северо- восточной экспозиции рассенванне элементов ослабляется и отмечается даже концентрация для Cd и Си (Кк 1,21,5), рассеивание для РЬ и Zn.

По миграции элементов в почвах ЛГС выделены три вида латерально-миграционной дифференциации: аккумулятивный, транзитный и без существенных различий в верхних и нижних звеньях .

4. На основе полученных геохимических характеристик (рН почв^ гумуса, содержания элементов в почвах, растениях, опаде, представителях почвенной мезофауны, расчета ряда коэффициентов межкомпонентной сопряженности, выявлены их геохимические различия основных геоботанических высотных поясов высокогорных и среднегорных ландшафтов). В пределах высокогорных ландшафтов в горно-луговых почвах несколько повышено содержание свинца и в целом характерна замедленность процессов, массобмена. и биологического поглощения (Ах<1), вероятно, за счет бореальности климатических условий. Для среднегорных ландшафтов выявлено более активное вовлечение элементов в биогеохимический круговорот (Ах>1).

На основе полученных геохимических данных сформирован реестр геохимических характеристик как информационная составляющая земельного кадастра; Реестр включает два структурных элемента - вертикальный и латеральный, которые соответствуют основными направлениями перемещения вещества в ландшафте. Данные реестра характеризуются^ значительным содержанием свинца в пределах пояса субальпийских лугов; (35-40 мг/кг) и низким содержанием меди во всех исследуемых ландшафтах (7-14 мг/кг). Поглощение элементов злаками происходит по барьерному типу.

Латеральная дифференциация геохимического пространства, как склонов, так и долины р. Теберды имеет абсолютное сходство: увеличение содержания гумуса и усиление кислотности от нижних участков катены к верхним. Распределение металлов в почве различных латеральных структур характеризуется общим интенсивным рассеиванием (КР 3-6).

5. Результаты исследований показывают, что содержание цинка, меди, свинца и кадмия в антропогенно нарушенных почвах горных территорий не превышает их природные фоновые значения. Так, при колебаниях фоновых значений свинца 5-40 мг/кг, в пределах г. Карачаевска содержание элемента составляет 10,9 мг/кг. Показатели содержания биогенных элементов, (меди, цинка) имеют следующие особенности: при фоновых значениях содержания меди 4-15 мг/кг, в пределах региональной ЛГС среднегорных ландшафтов зоны антропогенного влияния содержание меди в почвах составляет 4 — 5,9 мг/кг; пределы колебаний содержания цинка фонового участка — 10-55 мг/кг, а антропогенно нагруженного - 3-12,9 мг/кг. Такое распределение элементов может быть связано с выведением биогенных элементов из естественного биологического оборота частью растительности, обусловленного антропогенным воздействием. Преобладание транзитного выноса элементов за пределы горных районов, складывающееся в условиях сильно расчлененного рельефа, не приводит к выраженному загрязнению почв при существующем уровне антропогенного давления.

6. Составленная база данных может служить материалом- для подготовки-Ландшафтного Кадастра как прогнозируемого направления в физической географии и ландшафтоведении для территории заповедника. Представленные данные отражают вертикальную геохимическую структуру ландшафтов на примере фаций в виде показателей массовой концентрации микроэлементов (свинца, кадмия, меди и цинка) в почвенных горизонтах, почвенной мезафауне и-ярусах растительности. Латеральная геохимическая1 структура ландшафтов представлена изменениями концентрации элементов, в почвенном, горизонте А сопряжённых фаций в пределах склоновых участковой сопряжённых ландшафтов в пределах долины р. Теберды. Данные могут быть так же использованы при кадастровой оценке земельных участков для определения естественного плодородия в условиях охранного режима.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Сутормина, Элла Николаевна, Ставрополь

1. Авессаломова И.А. Биогеохимическая неоднородность ландшафтов / Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследования, практика // Материалы 11 международной ландшафтной конференции. М., 2006.

2. Авессаломова И.А. Биогеохимическая структура ландшафтов тисо-самшитовой рощи Кавказского заповедника // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5, География. 1991. - №1.

3. Авессаломова И.А. Биогеохимия среднетаёжных ландшафтов юга Архангельской области // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. География. 2006. - №1.

4. Авессаломова И.А. Геохимическая трансформация горно-лесных ландшафтов южного склона Большого Кавказа // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5, География. -2002. №2.

5. Авессаломова И.А. Геохимические показатели при изучении ландшафтов. -М.: Изд во Моск. ун-та, 1987. - 108 с.

6. Айвазян А.Д., Касимов Н.С. О геохимической специализации растений // Вестн. Моск. Ун-та Сер. 5, География 1979. - №3. - С.42-47.

7. Александрова Т.Д. Теоретические исследования в ландшафтоведении конца XX века (некоторые сюжеты) // Изв. АН. Серия географическая, 2001. № 4.

8. Алексееенко В.А. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. М.: Высшая школа, 1989. - 304с.

9. Алексеенко, В.А. Геохимия ландшафта и окружающая среда. М.: Недра, 1990.- 142с.

10. Ю.Базилевич Н.И., Гребенщиков О.С., Тишков A.A. Географические закономерности структуры и функционирования экосистем. М.: Наука, 1986. - 298с.

11. П.Батоян, В.В., Вшивцев B.C., Касимов Н.С. и др. Биогеохимическая оценка состояния природной среды / Тр. Биогеохимической лаборатории М.: Наука, 1990,- Т. 21.-С. 108-125.

12. Беручашвили Н.Л. Четыре измерения Ландшафта. М.: Мысль, 1986.

13. Беус A.A., Геохимия литосферы. М.: Недра, 1972. - 296с.

14. Беус A.A., Грабовская Л:И1, Тихонова Н.В. Геохимия' окружающей среды. -М.: Недра, 1976. 248с.

15. Биогеохимические методы при изучении окружающей среды. М.: Наука, 1989; - 162с.

16. Богучарсков В.Т. История географии. Москва - Ростов- на- Дону: - 2004.

17. Братков В.В., Салпагаров Д.С. Ландшафты Северо-Западного и СевероВосточного Кавказа. М.: Илекса, Ставропольсервисшкола, 2001.

18. Бурцева Л.В. и др. Фоновое содержание свинца, ртути, мыьяка и кадмия в природных средах / Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. Вып. 7. - С.23-57.

19. Вернадский В.И. Труды по биохимии и геохимии почв. М.: - 1992. - 437с.

20. Вернадский В.И. Избранные сочинения. -М.: Изд - во АН СССР, 1954-1960. -тт. 1-5.

21. Вернадский В.И. Очерки геохимии. Избр. Соч. -М.: Издательство АН СССР , 1954. Т. 1.-С. 7-391

22. Вернадский В.И. Проблемы биогеохимии. М.: Наука , 1980; - 320с. 23;ВернадскишВ.И;. Биосфера и ноосфера^-М;, - 1989. - 241с. 243ёрнадскишВЖ. Живое вещество^-Mi, - 1978^ - 353с;

23. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических: элементов в почвах:/ Виноградов А.П! М.: Изд-во Акад; Наук СССР, 1950.- 278 с.

24. Войткеич Г.В., Мирошников А.Е., Поваренных A.C., Прохоров В.Г. Краткий / справочник по геохимии. М.: Недра, 1977. - 183с.

25. Волкова В.Г., Давыдова Н, Д; Техногенез и трансформация ландшафтов. -Новосибирск: Наука, 1987.- 190с.

26. Гаврилова И;П. Ландшафтно-геохимическое картографирование. М.: Изд-во Моск. Гос. Ун-та, 1985. - С. 149 - 156;

27. Гвоздецкий H.A. Физическая география Кавказа Курс лекций. Вып. 2 - М.: Изд. МГУ, 1954.

28. Гвоздецкий H.A. Кавказ. М.: Географиз, 1963.

29. Гвоздецкий H.A. Физическая география Кавказа. Курс лекций. Вып. I. - М.: Изд. МГУ, 1954.

30. Григорян Г.Б. Микроэлементы в горных ландшафтах бассейна р: Вохчи Армянской ССР / Микроэлементы в ландшафтах Советсткого Союза, под редакцией. Глазовской М.А. М.: 1969.

31. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах СССР. М.: Издание Академии наук, 1950г.

32. Гиляров A.M. Экология, обретающая статус науки. // Экология в поисках универсальной парадигмы. Природа, 1998, №3,с.73-82.

33. Гиляров M.G. Методы почвенной зоологии. М.: Наука, 1975.

34. Глазовская М.А. Борис Борисович Полынов.- М .: 1977.

35. Глазовская MiA. Геохимия природных и-техногенных ландшафтов СССР. -М.: Высшая школа, 1988. 328с.

36. Глазовская М.А. Методологические основы типологии и методики исследования; природных ландшафтов. М.: Изд-во Моск. Гос. Ун та, 1964. -230с.

37. Глазовская М.А. От элементарных почвообразовательных, к; ландшафтно-геохимичнским процессам* // Вопросы почвоведения'»палеогеографии / Чтения? памяти академика Герасимова И.П. М., Паука, 1991.

38. Голубев В.Н. Геоэкология. М.: Геос., 1999. 338с.

39. Гордеев В.В. Речной сток в океаши черты его геохимии. Mi: Наука:, 1983. -106с.

40. Горшков С.П; Концептуальные основы геоэкологии. Смоленск, - 1998; -448с.

41. Горшкова О.Г. К ландшафтно-геохимической характеристике гидроморфных ландшафтов бассейна среднего течения реки Суры // Вестник Московского государственного областного унивеситета, серия «Естественные науки». №-2.

42. Горышина Т.К. Экология растений. М.: Высш. 111к., 1979.

43. Григорьев A.A. Закономерности строения и развития географической среды. М: Мысль, 1966.46:Гроссгейм A.A. Растительный покров Кавказа. М.: МОИП, 1948.

44. Гунин П.Д., Востокова Е.А. Ландшафтная экология.- М.: Биоинформсервис, 2000;-232 с.

45. Дергачева М.И. Экология почв: итоги, проблемы, перспективы // Проблемы образования, науки и культуры. Вып. 12. Экологические проблемы современности. 2002. № 23.

46. Добровольский В.В., Ржаксинская М.В. Ландшафтно-геохимическая. зональность северного склона Большого Кавказа // Геохимия ландшафта. Сб.статей под ред. М.А.Глазовской. М., 1967.

47. Джанибекова Х.А. Ландшафты Карачаево-Черкесии и их антропогенные преобразования. Автореферат диссертации. Ростов-на-Дону, 2000.

48. Добровольский В. В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. — М.: Мысль, 1983. 269с.

49. Добровольский В. В. Основы биогеохимии. М.: Высшая школа, 1998. - 413с.

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

51. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: Высш. Шк.,1988. — 413с.

52. Добровольский В.В., Мельчаков Ю.Л. Динамика массобмена металлов в ландшафтно геохимический условиях Среднего Урала. // Тр. Биогеохимической лаборатории. - М.: Наука, 1990. - Т.21. - С. 89 - 100.

53. Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем, под ред.• I

54. Глазовской М.А. -М. : Наука, 1982. 171с.

55. Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. -М.: изд. МГУ, 1978-.

56. Дьяконов К.Н. Ландшафтоведение в современном обществе и актуальные задачи ландшафтных исследований / Ландшафтоведение: теория; методы, региональные исследования, практика // Материалы 11 международной ландшафтной конференции. М.: 2006.

57. Дьяченко В.В. Геохимия и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа Электронный ресурс.: Дис. д-рагеогр.наук.М:-РГБ, 2004. 326 с.

58. Дьяченко В.В. Геоэкология ландшафтов Северного Кавказа // Труды южного научного центра Российской Академии Наук «Биоразнообразие и трансформация горных экосистем Кавказа». -М.: том 3.

59. Дьяченко В.В. Ландшафтно-геохимическая оценка состояния м развития Северного Кавказа// Состояние и развитие • горных систем; Санкт-Петербург, 2002. 1 С. 80-85.

60. ДьяченкоВ.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.

61. Елпатьевкий П.В. Геохимия миграционных потоков- в природных и природно-техногенных геосиситемах. -М.: Наука, 1993. 253с.

62. Ермаков В.В. Геохимическая экология как следствие системного изучения биосферы / Проблемы биогеохимии и геохимической экологии. — М.: 1999. -с.152-182.

63. Ермаков В.В. Биогеохимические провинции: концепция, классификация и экологическая оценка. Основные направления геохимии. М.: - 1995. — С.183-196.

64. Иванов И.В. Экологическая геохимия элементов: Справочник. М.: Недра, 1994.- 304 с.

65. Измалков В.И. Экологическая безопасность, методология прогнозирования антропогенных загрязнений и основы построения химического мониторинга окружающей среды. Санкт-Петербург. - 1994. - 131с.

66. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. — Новосибирск. — 1991. 151с.

67. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. -М.: Высшая школа, 1991.

68. Исаченко > А.Г. Основы ландшафтоведения и физико-географическое районирование. -М.: Высшая школа, 1965.

69. Исаченко А.И. Теория и методология географической науки — М.: Академия, 2004.

70. Казимиров Н.И., Морозова Р. М. Биологический круговорот веществ в ельниках Карелии. Л.: Наука, 1973.

71. Калесник C.B. Общие географические закономерности Земли. М.: Наука, 1970.

72. Калесник C.B. Основы общего землеведения. -М.: Учпедгиз, 1955.

73. Касимов Н.С. Геохимия степных и пустынных ландшафтов. М.: Изд-во Моск. Гос. Ун-та, 1988. С. 254.

74. Касимов Н.С. Геохимия ландшафтов зон разломов. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1980.- 120с.

75. Касимов Н.С., Геннадиев А.Н. Геохимия ландшафтов и география почв. Основные концепции и подходы// Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. Геогр. 2005. №2.

76. Касимов, Н. С., Геннадиев А.Н. Геохимия ландшафтов и география почв. Основные концепции и подходы // Вестн. Моск. Ун-та Сер. 5, География 2005. - №2. - С.34-37.

77. Коабата Пендиас Н., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. - 439с.

78. Ковалевский А.Л. Биогеохимические поиски рудных месторождений. М.: Недра, 1984. - 172с.

79. Ковалевский А.Л. Биогеохимические поиски рудных месторождений. М.: Недра, 1974. - 142с.

80. Ковалевский А.Л. Биогеохимия растений. Новосибирск: Наука, 1991. - 294с.

81. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1991. - 294с.

82. Ковальский В.В:. Геохимическая среда и жизнь. М:, 1982. - 78с.

83. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М., 1974. - 298с.

84. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. - 263с.

85. Ковда В.А. Минеральный состав, растений и почвообразование // Почвоведение. 1964. - № 1.

86. Ковда В.А. Основы учения о почвах. Общая теория почвообразовательного процесса. -М.: Наука, 1973.-447с.

87. Козловский Ф.И. Современные естественные и антропогенные процессы эволюции почв /АН СССР, М.: Наука, 1991.

88. Козловский Ф.И. Современные естественные и антропогенные процессы эволюции почв /АН СССР. М.: - Наука, 1991.

89. Козловский Ф:И. Структурная' модель миграционных процессов в геохимических ландшафтах // Геохимия ландшафтов: Теория миграции химических элементов в природных ландшафтах. — М.: Наука, 1975.

90. Копцик C.B. и др. Анализ взаимосвязи почв и растительности в лесных биогеоценозах методом главных компонент // Экология. 2003. - №1. - С. 37-45.

91. Кормилицын В.И., Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. Основы экологии. М., 1997. 365с.

92. Криволуцкий Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле. М.: Наука, 1994. -272с.

93. Куликов А.Ю. Некоторые аспекты динамики и численности беспозвоночных // Труды высокогорного геофизического института. «Высокогорные экосистемы под воздействием человека». -М. : 1990. вып. 84.

94. Ландшпфтно-геохимические основы фонового мониторинга природной среды; под редакцией Глазовской М.А., Касимова Н.С. М.: Наука, 1989: - 164 с.

95. Летунова C.B., Ковальский, В.В. Геохимическая экология микроорганизмов. -М.: Наука; 1978: 148с.

96. Лиховид A.A., Шальнев В.А., Шкарлет К.Ю., Харин К.В., Юрин» Д:В., Разумов С.И., Маслиев, A.B. О биотике ландшафта, итогах и перспективах развития // Труды XII съезда Русского Географического Общества. СПб, 2005. Том 2.

97. Макунина Г.С. Экосфера и ландшафтная оболочка // География и природные ресурсы. 2003. - № 2. - С. 20-25.

98. Мальгин М.А. Биогеохимия микроэлементов в Горном Алтае. -Новосибирск: Наука, 1978. 272с.

99. Мильков Ф.Н. Ландшафтная'сфера Земли. Ml: Мысль, 1970.

100. Мильков Ф.Н. Общее землеведение. — М.: Высшая школа, 1990.

101. Мильков Ф.Н. Физическая география: учение о ландшафте и географическая зональность. Воронеж: ВГУ, 1986.

102. Михайлов Н.И. Физико-географическое районирование. М., Изд-во МГУ.

103. Молчанов A.B. Пространственно-временная структура фауны основных типов почв высокогорий Центрального Кавказа, Автореф. дис. канд. геогр. наук. М.: 2005. — 48 с.

104. Назаров А.Г. Геохимия высокогорных ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1978.-197с.

105. Нечаева Е.Г. Ландшафтно-геохимическая динамика и эволюционные аспекты долины средней Оби / Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследования, практика // Материалы 11 международной ландшафтной конференции. М., 2006.

106. Нечаева Е.Г. Программные положения! ландшафтно-геохимического мониторинга среды обитания // Известия РАН. №1. С. 10-15.

107. Никаноров* A.M., Жулидов A.B., Покаржевский А.Д., Биомониторинг тяжелых металлов в пресноводных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. -144с.113; Николаев В'.А. Ландшафтоведение: М., 2000.

108. Одум Ю. С. Основы экологии. М.: Мир, 1975. - 742с.115: Олейникова' Д.В. Внутриландшафтная* дифференциация травянистой растительности высокогорных ландшафтов Западного Кавказа. Автореферат диссертации. Ставрополь, 2005.

109. Павлов A.B. Энергообмен в ландшафтной сфере. Новосибирск, 1984.

110. Перель Т.С. Распространение и закономерности-распределения дождевых червей фауны СССР. М: Наука С. 139-144с.

111. Перельман А. И. Геохимия Ландшафта. М.: Высшая школа, 1966.

112. Перельман А.И. Геохимический ландшафт как самоорганизующаяся система // Вестн. Моск. Ун-та Сер. 5, География 1994. - №4.

113. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М., 1975.

114. Перельман А.И., Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975. - 341с.

115. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта.- М. : Изд.-во «Астрея», 2001.

116. Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов. М., 1968. - 332с.

117. Перельман А.И. Геохимия. М., 1989 - 528с.

118. Покаржевский А.Д. Геохимическая экология наземных животных. М., 1985г.

119. Полынов Б.Б. Избранные труды. М.: Издательство АН СССР , 1956. -751с.

120. Полынов Б.Б. Географические работы. М.: Географгиз, 1952.

121. Полынов Б.Б. Геохимические ландшафты. Географические работы. — М., 1952. 400с.

122. Полынов Б.Б. Первые стадии почвообразования на массивно-кристаллических породах // Почвоведение. 1945. - №7. - С. 327-339.

123. Попова О.В., Фёдорова А.И., Индикация дальности и интенсивности влияния новолипецкого металлургического комбината на прилегающую территорию // Вестик ВГУ. 2005. - №1. - С.34-56.

124. Прельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов. М.: Недра, 1965.

125. Реймерс Н.Ф. Экология. Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. -М., 1994.-366с.

126. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот в основных типах растительности. М.: 'Наука, 1965.-251с.

127. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара. М. - Л.: Наука, 1965. - 251с.

128. Ромашкевич А.И. Горное почвообразование и геоморфологические процессы. М.: Наука, 1988. - 150с.

129. Ромашкевич А.И. Горное почвообразование и геоморфологические процессы. М.: Наука, 1988.-150с.

130. Рубилин Е. В. Микроэлементы в почвах Кавказа- JL, 1968.

131. Рубилин Е.В. Микроэлементы в почвах Северного Кавказа. -Л. : 1968. 56с.

132. Сает Ю.Е. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990.

133. Салпагаров Д.С. Тебердинский государственный биосферный заповедник в Карачаево-Черкессии // Тр. Теберд. Госуд. Биосферн. Запов., Ставрополь: ставропольского краевая типография. - Вып. 19. - 332с.

134. Свинец в окружающей среде, под ред. В.В. Добровольского. М.: Наука, 1987. - 181с.

135. Серебряков А.К., Чикалин А.Н., Шальнев В.А. Бурые горно-лесные почвы восточного склона хребта Малая Хатипара // Тр. Тебердинского заповедника. -Ставрополь. 1972. - Вып.8.

136. Серебряков- А.К., Чикалин А.Н., Шальнев В.А. Горно-луговые почвы Малой Хатипары / Тр. Тебердинского гос. заповедника. — Ставрополь, 1977. Т. IX

137. Сигида С. И., Проконова Т.В. Фауна и экология дождевых червей Кавказского заповедника // Сборник научных трудов; серия естественнонаучная СевКав ГТУ Ставрополь, 2004. 1.

138. Смирнов Ю.Б. Изучение почвенной мезафауны целинных степей с целью биоиндикации загрязнения почв тяжёлыми металлами. Днепропетровск.: Издательство НИИ биологии Днепропетровского госуниверситета. - 2008.

139. Смирнов Ю.Б. Изучение почвенной мезофауны целинных степей с целью биоиндикации загрязнения почв тяжёлыми металлами /

140. Соколов И.А. Об основных закономерностях экологии почв // Почвоведение. 1990. № 7. С.117-128.

141. Солнцев Н.А. О некоторых принципиальных вопросах проблемы физико-географического районирования // Научн. докл. высшей школы, геолого-геогр. Науки. 1958: - № 2.

142. Сочава В.Б. Учение о геосистемах. Новосибирск, 1975.

143. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск: Наука,1978.

144. Тебердинский заповедник: природоохранная и научная деятельность // Труды Тебердинского государственного биосферного заповедника / отв. ред. Д. С. Сапагаров. Кисловодск: Северокавказское изд-во МИЛ, 2006. — Вып. 42. — 432 с.

145. Тимофеев-Ресовский Н.В., Яблоков A.B., Глотов Н.В. Очерк учения о популяции. -М. : 1973, с 13-29.

146. Тушинский Г.К. Геоморфологический очерк Тебердинского заповедника // Труды Тебердинского государственного заповедника. — Ставрополь, 1957. — Вып. 1.-С. 3-49.

147. Тюрюканов А.Н., Федоров В.М. Тимофеев-Ресовский Н.В. Биосферные раздумья. М., 1996. - 368с.

148. Фасулати К.К. Полевое изучение наземных беспозвоночных М'., 1971.

149. Хованский A.B. Оценка загрязнения растений. Ростов-на дону, 1994. -40с.

150. Хованский A.B. Оценка загрязнения почв. Ростов-на дону, 1994, 40с.

151. Хорошев A.B. Факторы дифференциации микроэлементов в почвах центрального Кавказа // Известия АН. Серия географическая. 2001. - №6. -С.77-80.

152. Хорошев, A.B., Алещенко Г.М. Полимасштабная организация геосистемных взаимодействий / Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследования, практика // Материалы 11 международной ландшафтной конференции. М., 2006.

153. Черкашин А.К. Инвариантность пространственной структуры ландшафта / Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследовании, практика // Материалы 11 международной ландшафтной конференции. М., 2006.

154. Шальнев В. А. Ландшафты Северного Кавказа: эволюция и современность. Ставрополь, 2004.1978.

155. Тебердинский заповедник: природоохранная и научная деятельность // Труды Тебердинского государственного биосферного заповедника / отв. ред. Д. С. Сапагаров. Кисловодск: Северокавказское изд-во МИЛ, 2006. - Вып. 42. -432 с.

156. Тимофеев-Ресовский Н.В., Яблоков A.B., Глотов Н.В. Очерк учения о популяции. М. : 1973, с13-29.

157. Тушинский Г.К. Геоморфологический очерк Тебердинского заповедника // Труды Тебердинского государственного заповедника. Ставрополь, 1957. -Вып. 1.-С. 3-^9.

158. Тюрюканов А.Н., Федоров В.М. Тимофеев-Ресовский Н.В. Биосферные раздумья. М., 1996. - 368с.

159. Фасулати К.К. Полевое изучение наземных беспозвоночных М'., 1971.

160. Хованский A.B. Оценка загрязнения растений. Ростов-на дону, 1994. -40с.

161. Хованский A.B. Оценка загрязнения почв. Ростов-на дону, 1994, 40с.

162. Хорошев A.B. Факторы дифференциации микроэлементов в почвах центрального Кавказа // Известия АН. Серия географическая. 2001. - №6. -С.77-80.

163. Хорошев, A.B., Алещенко Г.М. Полимасштабная организация геосистемных взаимодействий / Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследования, практика // Материалы 11 международной ландшафтной конференции. М., 2006.

164. Черкашин А.К. Инвариантность пространственной структуры ландшафта / Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследования, практика // Материалы 11 международной ландшафтной конференции. М., 2006.

165. Шальнев В. А. Ландшафты Северного Кавказа: эволюция и современность. Ставрополь, 2004.

166. Шальнев В. А., Серебряков А.К., Чикалин А.Н: Горно-луговые почвы хребта Малая Хатипара // Тр. Тебердинского заповедника. Вып. Р.Ставрополь, 1977.-С.88-104.

167. Шальнев В.А. Ландшафты хребта Малая Хатипара // Сб. Сев. Кавказ -вып. 2. Вопросы физической и исторической географии. Ставрополь: СГПИ, 1973.

168. Шальнев В.А. Особенности теплового баланса луговых ассоциаций (на примере Тебердинского заповедника) // Известия Всесоюзного географического общества. 1971. - Том 103 - . - Л.: Наука, 1971. - Вып. 2.

169. Шальнев В.А. Оценка экспозиции склонов в формировании фаций горных стран // Изв. ВГО. Т.З Л.: Наука, 1971. - Вып. 3.

170. Шальнев В.А. Эволюция ландшафтов Северного Кавказа. Ставрополь: Изд-воСГУ, 2007.-308с.

171. Шальнев В.А., Нефедова М.В. Об экотоне ландшафтов горных стран (на примере Бокового хребта Западного Кавказа). // Вестник СГУ. 2006.Изд-во СГУ, вып. 47.169: Шипунов Ф.Я. Организованность биосферы. М.: Наука, 1980.

172. Экологическая химия; под ред. Ф. Кортье: Mi, 1996. - 382с.

173. Якушина Н.И. Физиология растений.5 М.% 1980.

174. Greig-Smith P.W., Becker Н., Edwards P.J., Heimbach F. (Eds) Ecotoxicology of earthwormsAndower,Intercept, 1992.269pp.

175. Hartenstein R., Leaf A.L., Neuhauser E.F., Bickelhaupt D. Composition of earthworm Eisenia foetida and assimilation of 15 elements from sludge- during growth.//Comp.Biochem.Physiol. 1980. Vol.66. N2. P.187-192.

176. Laverack M.S. The physiology of earthworms. Oxford. Pergamon press. 1963. 206 pp

177. Lofs-Holmin A. Vermiculture. Swedish Univ. Agric. Sci. Dept. Ecology and Environ. Research (Rap. 20). Uppsala 1985. 70 p.

178. Martin M.H., Coughtrey P.J. Biological monitoring of heavy metal pollution. London. N.Y.: Applied Science Publ. 1982. 475 pp.

179. Pokarzhevskii A.D. Van Straalen N.M. Zaboev D.P. and Zaitsev A.S. Microbial links and element flows in nested detrital food-webs. // Pedobiologia 2003 Vol.47. P. 213-224

180. Pokarzhevskii A.D., Zaboyev D.P., Ganin G.N., Gordienko S.A. Amino acids in earthworms: are earthworms ecosystemivorous //Soil Biol. Biochem.1997, Vol.29No3/4P.559-567

181. Sabine J.R. Earthworms as a source of food and drugs. // Earthworm ecology London, Chapman & Hall, 1983. pp. 285-296.

182. Sheppard S.C., Bembridge J.D., Holmstrup M., Posthuma L. (Eds) Advances in earthworm ecotoxicology. Pensacola, SETAC, 1998. 472 p.

183. Jones M. The clusiv reality of landscape. Concepts and approach in landscape. Research // Nor. Geogr. 1991. v. 45. №4. P. 229-244.211. wkavkaz.narod.ru/map/gvandra.html.212. wkavkaz.narod.ru/book/teberda/indexmapjpg.html.4 4 *

Информация о работе

Сутормина, Элла Николаевна
кандидата географических наук
Ставрополь, 2010
ВАК 25.00.23

Диссертация

Пространственные геохимические особенности ландшафтов Тебердинского государственного природного биосферного заповедника - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Пространственные геохимические особенности ландшафтов Тебердинского государственного природного биосферного заповедника - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы