Название: Ландшафтоведение - Н.П. Соболева

Рейтинг:

Просмотров: 3699

8.5. Факторы расчленения вертикального геохимического профиля элювиальных ландшафтов

В группе элювиальных элементарных ландшафтов формирование геохимического  вертикального  профиля  зависит  от  ряда  факторов.

Главные из них: 1) характер и амплитуда биологического кругооборота веществ; 2) характер и амплитуда части геологического кругооборота веществ (показателем может служить мощность зоны выщелачивания);

3) скорость геохимических процессов.

Характер и амплитуда биологического кругооборота веществ

Совокупность живых организмов определяет не только облик и геохимию верхних ярусов ландшафта, но в значительной мере влияет на весь его геохимический профиль. Степень и характер этого влияния оп-

ределяются плотностью живого вещества, мощностью сферы его рас- пространения, характером распределения между надземной и подзем- ной  частями  ландшафта  и  соотношением элементов, находящихся в

форме живого и мертвого органического вещества (в виде подстилок,

торфа, почвенного гумуса).

По  характеру  верхнего  органического яруса  элювиальные ланд-

шафты можно разделить на пять главных групп:

1-я группа – формации низших растений – бактерий, грибов, акти- номицетов, водорослей, обитающих на поверхности или в трещинах скал, снега, льда, на поверхности и в толще рыхлых наносов, не засе- ленных высшей растительностью. Их биомасса мала, но благодаря бы- стро идущим жизненным циклам геохимическая роль их может быть достаточно ощутима.

2-я группа – мохово-лишайниковые и лишайниковые формации, в которых количество органических веществ очень мало (единицы тонн на 1га) и сосредоточено почти исключительно в надземной части живых организмов, небольшая часть органических веществ находится в виде неразложившихся остатков в подстилках, органические вещества в форме гумуса почти отсутствуют. Размах биологического кругооборота веществ по вертикали измеряется несколькими сантиметрами.

3-я группа – травянистые формации, в которых значительные запа- сы органического вещества измеряются десятками тонн на 1га. Основ- ная масса живого органического вещества находится в корнях растений, распространяющихся до глубины 1,5 – 2 и даже 3,5м. Запасы мертвого органического вещества обычно превышают общее количество живого вещества, находящегося в данный момент в ландшафте. Амплитуда биологического кругооборота веществ составляет 2-4м. Количество ор- ганических остатков, поступающих ежегодно в виде опада на поверх- ность почвы и при отмирании корней в более глубокие горизонты, при- мерно одинаково.

4-я группа – кустарниковые формации, в которых количество жи-

вого органического вещества и соотношение его с гумусом близко к травянистым формациям, но распределение живого вещества здесь не-

сколько иное. Массы корней и надземных частей растений примерно равны друг другу, глубина распространения корней может достигать де- сяти и более метров. Вертикальный размах биологического кругооборо-

та веществ еще более возрастает по сравнению с травянистыми форма-

циями. Поступление отмершего органического вещества происходит главным образом на поверхность почвы.

5-я группа – ландшафты с лесным типом растительности. Запасы живого органического вещества достигают наибольшей величины и из-

меряются сотнями, а в некоторых случаях тысячами тонн на 1га. Ос- новная масса живого вещества сосредоточена в надземной части. Ство- лы деревьев поднимаются над поверхностью земли на 20-30м, а в неко-

торых типах леса на 50-60м, корни растений углубляются до 5-6м, в от- дельных случаях до 10-15м. Вертикальная амплитуда биологического кругооборота в лесу наибольшая. Запасы мертвого органического веще- ства в виде подстилок и почвенного гумуса составляют лишь неболь-

шую долю от общего запаса органических веществ в ландшафте. По- ступление отмершего органического вещества происходит главным об- разом на поверхность почвы в виде наземного опада.

Мощность зоны выщелачивания

Зона выщелачивания – часть вертикального профиля ландшафта, в которой осуществляется перемещение веществ вниз под влиянием ат-

мосферных осадков. Ее мощность и соотношение с ярусами элементар- ного ландшафта могут быть показателями проявления элювиального процесса.

По степени проявления элювиального процесса выделяют следую-

щие основные ландшафты (рис. 61).

1.  Пермацидные  ландшафты  (ландшафты  полного  профиля)  –

элювиальные ландшафты, в которых атмосферные воды периодически или постоянно достигают уровня грунтовых вод. Часть атмосферной

влаги и растворенных в ней веществ проникает до уровня грунтовых вод, питает их и в значительной мере определяет их химический состав.

2. Импермацидные ландшафты (ландшафты неполного профиля) – элювиальные ландшафты, где атмосферная влага проникает достаточно глубоко, но не достигает уровня грунтовых вод. В вертикальном профи-

ле подобных ландшафтов у нижней границы проникновения атмосфер- ных осадков обычно образуются горизонты накопления даже относи- тельно подвижных элементов (иллювиальные горизонты).

3. Поверхностно-импермацидные ландшафты (ландшафты укоро- ченного профиля) – элювиальные ландшафты в аридных областях, где испаряемость значительно превышает количество выпадающих осадков.

Атмосферная влага часто не проникает глубже корнеобитаемого слоя, перемещение элементов идет на небольшую глубину в пределах поч- венного профиля. Над уровнем грунтовых вод благодаря испарению по- следних в ярусе катагенеза идет накопление ряда легкоподвижных эле-

ментов.

Рис. 61. Вертикальные профили элювиальных ландшафтов

(по М.А. Глазовской, 2002)

I – пермацидный, II – импермацидный, III – поверхностно-импермацидный

IV – мерзлотный импермацидный.

Ярусы и горизонты: F – живого вещества, РП – почвенный пермацидный, РИП - почвенный импермацидно-пермацидный, РИ – почвенный поверхностно- импермацидный, РМ – почвенный импермацидный мерзлотный, РМК – почвенный мерзлотный катагенетический.

Ярусы коры выветривания:VЭ – горизонт выщелачивания, VО

– выщелачивания и

частичного обогащения, VО – обогащения, Vkq – катагенеза с оглеением,

VSk – катагенеза с соленакоплением, Aq – грунтовых вод, Vи – импермацидный, Vм – мерзлотный

4. Мерзлотно-импермацидные ландшафты – ландшафты, в кото- рых вынос веществ вглубь ограничен близким залеганием постоянно мерзлого слоя. В условиях мерзлоты вынос веществ возможен лишь из трансэлювиальных фаций при наличии бокового стока растворов по мерзлому водоупорному слою. В условиях равнинного рельефа при от- сутствии дренажа создается обычно супераквальный режим.

Скорость геохимических процессов

Скорость выветривания первичных и вторичных минералов, а так-

же темпы гумификации и минерализации органических остатков, опре-

деляют возможности большей или меньшей интенсивности кругооборо- та веществ в ландшафте. Эти процессы находятся в тесной зависимости от гидротермической обстановки (табл. 5).

Фактор выветривания (Глазовская, 2002)

Таблица 5

*Диссоциация при 0о принята за единицу

Приведенные цифры показывают различия в скорости химических реакций в различных термических поясах Земли, а вследствие этого и различную подвижность химических элементов.

Значительны различия в термических поясах в ежегодном приросте органического вещества, в скорости гумификации и минерализации ор-

ганических остатков. Так в условиях тундры или северной части таеж- ной зоны деятельность микроорганизмов так ограничена, что даже не- большое количество ежегодно поступающего опада (несколько центне-

ров на 1га) не успевает за год гумифицироваться. Часть растительных остатков сохраняется на поверхности почвы в виде подстилки, возврат элементов в почву происходит медленно. В условиях же влажного тро-

пического леса ежегодный наземный опад в 30-50 и более тонн успевает за год не только гумифицироваться, но в значительной мере и минера- лизоваться. Поэтому элементы, поглощенные растительностью, вновь

приобретают подвижность и могут участвовать в новых биологических циклах, в процессах выветривания и вторичного минералообразования.

Таким образом, миграционная способность одних и тех же элемен-

тов в разных термических поясах Земли существенно различна, что не может не сказаться на характере дифференциации веществ как в верти- кальном профиле элювиальных ландшафтов, так и в геохимически со- пряженных рядах ландшафтов.