1.4.1 Виды миграции химических элементов

Всё многообразие миграции атомов в ландшафте, по форме передвижения, можно свести в типы, выделенные Перельманом (1979):

1)механическая (перемещение химических элементов без изменения форм их нахождения);

2)физико-химическая (включает миграцию с сопутствующими химическими реакциями (диффузия, процессы радиоактивного распада, явления изоморфизма, процессы сорбции);

3)биогенная (миграция, связанная с жизнедеятельностью животных и организмов);

4) техногенная (миграция под воздействием сознания людей).

В. А. Алексеенко (2000), уделяя внимание непосредственно форме нахождения мигрирующих элементов, предлагает следующее деление миграции на типы:

1) первый тип миграции - изменение формы нахождения элемента без его значительного перемещения (пример: переход элемента из минеральной формы в раствор).

2) второй тип миграции – перемещение элемента без изменения формы его нахождения (пример: перемещение аэрозолей в атмосфере, обломков минералов в поверхностных водах и др.);

3) третий тип миграции – перемещение элементов с изменением форм их нахождения (переход Fe3+ → Fe2+ при элювиальном оглеении и миграция с грунтовыми водами). Этот тип миграции является преобладающим в таёжных ландшафтах.

1.4.2

Биологический круговорот

Под биологическим круговоротом (БИК) понимается поступление элементов из атмосферы и почвы в живые организмы, биохимический синтез и закрепление химических элементов в органическом веществе растений и возвращение их в почву и атмосферу с ежегодным опадом части органического вещества или с полностью отмершими организмами, входящими в состав биогеоценоза (Родин и др., 1968). Это наиболее активные процессы, протекающие в ландшафте, при условии его равновесного состояния. БИК объединяет косные компоненты с организмами во взаимообусловленный комплекс, в надорганизменную систему.

К основным показателям БИКа относят продуктивность экосистем, химический состав живых организмов, запас энергии в биомассе.

Поступательное развитие ландшафтов осуществляется через систему круговоротов, при протекании которых происходит выделение элементов. Выделяются три важнейших иерархических типа БИК: биологический (на уровне живых организмов, например поглощение бактерией элемента из окружающего раствора, и его высвобождение после её отмирания); биогенный (пределах БГЦ); геологический.

Биогенный круговорот имеет важную особенность. Захватывая элементы корнеобитаемого слоя литосферы из средне и сильносвязанных сорбционных и силикатных форм и тем самым, противостоя геологическому круговороту, растения накапливают их в органической массе. Но после поступления в живую, а после и в мертвую массу эти элементы оказываются в несравненно менее стойких и гораздо более растворимых формах, вследствие чего легко выщелачиваются. В итоге, степень биогенной аккумуляции элементов вещества в ландшафте является функцией динамического соотношения, часто и равновесия между собственно процессами аккумуляции и процессами разрушения, минерализации и элювиирования отмершей биомассы (Добровольский Г. В., Бабьева И.П., Богатырёв Л. Г. и др., 2003).

1.4.3

Влияние почв на химический состав вод

Большинство пресноводных водоёмов суши питаются водами, которые, так или иначе, взаимодействовали с почвенным покровом (ПП). Это могут быть воды, стекающие по поверхности почвы, с внутрипочвенным стоком, грунтовых вод динамически пополняющихся атмосферными водами, фильтрующимися через почву и кору выветривания. То есть, почва не может не оказывать влияние на водные системы. ПП территории, по которой протекает река существенно влияет на состав взвесей, их химический и гранулометрический состав. Соединения поступают непосредственно из живых организмов в результате дыхания или за счет разложения их остатков и образования гумусовых веществ. Фульвокислоты последних образуют прочные растворимые высокомолекулярные комплексы анионного типа, которые являются главной миграционной формой многих элементов в речных водах. При низких значениях рН среды в растворах доминируют свободные ионы и протонированные анионы, при высоких значениях рН – карбонатные и гидроксидные комплексы. Поскольку, в первую очередь река переносит на дальние расстояния илистую фракцию (90-95 % элементов переносится именно в виде взвесей), то её химический состав определяется процессами почвообразования и выветривания (Добровольский Г. В., Бабьева И.П., Богатырёв Л. Г. и др., 2003).