Pages Navigation Menu

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ЭЛ № ФС 77 - 80772, 16+

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.116.2.016

Скачать PDF ( ) Страницы: 95-102 Выпуск: № 2 (116) Часть 1 () Искать в Google Scholar
Цитировать

Цитировать

Электронная ссылка | Печатная ссылка

Скопируйте отформатированную библиографическую ссылку через буфер обмена или перейдите по одной из ссылок для импорта в Менеджер библиографий.
Семенов В. А. БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ АЛЮМИНИЯ И ЖЕЛЕЗА В БИОГЕОЦЕНОЗАХ ХИБИНСКИХ И ЛОВОЗЕРСКИХ ТУНДР / В. А. Семенов // Международный научно-исследовательский журнал. — 2022. — № 2 (116) Часть 1. — С. 95—102. — URL: https://research-journal.org/earth/biologicheskij-krugovorot-alyuminiya-i-zheleza-v-biogeocenozax-xibinskix-i-lovozerskix-tundr/ (дата обращения: 30.06.2022. ). doi: 10.23670/IRJ.2022.116.2.016
Семенов В. А. БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ АЛЮМИНИЯ И ЖЕЛЕЗА В БИОГЕОЦЕНОЗАХ ХИБИНСКИХ И ЛОВОЗЕРСКИХ ТУНДР / В. А. Семенов // Международный научно-исследовательский журнал. — 2022. — № 2 (116) Часть 1. — С. 95—102. doi: 10.23670/IRJ.2022.116.2.016

Импортировать


БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ АЛЮМИНИЯ И ЖЕЛЕЗА В БИОГЕОЦЕНОЗАХ ХИБИНСКИХ И ЛОВОЗЕРСКИХ ТУНДР

БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ АЛЮМИНИЯ И ЖЕЛЕЗА В БИОГЕОЦЕНОЗАХ ХИБИНСКИХ
И ЛОВОЗЕРСКИХ ТУНДР

Научная статья

Семенов В.А.*

ORCID: 0000-0002-1283-8105,

Российский государственный университет правосудия, Москва, Россия

* Корреспондирующий автор (kosarevanatalia[at]rambler.ru)

Аннотация

В статье анализируется биогенный массообмен Al и Fe в почвах и растительном покрове Хибинских и Ловозерских тундр. Определены концентрации и соотношение водорастворимых, 0,1н NaOH-растворимых,1н KCl-растворимых и оксалатрастворимых форм Al и Fe в почвах главных вертикально-зональных поясов. Установлен коэффициент биологического поглощения (Кб) для растений разных высотных поясов. В большинстве растений отмечен рост содержания Al от горно-таежных к тундровым биогеоценозам. Для Fe отмечен рост концентраций в растениях от горно-тундровых к горно-таежным ландшафтам. Содержание Al и Fe в биомассе, в годовом приросте и опаде растет от горной тундры к долинной еловой тайге. Ежегодный биогенный прирост Al и Fe снижается от таежного ландшафта к лишайниковой тундре. Указанные факты говорят о существенной роли ландшафтно-геохимических составляющих в перераспределении и биологическом круговороте Al и Fe в ландшафтах Хибинско-Ловозерской щелочной провинции. Материалы исследования могут быть использованы для интенсификации аграрной деятельности в регионе, а также для оценки экологической обстановки и биоиндикации.

Ключевые слова: массообмен, биогеоценоз, коэффициент биологического поглощения, биомасса, опад.

THE BIOLOGICAL CYCLE OF ALUMINUM AND IRON IN THE BIOGEOCENOSES
OF THE KHIBINY AND LOVOZERO TUNDRAS

Research article

Semenov V.A.*

ORCID: 0000-0002-1283-8105,

Russian State University of Justice; Moscow, Russia

* Corresponding author (kosarevanatalia[at]rambler.ru)

Abstract

The article analyzes the biogenic mass exchange of Al and Fe in the soils and vegetation of the Khibiny and Lovozero tundras; it also determines concentrations and ratios of water-soluble, 0.1N NaOH-soluble, 1h KCl-soluble and oxalate-soluble forms of Al and Fe in soils of the main vertical-zonal belts. The study establishes the coefficient of biological absorption (Kb) for plants of different altitude zones and notes an increase in Al content from mountain-taiga to tundra biogeocenoses in most plants, while  for Fe, the author notes an increase in concentrations in plants from mountain-tundra to mountain-taiga landscapes. The content of Al and Fe in biomass, in annual growth and fall, grows from the mountain tundra to the valley spruce taiga. The annual biogenic growth of Al and Fe decreases from the taiga landscape to the lichen tundra. These facts indicate a significant role of landscape and geochemical components in the redistribution and biological cycle of Al and Fe in the landscapes of the Khibinsk-Lovozersk alkaline province. The research materials can be used to intensify agricultural activity in the region, as well as to assess its environmental situation and bioindication.

Keywords: mass transfer, biogeocenosis, biological absorption coefficient, biomass, decay.

Введение

Биогенный массообмен элементов в ландшафте вообще, и в экосистемах европейского Севера в частности, имеет колоссальное значение для геохимической судьбы природы Заполярья. Целостность биосферы, как природного комплекса, связана с постоянным обменом веществом между ее элементами, где основную роль играют синтез и разложение органического вещества. Эти процессы связаны как с массообменом организмов с окружающей средой, так и с минерализаций органического вещества после смерти организма, а также с рядом иных абиогенных по своему генезису факторов. Цель исследования – рассмотреть такие типоморфные в щелочноземельных ландшафтах элементы как Al и Fe и определить некоторые особенности биокруговорота этих элементов в почвенном и растительном покрове Хибинско-Ловозерской щелочной провинции. Растительные сообщества Хибин и Ловозерских тундр (Луяврурта) используются для оленеводства и овощеводства, сбора грибов и ягод, заготовки лекарственных растений, активно используются в аграрном секторе региона. Если Хибины, как более хозяйственно освоенные, достаточно хорошо изучены в этом отношении, то Луяврурт в биогеохимическом смысле изучен недостаточно. Это подчеркивает актуальность рассматриваемой темы.

Биогеохимические сущность и значение процессов, имеющих место в биологическом круговороте веществ, впервые описал отец российского почвоведения В.В. Докучаев [8, С. 12]. Также вопросами биологического круговорота химических элементов занимались академик В.И. Вернадский, Б.Б. Полынов, Д.Н. Прянишников, Л.Е. Родина, Н.И. Базилевич [1, С. 5-30], В.Н. Сукачев, В.А. Ковда [8, С. 13-14],[9, С. 886] и ряд других исследователей-естествоиспытателей [10, С. 20],[14, С. 141]. В наши дни существенный вклад в изучение биомассы Хибин и Луяврурта вносят специалисты-исследователи Кольского научного центра РАН [5, С. 207],[7, С. 13-14].

Методы и методики

Геоботаническое описание и пробоотбор образцов основных представителей растительности и почв производились в 3 главенствующих типах биогеоценозов Хибинского и Ловозерского массивов: горно-таежного, переходного лесотундрового, горно-тундрового. В Луяврурте также описывалась растительность и почва ландшафта субальпийских березняков. Зольность растений определялась озолением в муфеле Nabertherm LV 3/11 в фарфоровых пиалах при температуре 650°С, с последующим взвешиванием на атомных весах. Химический состав золы растений и почв определялся по методике рентген-флюоресцентного анализа на приборе PhilipsPW-1600 в ЦЛАВ ГЕОХИ им.
В.И. Вернадского [12, С. 174].

В лаборатории геохимии ландшафта географического факультета Московского педагогического государственного университета было определено содержание следующих форм Al и Fe в почвах: водорастворимые; связанные с органическим веществом (извлекались 0,1н раствором NaOH); обменные (для Al) и 1н KCl-растворимые (для Fe) (по методике А.В. Соколова) [12, С. 119]; оксалатрастворимые, сорбированные преимущественно оксидами и гидрооксидами Fe (по методике О. Тамма) [12, С. 48]. Определение Al проводилось на спектрофотоколориметре ФЭК-3 при длине волны 547 нм, алюминоновым методом. Определение Fe проводилось также колориметрически на ФЭК-3, но при длине волны 430 нм, по стандартной методике определения Fe с сульфосалициловой кислотой.

Основные результаты

Алюминий содержится в почвах в макроколичествах и играет важную ландшафтно-конституционную роль, оказывает влияние на фиксацию фосфора, определяет показатель pH, способствует или, наоборот, препятствует миграции химических элементов в биогеоценозе [13, С. 86-90]. Железо является необходимым элементом для развития и роста растений, входя в состав многих ферментов и витаминов. Его роль в ландшафте также велика. Поведение каждого из ионов, особенно Al, тесно взаимосвязано с гидротермическими условиями [13, С. 86-90], особенностями химико-минералогического состава горных пород, характером растительности. Абсолютное содержание и соотношение форм Al и Fe в почвах в некоторой степени определяется высотной поясностью.

В почвах всех высотных поясов соотношение форм Al, в целом, сохраняется. Среди форм Al ведущее место занимает обменный, его концентрации – наибольшие во всех типах изученных нами вертикально-зональных ландшафтов. Далее содержание форм алюминия снижается в ряду «оксалатрастворимый – органический (0,1н NaOH-растворимый) – водорастворимый» (см. табл. 1). Среди форм Fe на 1 месте в почвах всех высотных поясов стоят оксалатрастворимые соединения. Далее в ряду убывания идет органическое (Fe-органические комплексы). Отметим, что разница между идущими далее по убыванию 1н KCl-растворимыми и водорастворимыми соединениями Fe зачастую невелика и, главное, меняется в пределах разных высотных поясов. Так, в почвах горной тайги более высоким содержанием отличаются легкоподвижные водорастворимые формы (в сравнении с 1н KCl-растворимыми). В почвах субальпийских березняков это соотношение примерно равное. Выше, в лесотундровых и тундровых ландшафтах более высокие концентрации характерны для 1н KCl-растворимого Fe, по сравнению с водорастворимым.

Таблица 1 – Соотношение форм алюминия и железа в почвах различных высотных поясов Хибин и Луяврурта

1

Окончание таблицы 1 – Соотношение форм алюминия и железа в почвах различных высотных поясов Хибин и Луяврурта

2

Примечание: 112 проб

По-видимому, такое явление связано с уменьшением доли фульватов и увеличением содержания гуминовых кислот в подстилке при движении от таежных ландшафтов к тундре. На это указывала А.Н. Ерошкина [4, С. 8-9], относя к подвижным легкорастворимым соединениям Fe преимущественно формы, связанные с фульвокислотами. Поэтому совершенно закономерным является отмеченное явление уменьшения водорастворимого (фактически растворимого в органических кислотах) Fe от горно-таежных к горно-тундровым ландшафтам. К этому также можно добавить существенный вынос самых легкоподвижных гумусовых соединений – фульвокислот – вниз по горному склону (латеральная миграция). Словом, соединения Fe в большей степени реагируют на смену ландшафтных условий высотного пояса, чем формы Al.

Несколько иная, более сложная картина наблюдается при рассмотрении соотношения форм Al и Fe от валового содержания. Этот показатель характеризует, по сути, степень подвижности той или иной формы элемента в разных горизонтах почв и в неодинаковых ландшафтно-геохимических условиях. Убывающий ряд содержаний форм Al от обменных к водорастворимым (см. табл. 1) сохраняется в почвах горно-таежных ландшафтов. Однако в почвах субальпийских березняков, с мощным профилем и хорошо представленным гумусовым горизонтом, богатым органическим веществом, в ряду убывания содержания от валового Al картина выглядит так: обменные формы – органические соединения – оксалатрастворимый Al – водорастворимые формы. В этих почвах максимум от валового содержания выше у органического Al, чем у экстрагируемого реактивом Тамма. Иная ситуация наблюдается в почвах лесотундры. Здесь среди всех рассмотренных форм Al на первый план выходят оксалатрастворимые, превышая даже обменный Al. Содержание обменного и органического Al от валового снижается (по сравнению с вышеописанными почвами). Ряд убывания представлен следующим: оксалатрастворимый – обменный – органический – водорастворимый. Повышение процентного содержания от валового оксалатрастворимых форм Al можно объяснить увеличением количества оксидов, гидрооксидов и силикатов, что обусловлено близостью коренных пород и уменьшением мощности почвообразующей морены. Значение же органического Al отходит на второй план в связи с уменьшением количества органического вещества, поступающего в почву. Почвы горно-тундровых ландшафтов по процентному содержанию форм Al от валового идентичны почвам лесотундры. Здесь еще больше сказывается влияние коренных пород,и еще меньше органического вещества поступает в почву.

Соотношение содержания форм Fe от валового представляет несколько отличную от форм Al картину. В гумусово-железистых подзолах горно-таежного пояса убывающий ряд форм Fe выглядит так: оксалатрастворимые формы – 1н KCl-растворимые – органические – водорастворимые соединения. При этом в бурых горно-таежных почвах 1н KCl-растворимые формы перемещаются в самый конец представленного ряда. Возможно, это связано с тем, что в подзолах существенно больше содержание глинистых частиц и кристаллитов железа, привнесенных с верхних частей склона, по сравнению с бурыми горно-таежными почвами [7, С. 112]. Соли калия, извлекающие наряду с Fe-органическими комплексами, глинистые частицы и Fe из тонких кристаллов гетита, ферригидрита и пр. [3, С. 89-90], реагируют на уменьшение указанных компонентов в бурых горно-таежных почвах. К тому же Fe-органические комплексы также существенно меньше извлекаются из бурых горно-таежных почв; щелочнорастворимого, т. е. органического, железа в подзолах экстрагируется больше. Соотношение форм Fe в % от валового содержания почв субальпийских березняков неповторимо. Ряд убывания содержания от валового выглядит так: оксалатрастворимое Fe – водорастворимое Fe – 1н KCl-растворимое – органическое железо. В указанных почвах в очень большом количестве извлекаются легкоподвижные соединения Fe (водная вытяжка). Это во многом объясняется действием агрессивных фульвокислот, разрушающих слабосвязанные почвенные агрегаты и переводящих их в раствор, как сказано выше. Содержание фульватов максимально в подстилке, где и отмечен наибольший процент от валового содержания водорастворимых форм Fe. Соотнесение концентрации форм Fe от валового в лесотундровых почвах позволяет выявить их сходство с подзолами таежных ландшафтов. Ряд убывания % от валовой концентрации здесь таков: оксалатрастворимые формы – 1н KCl-растворимое Fe – органическое Fe – водорастворимые формы. Для оксалатрастворимых и, частично, для 1н KCl-растворимых форм Fe характерен наибольший % от валового, что определяется поступлением глинистых и других минеральных частиц с вышележащих территорий (как и в случае с подзолами). Однако в лесотундровых почвах существенно также влияние близко залегающих коренных пород, обогащающих почвы продуктами разрушения нефелиновых сиенитов. Концентрации щелочно- и водорастворимых форм Fe в % от валового здесь сопоставимы между собой, и невелики. Это в значительной степени связано с уменьшением биомассы и количества органического вещества в почвах от тайги к тундре. Сопоставление разных форм Fe от валового в горно-тундровых почвах позволило построить следующий ряд убывания: 1н KCl-растворимое Fe – оксалатрасворимое – органическое – водорастворимое. Максимальная извлекаемость 1н KCl-растворимых и оксалатрастворимых форм Fe в данных почвах определяется обилием минеральных включений, глинистых частиц (тонкий слой морены имеет суглинистый состав). Здесь наиболее велика роль коренных пород в обогащении почв продуктами гипергенеза нефелиновых сиенитов. Экстрагируемость Fe щелочной и водной вытяжкой весьма мала, что может определяться минимальной биомассой, незначительным содержанием и накоплением органического вещества в почве.

Небезынтересно также рассмотреть соотношение содержания Al и Fe в растениях, подстилочных и торфянистых горизонтах почв (см. табл. 2). Во всех рассмотренных случаях валовая концентрация Al и Fe в растениях многократно меньше общего содержания в органогенных горизонтах почв. Это позволяет судить о некоторой аккумуляции указанных металлов в верхних горизонтах почв.

Таблица 2 – Валовое содержание Al и Fe в растениях, подстилочных и торфянистых горизонтах почв
разных высотных поясов Хибин и Луяврурта

3

Примечание: 42 пробы

Подводя промежуточный итог, отметим, что соотношение форм Al и Fe по высотным поясам изменяется мало. Содержание форм Al убывает в ряду «обменный – оксалатрастворимый – органический – водорастворимый». Среди форм Fe на первом месте стоят оксалатрастворимые соединения, убывая далее к органическим формам (0,1н NaOH-вытяжка), 1н KCl-растворимым и водорастворимым. Однако рассмотрение соотношения форм Al и Fe от валового их содержания все же позволило выявить ряд высотно-зональных особенностей ландшафтов. Определяющими факторами здесь служат свойства органического вещества, характер и количество минеральных включений, близость коренных пород к почвенной толще. При оценке концентрации каждой формы элемента отдельно по высотным поясам, выяснилось, что ростом концентраций от горной тундры к горно-таежным ландшафтам характеризуются обменные (Al) и 1н KCl-растворимые (Fe) формы, а также водорастворимые Al и Fe. Увеличением концентраций в обратном направлении, от горной тайги к тундре, отличаются оксалатрастворимые Al и Fe, а также органические (0,1н NaOH-растворимые) формы обоих элементов. Первопричиной, определяющей характер подобного изменения содержания от одного биогеоценоза к другому, с нашей точки зрения, является количество и фракционный состав почвенного гумуса. К этому можно добавить некоторую роль рН. Влияние значений рН на содержание многих форм Al и Fe тем более заметно при сопоставлении отдельно органогенных горизонтов почв, где наблюдается максимум многих изученных форм алюминия и железа.

Изменение содержаний той или иной формы как Al, так и Fe в органогенных горизонтах почв разных ландшафтов не всегда совпадает с характером изменения оных по почвам вообще. В распределении форм Al и Fe в почвах разных высотных поясов отдельно Хибинских и Ловозерских тундр существенных различий не выявлено. Соотношение Al и Fe в растениях, подстилке и торфянистых горизонтах почв позволяет в очередной раз сказать о накоплении указанных элементов в органогенных горизонтах. При этом валовое содержание Al и Fe в горизонте А0 меньше, чем в Ат в большинстве рассмотренных почв.

Для растений характерны изменение концентраций Al и Fe в золе и сухом веществе, а также вариации кривой биологического поглощения по высотным поясам. Рассмотрим указанные параметры на примере данных из табл. 3 по Луяврурту.

Для черники достаточно четко наблюдается рост содержания алюминия в золе и сухом веществе растения от горной тайги к лесотундровому поясу, сопровождающееся закономерным увеличением коэффициента биологического поглощения. Это объясняется увеличением содержания алюминия в рыхлых отложениях от тайги к тундре, а также ростом механического привноса вещества ветром и атмосферными осадками. К.М. Рябцева [10, С. 21], изучая растительность отдельных высотных поясов Хибин, отметила ту же закономерность для титана, никеля, кобальта и некоторых других рассеянных элементов в золах растений. Иная ситуация наблюдается с Fe. Содержание этого элемента в золе и сухом веществе черники сначала растет от тайги к субальпийским березнякам, а затем довольно резко снижается (см. табл. 3). Это, как отмечалось выше, в значительной степени связано с содержанием Fe в мелкоземе почвообразующих пород, которое снижается от таежных ландшафтов к горной тундре. Растения могут как «агрессивно», так и «пассивно» накапливать тот или иной элемент. В первом случае, содержание элемента в мелкоземе и атмосферной пыли невелико, но растение все равно целенаправленно накапливает тот или иной элемент. В нашей же ситуации, скорее всего, наблюдается второй случай, где изменение концентрации элемента в ландшафте ведет за собой изменение его содержания в растении. То естьчерника, в данном случае, – «пассивный» накопитель алюминия.

Концентрация как Al, так и Fe в лишайнике Cladonia довольно резко возрастает от лесотундры к горной тундре (см. табл. 3). То же происходит и с коэффициентом биологического поглощения (Кб). По-видимому, это связано с увеличением атмосферного поступления обоих элементов в горно-тундровых биогеоценозах. Cladonia, как пассивный аккумулятор Al и Fe, характеризуется наибольшим Кб там, где ландшафт богат названными элементами.

Таблица 3 – Среднее содержание Al и Fe в золе и сухом веществе, коэффициент биологического поглощения (Кб) для растений разных высотных поясов Луяврурта

4

Примечание: 18 проб

Помимо выше представленных аналитических данных, автором была предпринята попытка рассмотреть показатели биологического круговорота Al и Fe в разных высотных поясах Хибин и Луяврурта (см. табл. 4). Расчет содержания Al и Fe в зеленой части биомассы, в приросте и опаде производился на сухое вещество основных представителей растительности каждого биогеоценоза, с привлечением приблизительных данных Н.Л. Чепурко [15, с. 214-218]по Хибинскому массиву. Хотя вариация значений по каждому ландшафту может быть достаточно большой, данные все же дают ориентировочную картину распределения и биологического круговорота Al и Fe в ландшафтах, примерный порядок цифр верен.

Масса Al и Fe в общей биомассе возрастает от ельника-черничника к лишайниковой тундре (см. табл. 4). В ельнике содержание как Al, так и Fe составляет первые сотни кг/га. В ерниковой лесотундре содержание Al и Fe в биомассе, в основном, характеризуется десятками кг/га. Исключение здесь составляет лишь лесотундра Луяврурта, в напочвенном ярусе которой отмечен весьма обильный лишайниковый покров. За счет избирательного накопления лишайниками Al, содержание этого элемента в биомассе лесотундры весьма велико, вполне сопоставимо даже с ельником-черничником. Концентрация как Al, так и Fe в биомассе лишайниковой тундры невелика, составляя десятые доли кг/га. Это объясняется бедностью тундр растительностью, разреженным напочвенным покровом. Полученные цифры вполне коррелируют с результатами, полученными К.М. Рябцевой [10, с. 27]. Хотя у данного автора нет расчетов на Al и Fe, но все же для сравнения вполне можно рассмотреть и другие элементы. Например, по данным Рябцевой [10, с. 27], содержание Na в золах растений лесного пояса Хибин составляет 4700 кг/га, Р – 1428,8 кг/га. У нас же содержание Al в биомассе лесного пояса Хибин – 286,31 кг/га, что вполне закономерно.

Ежегодный прирост Al и Fe за счет прироста биомассы колеблется в пределах от 6,2 до 10020,7 г/га. Высокие значения прироста Al и Fe характерны для ельников-черничников, в целом, убывая к лишайниковой тундре. Однако, снова обратим внимание на то, что прирост Al в лесотундре Луяврурта весьма высок, даже превышая указанный показатель для черничных ельников. Это объясняется, как отмечено выше, богатым составом растительности Ловозерской ерниковой лесотундры. Железо же концентрируется в растениях данного пояса существенно меньше, чем Al.

Таблица 4 – Среднее содержание Al и Fe в биомассе и показатели их биологического круговорота по разным биогеоценозам Хибин и Луяврурта

5

Примечание: составлена автором по методике Н.Л. Чепурко[15, С. 213-217]; прочерк означает отсутствие данного растения в указанном биогеоценозе

Это вновь дает основания говорить о большей связи Fe с химическим составом рыхлых отложений. Наименьшие значения годового прироста Al и Fe отмечены в лишайниковой тундре.

Абсолютно идентичная картина наблюдается и с ежегодным поступлением Al и Fe с опадом. В большинстве случаев опад составляет меньшие величины, чем ежегодный прирост. Так, по данным Р.М. Морозовой и др. [6, С. 186-192], поступление Al в подстилку с опадом в ельнике-кисличнике северной Карелии составляет 0,8 кг/га, а Fe – 0,4 кг/га. По нашим расчетам, это 7,08-9,06 кг/га и 6,62-6,81 кг/га соответственно. Данные разнятся в примерно в 10 раз. Однако нужно учесть, что ландшафты, формирующиеся на продуктах выветривания нефелиновых сиенитов, существенно богаче как алюминием, так и железом, чем окрестные равнины. Также добавим, что ельник-черничник богаче по видовому составу и общей биомассе, чем ельник-кисличник. Следовательно, Al и Fe должно быть больше в нашем случае, что и имеет место.

Истинный годовой прирост максимален в ельнике-черничнике, где он составляет и для Al, и для Fe сотни г/га в год (см. табл. 4). В ерниковой лесотундре он чаще всего измеряется десятками г/га. Наконец, в горной тундре истинный прирост минимален и составляет десятые доли г/га Al и Fe в год. В лишайниковой тундре на зеленую часть приходится 100 % биомассы, годового прироста и опада. При движении к ельнику-черничнику этот процент сокращается за счет увеличения древесной и корневой составляющих.

Выводы

В подведение итогов сказанному, подчеркнем, что соотношение форм Al и Fe в почвах разных вертикально-зональных ландшафтов изменяется мало. Концентрации форм Al убывают в ряду «обменный – оксалатрастворимый – органический – водорастворимый». Среди форм Fe в почвах на первом месте стоят оксалатрастворимые соединения, убывая далее к органическим формам (0,1нNaOH-экстракция), 1н KCl-растворимым и водорастворимым.

В большинстве растений отмечен рост содержания Al от горно-таежных к горно-лесотундровым и тундровым ландшафтам. Железо характеризует, зачастую, обратная ситуация. Это в значительной мере определяется характером рыхлых отложений, элювия коренных пород или морены, особенностями аэрального механического привноса вещества и самим характером растительности. Коэффициент биологического поглощения Al, в целом, растет от таежных ландшафтов к горно-тундровым за счет «пассивного» накопления этого элемента растениями. Содержание Al и Fe в биомассе, в годовом приросте и опаде увеличивается от лишайниковой тундры к ельнику-черничнику. Довольно большим содержанием Al отличается ерниковая лесотундра Луяврурта, что объясняется богатым составом растительности и наличием таких естественных аккумуляторов Al как лишайники. Истинный годовой прирост Al и Fe с растительностью закономерно уменьшается от ельника-черничника к лишайниковой тундре. Указанные факты говорят о существенной роли ландшафтно-геохимических составляющих в распределении и круговороте Al и Fe в растениях.

Конфликт интересов

Не указан.

Conflict of Interest

None declared.

Список литературы / References

  1. Базилевич Н. И. Продуктивность и круговорот элементов в естественных и культурных фитоценозах (по материалам СССР) / Н. И. Базилевич, Л. Е. Родин // Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в растительных сообществах. – Л.: Наука, 1971. – С. 5-30.
  2. Белоусова Н. И. Оксалаторастворимые соединения Al, Fe и Si в почвах холодных гумидных областей как функция выветривания / Н. И. Белоусова // Почвоведение. – № 1. – 2006. – С. 7-18.
  3. Водяницкий Ю. Н. Соединения железа и их роль в охране почв / Ю. Н. Водяницкий // Труды Почвенного института им. В. В. Докучаева. – М.: Почвенный институт им. В. В. Докучаева, 2010. – 282 с.
  4. Ерошкина А. Н. Формы железа и их генетическое и агрономическое значение в почвах влажных субтропиков Западной Грузии. / Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. канд. с.-х. наук: защищена 22.01.75 : утв. 15.07.1975 / А. Н. Ерошкина. – М.: УДН им. П. Лумумбы, 1975. – 25 с.
  5. Манаков К. Н. Элементы биологического круговорота в лесотундровых ландшафтах Кольского полуострова / К. Н. Манаков // Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в растительных сообществах. – Л.: Наука, 1971. – С. 207-212.
  6. Морозова Р. М. Актуальные проблемы биоразнообразия растительного и животного мира северной Фенноскандии и сопредельных территорий / Р. М. Морозова, Н. Г. Федорец, О. Н. Бахмет. – М.: КМК, 2005. – C. 186-192.
  7. Никонов В. В. Почвообразование в Кольской субарктике / В. В. Никонов, В. Н. Переверзев. – Л.: Наука, 1989. – 168 с.
  8. Перельман А. И. Геохимия ландшафта / А. И. Перельман, Н. С. Касимов. – М.: Астрея, 2000. – 768 с.
  9. Пугачев А. А. Биологический круговорот и почвообразование в экосистемах горных тундр Крайнего Северо-Востока Азии / А. А. Пугачев, П. Е. Тихменев // Сибирский экологический журнал. – №5. – 2005. – С. 885-897.
  10. Рябцева К. М. Геохимические особенности растительности высотных поясов Хибинских гор / К. М. Рябцева // Ученые записки МГПИ. Вопросы геохимии и геологии. – №261. – 1968. – С. 20-28.
  11. Селиванова Д. А. Геохимия ландшафтов Приполярного и Северного Урала / Д. А. Селиванова,
    Д. В. Московченко // Геохимия ландшафтов (к 100‐летию А. И. Перельмана). Доклады Всероссийской научной конференции. Москва, 18‐20 октября 2016 г. – М.: Географический факультет МГУ, 2016. – С. 492-497.
  12. Семендяева Н. В. Методы исследования почв и почвенного покрова / Н. В. Семендяева, А. Н. Мармулев, Н. И. Добротворская. – Новосибирск: Издательство НГАУ, 2011. – 202 с.
  13. Семенов В. А. Водорастворимые соединения алюминия и железа в почвах и поверхностных водах Хибин и Ловозерских тундр / В. А. Семенов, А. Е. Козаренко // Международный научно-исследовательский журнал. – №11-1(77). – 2018. – С. 86-90.
  14. Семенов В. А. Особенности химического состава растений Хибин и Ловозерских тундр и интенсивность биологического поглощения / В. А. Семенов // Международный научно-исследовательский журнал. – №2-1(92). – 2020. – С. 141-145.
  15. Чепурко Н. Л. Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в лесных и тундровых сообществах Хибинских гор / Н. Л. Чепурко // Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в растительных сообществах. – Л.: Наука, 1971. – С. 213-219.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Bazilevich N. I. Produktivnost’ i krugovorot elementov v estestvennyh i kul’turnyh fitocenozah (po materialam SSSR) [Productivity and the cycle of elements in natural and cultural phytocenoses (based on the materials of the USSR)] / N. I. Bazilevich, L. E. Rodin // Biologicheskaja produktivnost’ i krugovorot himicheskih elementov v rastitel’nyh soobshhestvah [Biological productivity and the cycle of chemical elements in plant communities]. – L.: Nauka, 1971. – P. 5-30. [in Russian]
  2. Belousova N. I. Oksalatorastvorimye soedinenija Al, Fe i Si v pochvah ho-lodnyh gumidnyh oblastej kak funkcija vyvetrivanija [Oxalate-soluble compounds of Al, Fe and Si in the soils of cold humid areas as a function of hypergenesis] / N. I. Belousova // Pochvovedenie [Soil science]. – № 1. – 2006. – P. 7-18. [in Russian]
  3. Vodjanickij Ju. N. Soedinenija zheleza i ih rol’ v ohrane pochv [Iron compounds and their role in the soil protection] / Ju. N. Vodjanickij // Trudy Pochvennogo instituta im. V. V. Dokuchaeva [Writings of the V. V. Dokuchaev’s Soil Institute]. – M.: Pochvennyj institut im. V. V. Dokuchaeva, 2010. ­– 282 p. [in Russian]
  4. Eroshkina A. N. Formy zheleza i ih geneticheskoe i agronomicheskoe znachenie v pochvah vlazhnyh subtropikov Zapadnoj Gruzii [Forms of iron and their genetic and agronomic significance in the soils of humid subtropics of Western Georgia]. / autoabstract … of PhD in Agriculture : defense of the thesis 22.01.75: approved 15.07.1975 / A. N. Eroshkina. – M.: UDN im. P. Lumumby, 1975. – 25 p. [in Russian]
  5. Manakov K. N. Elementy biologicheskogo krugovorota v lesotundrovykh landschaftakh Kolskogo poluostrova [Elements of the biological cycle in the forest-tundra landscapes of the Kola Peninsula] / K. N. Manakov // Biologitcheskaya produktivnost i krugovorot khimitcheskikh elementov v rastitelnykh soobschestvakh [Biological productivity and circulation of the chemical elements in the plant communities]. – L.: Nauka, 1971. – P. 207-212. [in Russian]
  6. Morozova R. M. Aktual’nye problemy bioraznoobrazija rastitel’nogo i zhivotnogo mira severnoj Fennoskandii i sopredel’nyh territorij [Actual problems of biodiversity of flora and fauna of northern Fennoscandia and adjacent territories] / R. M. Morozova, N. G. Fedorec, O. N. Bahmet. – M.: KMK, 2005. – P. 186-192. [in Russian]
  7. Nikonov V. V. Pochvoobrazovanie v Kol’skoj subarktike [Soil formation in the Kola subarctic] / V. V. Nikonov, V. N. Pereverzev. – L.: Nauka, 1989. – 168 p. [in Russian]
  8. Perelman A. I. Geochimiya landschafta [Geochemistry of the landscape] / A. I. Perelman, N. S. Kasimov – М.: Astreya, 2000. – 768 p.[in Russian]
  9. Pugachev A. A. Biologicheskij krugovorot i pochvoobrazovanie v ekosistemah gornyh tundr Krajnego Severo-Vostoka Azii [Biological cycle and soil formation in the ecosystems of mountain tundras of the Far North-east Asia region] / A. A. Pugachev, P. E. Tihmenev // Sibirskij jekologicheskij zhurnal [Siberian ecological journal]. – №5. – 2005. – P. 885-897. [in Russian]
  10. Ryabtseva K. M. Geokhimicheskiye osobennosti rastitelnosti vysotnykh poyasov Khibinskikh gor [Geochemical features of the vegetation of the high-altitude zones of the Khibiny mountains] / K. M. Ryabtseva // Uchenyie zapiski MGPI. Voprosy geokhimii i geologii [Scientific notes of Moscow state pedagogical Institute. Questions of Geochemistry and Geology]. – №261. – 1968. – P. 20-28. [in Russian]
  11. Selivanova D. A. Geohimija landshaftov Pripoljarnogo i Severnogo Urala [Geochemistry of the landscapes of the Circumpolar and Northern Urals] / D. A. Selivanova, D. V. Moskovchenko // Geohimija landshaftov (k 100‐letiju A. I. Perel’mana). Doklady Vserossijskoj nauchnoj konferencii. Moskva, 18‐20 oktjabrja 2016 g. [Geochemistry of the landscapes (to the 100th anniversary of A. I. Perelman). Reports of the All-Russian Scientific Conference. Moscow, October 18-20, 2016]. – M.: Geograficheskij fakul’tet MGU, 2016. – P. 492-497. [in Russian]
  12. Semendjaeva N. V. Metody issledovanija pochv i pochvennogo pokrova [Methods of soils’ and soil cover research] / N. V. Semendjaeva, A. N. Marmulev, N. I. Dobrotvorskaja. – Novosibirsk: Publishing house NGAU, 2011. – 202 p. [in Russian]
  13. Semenov V. A. Vodorastvorimye soedinenija aljuminija i zheleza v pochvah i poverhnostnyh vodah Hibin i Lovozerskih tundr [Water-soluble compounds of aluminum and iron in the soils and surface waters of the Khibiny and Lovozersky tundras] / V. A. Semenov, A. E. Kozarenko // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal [International Research Journal]. – №11-1(77). – 2018. – P. 86-90. [in Russian]
  14. Semenov V. A. Osobennosti himicheskogo sostava rastenij Hibin i Lovozerskih tundr i intensivnost’ biologicheskogo pogloshhenija [Features of the chemical composition of the plants of the Khibiny and Lovozersky tundras and the intensity of biological absorption] / V. A. Semenov // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal [International Research Journal]. – №2-1 (92). – 2020. – P. 141-145. [in Russian]
  15. Chepurko N. L. Biologicheskaja produktivnost’ i krugovorot himicheskih elementov v lesnyh i tundrovyh soobshhestvah Hibinskih gor [Biological productivity and circulation of the chemical elements in the forest and tundra’s communities of the Khibiny Mountains] / N. L. Chepurko // Biologicheskaja produktivnost’ i krugovorot himicheskih jelementov v rastitel’nyh soobshhestvah [Biological productivity and circulation of the chemical elements in the plant communities]. – L.: Nauka, 1971. – P. 213-219.[inRussian]

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.