Содержание гумуса и глубина гумификации в заложенных почвенных разрезах различна. Характерным является их увеличение от почв элювиальных к почвам трансаккумулятивных и транссупераквальных луговых и лесных элементарных экогеосистем. Это можно связать с изменением общего уровня биохимической активности почв в нижних частях профиля. Большая скорость разложения органических веществ и большее количество водных мигрантов, вовлекаемых в биологический круговорот, определяют здесь высокие уровни гумусонакопления по профилю.
Высокая гумусность почв обеспечивает повышенную емкость биогеохимического барьера в почве [2]. Связь повышенного содержания гумуса со значительным накоплением элемента проявляется для меди и цинка в луговых и лесных фациях по северо-восточному склону, для меди и свинца - по юго-восточному. Можно предположить, что микроэлементы в этих условиях активно мигрируют в адсорбированном состоянии на гумусовых частицах.
Особенности распределения микроэлементов в почвенном профиле горно-луговых и горно-лесных почв при монолитном литогеохимическом фоне можно объяснить совокупностью процессов биогенеза, гидрогенеза и ландшафтно-геохимического сопряжения. Наряду с биогенной аккумуляцией химических элементов, направленной снизу вверх, в почвах наблюдается и нисходящая миграция водных растворов. Поэтому реальное распределение элементов в почвах водоразделов и склонов определяется не только биогенной аккумуляцией, но и выщелачиванием (табл.1,2). Соотношение этих двух процессов по-разному проявляется в почвах высотно-экологического профиля и можно отметить его зависимость от экспозиции склонов. Радиальное биогенное накопление микроэлементов больше преобладает в почвах северо-восточной экспозиции (за исключением кадмия). В то же время на южных склонах иногда выщелачивание химических элементов идет сильнее, чем биогенное накопление (для свинца, меди).
Таблица 1
Некоторые параметры горно-лесных почв юго-восточных сосновых склонов
| Элементарный ландшафт | Опорный участок | Горизонт | Глубина, см | рН | Гумус, % | Микроэлементы, мг/кг | |||
| Pb | Cd | Cu | Zn | ||||||
| Трансаккумуля-тивный | Сосна 1 | А0 | 0-8 | 5,81 | 13,0 | 14,1 | 0,02 | 9,9 | 25,2 |
| А | 8-17 | 5,73 | 12,3 | 13,8 | 0,03 | 8,1 | 24,1 | ||
| В | 17-43 | 5,64 | 4,0 | 22,7 | 0,033 | 2,5 | 20,2 | ||
| Трансэлювиаль-ный | Сосна 2 | А | 6-24 | 5,98 | 11,2 | 9,6 | 0,10 | 4,04 | 28,5 |
| В | 24-54 | 6,75 | 5,42 | 29,8 | 0,12 | 4,96 | 10,0 | ||
| Трансэлювиаль-ный | Сосна 3 | А0 | 0-10 | 6,15 | 8,82 | 7,88 | 0,07 | 4,11 | 27,0 |
| А | 10-28 | 6,10 | 11,3 | 6,27 | 0,04 | 3,94 | 34,0 | ||
| В | 28-50 | 6,23 | 3,80 | 11,3 | 0,003 | 2,07 | 22,8 | ||
Проявления экспозиционных различий содержания элементов в зависимости от абсолютной высоты по профилю неодинаковы. Так, почвы пихтовых склонов содержат больше меди, чем почвы сосновых склонов. Причем эти различия в содержании одинаковы и в верхних частях профиля (в 4 раза) и в нижних частях профиля (тоже приблизительно в 4 раза). Только в средней части профиля в условиях очень крутых склонов (определяющих интенсивный вынос элемента) экспозиция склона на содержание меди не влияет. Несколько иная картина характерна для высотно-экспозиционного распределения свинца в горно-лесных почвах. В верхних трансэлювиальных ландшафтах почвы юго-восточных и северо-восточных склонов отличаются по содержанию свинца в 3 раза, в тоже время в средних и нижних частях склонов разница в содержании элемента по экспозиции сглаживается.
Таблица 2
Некоторые параметры горно-лесных почв северо-восточных пихтовых склонов
| Элементарный ландшафт | Опорный участок | Горизонт | Глубина, см | рН | Гумус, % | Микроэлементы, мг/кг | |||
| Pb | Cd | Cu | Zn | ||||||
| Трансаккумулятивный | Пихта 1 | А0 | 0-8 | 6,4 | 15,7 | 11,1 | 0,9 | 37,2 | 55,2 |
| А | 8-21 | 4,9 | 7,53 | 10,1 | 0,09 | 7,89 | 27,6 | ||
| В | 23-53 | 5,3 | 1,94 | 5,07 | 0,08 | 4,49 | 18,7 | ||
| Трансэлювиальный | Пихта 2 | А0 | 0-11 | 5,3 | 11,0 | 9,17 | 0,03 | 5,15 | 23,0 |
| А | 11-17 | 4,8 | 10,7 | 8,76 | 0,05 | 2,84 | 21,4 | ||
| В | 17-41 | 4,9 | 4,63 | 5,04 | 0,41 | 2,51 | 7,89 | ||
| Трансэлювиальный | Пихта 3 | А0 | 0-10 | 4,9 | 13,17 | 18,7 | 0,6 | 15,9 | 17,1 |
| А | 10-20 | 4,5 | 11,04 | 20,0 | 1,36 | 12,1 | 14,0 | ||
| В | 20-39 | 5,0 | 8,06 | 17,6 | 0,74 | 11,0 | 4,02 | ||
Латеральная дифференциация химических элементов в почвенном покрове в соответствии с ландшафтно-геохимическим сопряжением для большинства рассматриваемых элементов проявляется слабо. Это связано с тем, что участие каждого микроэлемента в геохимическом сопряжении очень индивидуализировано и зависит от свойств их миграционных форм и конкретных ландшафтно-геохимических условий [2]. На процессы латерального перераспределения микроэлементов также оказывает влияние перемещение гравитационного материала, которое изменяет геохимическую контрастность различных частей склона. Отличия в концентрации кадмия, обусловленные латеральными ландшафтно-геохимическими процессами, мало значительны и проявляются только в почвах под березняками. Увеличение содержания цинка в трансаккумулятивных ландшафтах наблюдается только в горно-лесных почвах северо-восточной экспозиции и незначительно в горно-луговых почвах.
Наиболее четкую связь с ландшафтно-геохимическими процессами выноса и накопления вещества имеет латеральная миграция меди в горно-лесных и, в несколько меньшей степени, в горно-луговых почвах (табл.3). Это говорит о том, что медь достаточно активно мигрирует в водных растворах по ландшафтно-геохимическому профилю.
Таблица 3
Некоторые параметры горно-луговых почв
| Элементарный ландшафт | Опорный участок | Горизонт | Глубина, см | рН | Гумус, % | Микроэлементы, мг/кг | |||
| Pb | Cd | Cu | Zn | ||||||
| Транссупер-аквальный | Луг 1 | А | 0-19 | 6,15 | 15,1 | 4,7 | 0,04 | 14,6 | 35,0 |
| В | 19-39 | 5,69 | 2,37 | 4,8 | 0,09 | 12,5 | 31,5 | ||
| Трансаккумуля-тивный | Луг 2 | А | 0-23 | 5,21 | 13,3 | 26,2 | 2,04 | 8,5 | 27,3 |
| В | 23-52 | 5,24 | 5,16 | 23,2 | 1,99 | 2,1 | 16,5 | ||
| Трансэлювиальный (юго-восточной субальпики) | Луг 3 | А | 0-27 | 6,12 | 8,74 | 31,1 | 0,02 | 7,0 | 21,8 |
| В | 27-47 | 5,7 | 6,27 | 13,1 | 0,08 | 7,7 | 16,3 | ||
| Трансэлювиальный (северо-восточной субальпики) | Луг 4 | А | 0-22 | 5,09 | 16,1 | 40,7 | 0,02 | 13,1 | 23,8 |
| В | 22-47 | 5,3 | 4,9 | 10,7 | 0,01 | 12,1 | 15,0 | ||
| Трансэлювиальный (альпики) | Луг 5 | А | 0-24 | 4,9 | 8,81 | 23,2 | 0,1 | 11,5 | 26,4 |
| В | 24-43 | 5,33 | 1,4 | 17,7 | 0,15 | 9,3 | 19,1 | ||
| Элювиальный (субнивальный) | Луг 6 | А | 0-19 | 4,7 | 10,8 | 12,7 | 0,76 | 15,1 | 34,0 |
| В | 19-27 | 5,26 | 5,0 | 14,8 | 0,77 | 11,6 | 28,8 | ||
Выводы:
1. В горных системах наблюдается экспозиционная комплексность экосистем, обусловленная неравномерным распределением тепла и влаги. Экспозиционные различия экологических условий в почвах проявляются в особенностях гумусонакопления, качественном и количественном проявлении радиальных процессов миграции микроэлементов. На южных склонах в силу более сильного иссушения и наличия ксерофитной растительности в некоторых случаях ослабляется биогенный захват почвой элементов, которые интенсивнее вовлекаются в водную миграцию.
2. Смена экологических условий по абсолютной высоте в пределах профиля также приводит к дифференциации почвенных геохимических характеристик. Интенсивность гумусонакопления и щелочно-кислотные условия во многом определяются изменением гидротермических условий произрастания растительности по вертикали. При этом глубоко расчлененный рельеф горных территорий сильно усложняет степень разнообразия миграции химических элементов.
Литература
1. Гунин П.Д., Востокова Е.А. Ландшафтная экология.- М.: Биоинформсервис, 2000.- 232 с.
2. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 400с.
3. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. -М.: Мысль, 1983.-269 с.
4. Дергачева М. И. Экология почв: итоги, проблемы, перспективы / М. И. Дергачева // Известия Уральского государственного университета. – 2002. – № 23. – С. 53-61.
5. Дьяченко В.В. Региональные ландшафтно-геохимические исследования горной части Северного Кавказа. // Экология: Опыт. Проблемы. Поиск. Новороссийск. 1991. С. 96-100.
6. Салпагаров Д. С. Тебердинский государственный биосферный заповедник в Карачаево-Черкесии // Труды Тебердинского государственного биосферного заповедника. Вып. 19. – Ставрополь: Ставропольская краевая типография, 2000. – 332 с.
7. Соколов И.А. Об основных закономерностях экологии почв // Почвоведение. 1990. № 7. С.117-128.
8. Шальнев В. А. Оценка роли экспозиции склонов в формировании фаций горных стран // Известия всесоюзного географического общества. – Т. 103. – 1971в. – № 3. С. 216–222.
9. Шальнев В. А. Ландшафты хребта Малая Хатипара // Северный Кавказ. Вып. 2. Вопросы физической и исторической географии. – Ставрополь, 1973. С. 55–66.
10. Шальнев В. А., Чикалин А.Н. Радиационный режим луговых ассоциаций хребта М.Хатипара // Тр. Тебердинского заповедника. Вып. 8.- Ставрополь, 1972. С.35-53.
11. Tansley A.G. The use and abuse of vegetational concepts and terms // Ecology. 1935. V.16. № 3. p.248-307.