Практические аспекты геохимии ландшафта

Среди группы степных ландшафтов луговые степи на черноземных почвах характеризуются оптимальным со­держанием и соотношением химических элементов. Хими­ческий состав черноземных почв обычно принимается за >талон оптимизации водно-физических и агрохимических свойств почв. Однако поскольку в условиях интенсифика­ции земледелия ежегодно с урожаем отчуждаются пита-гсльные вещества, для поддержания плодородия почвы на высоком уровне дефицитные элементы необходимо Вносить в виде удобрений. Проводятся опыты по стабили-

ищи в черноземных почвах органического вещества, ко­торое является активным аккумулятором элементов пи-i.iпия биогенным путем. В черноземные почвы в силу высокого естественного плодородия вносятся более низ­кие дозы удобрений (NPK в сумме 120—160 кг/га д. в.). Дгроценозы в луговых степях составляют 50% от всей площади. Такое интенсивное сельскохозяйственное ис­пользование степных ландшафтов в севообороте приво-игг к нарушению экологической цепи — одного из усло­вии существования экосистемы. Поэтому саморегулиро­вание фитоцеиозов дополняется комплексом агротехни­ческих мероприятий. В заповедной степи в связи с умень-шением в ландшафте количества крупных травоядных животных как одного из звеньев экологической системы нидовой состав травостоя стабилизируется ежегодным • снокошением (Ф. В. Вольвач, 1977).

С точки зрения здравоохранения ландшафты луговых I гепей относятся к благоприятным по содержанию и соотношению химических элементов. Поиски полезных in копаемых проводятся с применением ландшафтно-гсохимических методов в тех районах, где рудные поро-

M.I залегают близко у поверхности.

Сухие степи суббореального пояса

Ландшафты сухих степей суббореального пояса об­разуют на территории СССР и МНР широтную зональ­ную полосу. На других материках сухие степи занимают небольшие участки преимущественно меридионального направления (Северная и Южная Америка).

Гидротермические условия. В связи с повышением температуры и понижением количества осадков в ланд­шафтах сухих степей суббореального пояса складыва­ются менее благоприятные условия для миграции хими­ческих элементов. Такие условия способствуют аккуму­ляции легкорастворимых содей, что приводит к слабому засолению почв и коры выветривания. Средние темпера­туры самого холодного месяца изменяются от —11 до -18°, самого теплого — от 17 до 24° С. Незначительное количество осадков (200—350 мм в год), которые ин-фильтруются на глубину 1 —1,5 м, при испарении 200— 350 и высокой испаряемости (900—1100 мм в год) спо­собствуют'формированию непромывного, временами вы-потного водного режима. Продолжительность активной биологической фазы не более 3—4-х месяцев.

Кора выветривания ландшафтов сухих степей содер­жит карбонатов и легкоподвижных мигрантов больше, чем кора выветривания луговых степей. Реакция слабо­щелочная. По химическому составу кора выветривания относится к сиаллитной карбонатной, поскольку преоб­ладают кремний, алюминий, кальций. Почвообразующие породы представлены преимущественно суглинками и глинами различного происхождения и химического со­става. В зависимости от генезиса пород может изменяться количественное соотношение между глинистыми минера­лами: в осадочных породах преобладает гидрослюдисто-монтмориллонитовая группа глинистых минералов, на элювии гранита — каолинитово-гидрослюдистая. По со­держанию химические элементы образуют следующий убывающий ряд: Si>Al>Fe, Ca>K>Mg>Na. На кар­бонатных и засоленных породах по сравнению с незасо-лепными больше Са, Mg, Na, CI, SO4, что обусловлено более высокой их концентрацией в грунтовых водах. Почвы в ландшафтах сухих степей суббореального пояса представлены южными черноземами и каштано­выми почвами. В 2-метровой толще каштановых почв Прикаспийской низменности содержится около 0,4% легкорастворимых солей, примерно 3% С0₂ карбонатов и 0,2% гипса. Солевой состав почв изменяется от гид-рокарбонатно - кальциевого до хлоридно - натриевого (И. В. Иванов, Н. Ф. Глазовский, 1979).

Каштановые почвы на северной границе распростра­нения по строению и свойствам близки к южным черно­земам, а на южной — к бурым полупустынным почвам. Влаги в почве достаточно лишь для выноса наиболее легкорастворимых солей за пределы корнеобитаемого слоя. Менее растворимые сульфаты и карбонаты каль­ция и магния перемещаются по профилю незначительно. Перегнойный горизонт каштановых почв характеризует­ся биогенной аккумуляцией натрия, калия, кальция, марганца, кобальта. Например, в темно-каштановой почве у пос. Аскания-Нова величина /Сэа следующая:

В составе минеральной части почвы часто встреча­ются гидрослюды, монтмориллонит, реже каолинит. Не­промывной водный режим способствует равномерному распределению по профилю высокодисперсных минера­лов. Реакция почвы колеблется от нейтральной до слабо­щелочной. Опад быстро минерализуется, поэтому гумуса образуется меньше (1—4%), чем в почвах луговых сте­пей. Гуминовые кислоты преобладают над фульвокисло-тами (С_г: С_ф= 1,3—2,0).

Воды имеют общую минерализацию 0,9—4,0 г/л. Среди катионов преобладает кальций, содержание кото­рого около 424 мг/л; много магния (118 мг/л); сумма ка­тионов натрия и калия достигает 273,6 мг/л; содержание сульфат-ионов составляет 1025, ионов хлора — 608,1, гидрокарбонат-ионов — 230,6 мг/л. (р. Кальчик, При­азовье). Общая жесткость воды высокая — 39,91 мг-экв. Цветность и окисляемость воды низкие, так как органи­ческое вещество мигрирует слабо, образуя с кальцием комплексные соединения, выпадающие в осадок. Хими­ческий состав вод сульфатно-кальциево-магниевый и. сульфатно-хлоридно-натриево-кальциевый.

Растительность представлена преимущественно по-лынно-злаковыми, типчаково-ковыльными, разнотравно-типчаково-ковыльными сообществами. Количество био­массы колеблется от 98 до 220 ц/га, в ее структуре на корни приходится 86—95%, на зеленую часть — 5—14%. Опад изменяется от 42 до 90 ц/га, что составляет 37— 43% от биомассы. В опаде зеленая часть образует мас­су 12—30 ц/га, или 14—33%, корневые остатки — 28— 71 ц/га, или 67—86%. Зольных элементов и азота в био­массе аккумулируется 3,45—11,33 ц/га, из них в зеленой части находится 5—20%. Основная часть зольных эле­ментов сосредоточена в корневой системе, т. е. в сухих степях суббореального пояса элементы распределяются по акропетальному типу. Ежегодно с опадом возвраща­ется 1,62—4,17 ц/га зольных элементов и азота. В опаде зеленой части зольные элементы составляют 13—46%,

содержат много кремния (44—74%), азо­та (17—36%), кальция (14—26%), содержание хлора увеличивается до 3—4% и натрия до 1%. По мере воз­растания засушливости в одних и тех же видах расте­ний возрастает содержание зольных элементов. Для су­хих степей, как и для луговых, характерен средиезоль-ный азотно-кремниевый тип химизма растительных ассоциаций,' что подтверждает следующий геохимиче­ский ряд (типчаково-ковыльная степь): в надземной части