2.5.1.3. Тундровые ландшафты

Малое количество солнечной радиации - 10 ккал/см², меньшее количество осадков - 100 - 450 мм/год, невысокая испаряемость, избыток влаги, вечная мерзлота - таковы характерные признаки этих ландшафтов. Продуктивность ландшафта крайне низкая - 1 - 2.5 т/га, валовая фитомасса - 5 - 28 т/га.

Процессы разложения характеризуются низкой скоростью (короткий период времени с положительными температурами), незначительным количеством рассеиваемой химической энергии - 4 10⁴ кДж/м2. В итоге формируется геохимический ландшафт кислого характера, но с очень малой интенсивностью процессов миграции химических элементов и слабоминерализованными ультрапресными водами. Почвы малоплодородны из-за дефицита элементов питания, но причина не в их выносе, а в слабой интенсивности химического выветривания литомасс. Вследствие этого удельная продуктивность ландшафта крайне мала и составляет 0.1 - 0.2 %.

Все гумидные ландшафты характеризуются следующими общими геохимическими свойствами:

• формирование в результате разложения отмершей фитомассы и промывного режима территории химически активных кислых вод;

• интенсивные процессы выщелачивания из литомасс ландшафта легкомигрирующих химических элементов;

• на интенсивность процессов миграции химических элементов оказывает значительное влияние температурный фактор - продолжительность периода с положительными температурами ( наибольшая интенсивность миграции в тропическом ландшафте, наименьшая - в тундровом);

• образование малоплодородных кислых почв;

• резкое уменьшение рассеивающего характера ландшафта при наличии карбонатных пород в литомассах ландшафта.

Для гумидных ландшафтов характерна аккумуляция химических элементов на тех геохимических барьерах, которые связаны с образованием нерастворимых соединений - окислительных, сульфидных, щелочных, сорбционных, а также на биогеохимических барьерах (концентрирование и накопление элементов в фитомассе растений).

2.5.2.Геохимия аридных ландшафтов

2.5.2.1. Степные ландшафты.

Степные ландшафты получают годовое количество солнечной энергии в пределах 35 - 50 ккал/см2 и осадков от 200 до 300 мм/год. По величине солнечной энергии они соответствуют ландшафтам широколиственных лесов, но из-за меньшего количества выпадающих осадков состав фитоценоза совершенно иной. Фитоценоз степей - это сообщества травянистых растений (злаков, многолетних трав).

Валовое количество фитомассы в степях - 10 - 40 т/га, что примерно в десять раз меньше, чем в тайге или смешанных лесах. Но если в лесах деревья живут многие десятки лет и их мортомасса связана, главным образом, с лиственным опадом, то в степях количество мортомассы связано с основной массой травянистых растений (практически вся надземная часть).

В целинных степях практически вся чистая продукция поступает в почву и используется для накопления запасов мертвого органического вещества. Поэтому они обладают наиболее закрытым круговоротом среди всех типов наземных ландшафтов.

Вследствие этого элементы питания растений в лесных ландшафтах надолго задерживаются в фитомассе, а в степях ежегодно из-за минерализации отмершей фитомассы обратно возвращается большое количество элементов питания. Отсутствие избытка влаги исключает наличие постоянного промывного режима ландшафта, что приводит к сохранению и накоплению в ландшафте химических элементов, степные ландшафты характеризуются высокой удельной продуктивностью - 42 - 55 %.

Содержание золы в степных растениях выше, чем в лесных, и нередко достигает 10%. Разложение растительных остатков также приводит к появлению соединений кислого характера (СО₂, органические кислоты, гуминовые вещества), но вследствие достаточного количества минеральных веществ происходит их нейтрализация катионами Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺ и др.

В опаде большую роль играют основания, полностью нейтрализующие органические кислоты. Это определяет насыщенность поглощающего комплекса почв кальцием и магнием, нейтральную и слабощелочную реакцию почв. Выделяются два основных процесса разложения органических веществ в степях и пустынях (А.И. Перельман):

• кальциевое разложение — Са преобладает над Nа в поглощающем комплексе почв;

• кальциево-натриевое разложение — наряду с Са и Мg в поглощающий комплекс входит Nа, обуславливая солонцеватость почв.

Нейтральная и слабощелочная среда, слабая растворимость гуминовых кислот и

отсутствие свободных агрессивных фульвокислот, обилие органических коллоидов и высокая емкость поглощения черноземных почв, непромывной водный режим определяют низкую интенсивность миграции многих химических элементов.

В автономных ландшафтах бореальных (северных) степей формируются черноземные и каштановые почвы. Биогенная аккумуляция в них, как правило, сильнее, чем в лесах, а выщелачивание слабее, что объясняется щелочной средой, менее благоприятной для миграции большинства металлов (кислое выщелачивание отсутствует), а также слабым промачиванием в условиях сухого климата.

Основной элемент, определяющий геохимические процессы в степных ландшафтах - кальций.

Характерная особенность степных почв — накопление гумуса, количество которого постепенно убывает с глубиной. В верхней части гумусового горизонта в связи с энергичным разложением органических остатков почвенный воздух содержит много СО₂, а в растворе устойчива система Са²⁺ + 2НСО₃^-.

В нижней части гумусового горизонта СО₂ меньше и из раствора осаждается

СаСО₃, образуя иллювиальный карбонатный горизонт.

В степных ландшафтах формируются самые плодородные почвы на Земле - черноземы, содержащие большое количество питательных веществ и обогащенные химической энергией из-за наличия в них высокого содержания гуминовых веществ. Степные ландшафты - зоны интенсивного ведения сельского хозяйства.