7.3.2. Связь между эколого-геохимическими изменениями в пределах ландшафта

Различные части ландшафта тесно связаны между собой. Эта их особенность позволила предположить, что изменения, перво­начально охватившие только одну часть ландшафта, должны по­степенно сказаться во всех его частях (ярусах). Детальный анализ этого явления при различной антропогенной нагрузке и ее прак­тическом отсутствии в различных климатических зонах, аквальных ландшафтах и ландшафтах суши подтвердил высказанное предположение и позволил сформулировать следующий закон**:

изменения, происшедшие в определенной части (ярусе) геохими­ческого ландшафта, скажутся практически во всех частях этого ландшафта за счет связей между ними.

Рассмотрим действие данного закона на нескольких примерах. Сначала простейший случай: в ландшафте под воздействием при­родных или техногенных факторов существенно (выше фоновых

* Диплом на открытия № 53, рег. № 4.

** Там же.

426

сезонных колебаний) увеличилось количество грунтовых вод. (Фоновые, сезонные колебания являются обычными для кон-'тных периодов и не могут рассматриваться как изменения в ландшафте.) Такое увеличение вызывает подъем уровня грунтовых и как только расстояние от него до дневной поверхности ста­ртменьше высоты капиллярного поднятия, начинается интен­сивное испарение воды и засоление верхнего гумусового горизон­та почв При этом в почвах происходит смена типоморфных эле­ментов (обычно Са²⁺, НСОз^- на Nа⁺, Сl^-, SO₄^2-).

Часто одновременно с засолением наблюдается накопление ря­да металлов (Рb, Zn, Сr, V, Сu, Ni). В этих условиях в рассматри­ваемом ландшафте начинает уменьшаться биомасса растений, а при дальнейшем засолении происходит смена растительных сооб­ществ. При этом изменяется количество и состав паров воды и эле­ментов, попадающих в приземную атмосферу за счет транспирации. В случае высокой степени засоления частицы солей могут по­падать в воздух и непосредственно из почв. Следует отметить еще раз, что рассматриваемый процесс идет независимо от того, за счет каких процессов — природных или техногенных — про­изошло исходное поднятие уровня грунтовых вод.

Уровень грунтовых вод может изменяться и в результате при­родного или техногенного изменения геоморфологических особен­ностей территории. Таким природным изменением могут быть ополз­ни.

Как пример техногенного изменения можно рассмотреть рас­пахивание гривистой поймы. В условиях Нижнего Дона, если пашни после распахивания перестают использоваться, то на вы­ровненных участках появляются так называемые «сорные» растения: циклахена дурнишниколистная, амброзия, донник и т.п. И Даже через десятилетия первоначально существовавшие в ландшаф­те растительные группировки повышенных и пониженных местообитаний не восстанавливаются. С происходящим изменением растительных сообществ изменяется БИК, а соответственно и кон­центрация ряда элементов в почвах.

Закон действует и в том случае, если изменения начинаются в верхних ярусах. Рассмотрим, как пример, развитие изменений в ландшафтах у кожевенного завода в Краснодаре. Завод выбрасывает в атмосферу серу в повышенных количествах. Ее избыток в соответствии с известными биохимическими процессами способствует накоплению в растениях целого ряда тяжелых металов. В результате деревья около завода содержат в аномальных кон-

427

центрациях Сu, Zn, Рb, Ва, Sr, Sn, Со и др. Это способствует развитию у растений различных заболеваний. Идет процесс засыхания и отмирания растений. В результате участки с полностью сухими и суховершинными деревьями как бы оконтуривают завод полосой около 400 м. Опад растений, обогащенных тяжелыми ме таллами, является одним из источников повышенных концент раций этих металлов в почвах. Таким образом, изменения в пои земной атмосфере городского ландшафта сказались и на расти­тельности, и на почвах.

Указанные изменения выявлены в виде контрастных биогео­химических и почвенных аномалий упомянутых металлов. Анома­лии столь контрастны, что выделяются даже на фоне городских ландшафтов, практически всегда характеризующихся повышенны­ми фоновыми концентрациями тяжелых металлов. Кроме того из­менения выразились в засыхании деревьев, т.е. в изменении би­омассы в ландшафте.

Охватывают весь ландшафт и изменения, затронувшие перво­начально только его растительные сообщества. Рассмотрим это на примере рубки лесов на Западном Кавказе. Первый результат этого антропогенного воздействия на ландшафт — исчезновение леса. На его месте остаются кустарники и молодая поросль ранее произраставших здесь деревьев. При этом меняется количество би­омассы в ландшафте, а видовой состав остается в целом прежним. Но одновременно с исчезновением леса в ландшафте на выруб­ках изменяется водный режим и начинается процесс заболачива­ния, при котором в почвах кислородная обстановка начинает сменяться глеевой. При этом по обе стороны всей границы болот возникают глеевый и кислородный барьеры, на которых осаждаются соответствующие элементы (см. гл. 2, 6).

Следует еще раз подчеркнуть, что все это происходит без не­посредственного воздействия на почвы. Результатом развития данного процесса (вторичного по своей сути) является полная сме­на растительности. На местах сплошной вырубки дубово-буковых лесов появляются заболоченные луга с преобладанием щучки обыкновенной или дернистой, полевицы, душистого колоска, осоки и ситника. Часто по их краям возникают заросли зверобоя и дербенника, которые сменяются ажиной и терном, а потом осиной. Таким образом, со временем ландшафт дубово-буковых лесов, постепенно саморазвиваясь, даже после одноактного и не­продолжительного антропогенного воздействия переходит в ландшафт болот, а затем снова в ландшафт лесов, но уже осиновых.

428

Характерно, что и в той части ландшафта, которая подвергалось непосредствен-ному первичному воздействию, степень происходящих изменений со временем может возрастать и даже меняться их характер (вплоть до полной смены ландшафта). Так, в рассматриваемом примере с вырубкой леса постепенно начинает изменяться сам состав растительных сообществ.

Действие данного закона относится к различным геохимическим ландшафтам суши и к аквальным ландшафтам. При этом следует особо отметить, что в большинстве случаев изменения быстрее сказываются во внутриконтинентальных водных ландшафтах. объясняется это особенностями связи между составными частя­ми таких ландшафтов и большой скоростью миграции химичес­ких элементов в водной среде и в среде, насыщенной водой (илы).

При более детальном изучении действия этого закона устанав­ливается следующая закономерность: наиболее глубокие и быстрые изменения в частях ландшафта, не испытывающих непосредствен­ного воздействия, происходят в тех случаях, когда само воздейст­вие затрагивало ландшафтно-геохимические условия, учитываемые на высших (первом и втором) классификационных уровнях. Подтвержде­ние этой закономерности можно рассмотреть и на уже приведен­ных примерах. Так, вырубка леса оказала большее влияние на геохимический ландшафт, чем выравнивание рельефа, и даже более сильное, чем постоянное воздействие на состав газов при их атмосферном переносе.

У рассмотренного закона можно выделить три основных след­ствия, имеющих довольно большое прикладное значение:

1. Нельзя техногенным путем произвести изменения только в од­ной части яруса геохимического ландшафта.

Это следствие надо иметь в виду при планировании казалось бы незначительных изменений в окружающей среде, например за­мене растительных сообществ. Отметим также, что ежегодная смена растительности (как и полное перепахивание пашен) при ^вооборотах вносит нестабильность в ландшафт.

2. Последствия многих антропогенных изменений, недавно происшедших только в одной части геохимического ландшафта, еще могли казаться в остальных его частях. Эти последствия необходимо прогнозировать. Особо следует учесть, что они не всегда должны быть отрицательными. В указанных случаях целесообразен ландшафтно-геохимический мониторинг. Затраты на его проведение в итоге обязательно должны окупиться.

429

3. Изменения ландшафтно-геохимической обстановки, вызванные выветриванием месторождений полезных ископаемых, как вило, начались достаточно давно и уже сказались во всех частях ландшафтов, в которых они имели место.

Это следствие из рассматриваемого закона позволяет считать что при поисках долго выветривающихся месторождений (а они составляют подавляющее большинство) можно использовать и геоботанический и любой из геохимических методов поисков. При выборе методов решающую роль должны сыграть контрастность проявленных изменений и стоимость работ.