Тема: геохимия тундровых ландшафтов.

Зона тундры занимает огромную территорию на севере Европейской и Азиатской части России а так же Канады. В России занимаеть более 3 млн. км² или 15% площади страны. Это приемущественно равнинно-холмистые пространства, за исключением горных тундр. Типичные тундры отличаются следующими признаками:

1. они безлесны (за исключением долин рек);

2. зима продолжительная и суровая, лето короткое и холодное, но с длительным освещением. Средняя температура самого теплого летнего месяца не превышает 10 , но не ниже 0.

3. Заморозки случаются и летом

4. облачность велика

5. ветры сильные

6. атмосферных осадков мало, так как вследствие низкой температуры в атмосферу поступает мало паров

7. на известной глубине от поверхности земли обычно залегает горизонт никогда не тающей мерзлоты.

Этим сочетанием факторов и определются физико-географические особенности процессов выветривания, условия образования почв и ландшафтов. Холодное время резко преобладает над теплым (зима от 7до 9 месяцев). Зима – 30-45 и ниже что характерно для восточной Сибири. Снег держится 150 дней на юге, до 270 дней на севере. Среднегодовое количество осадков 200-250 мм толщина снегогого покрова 40-70 см, больше в лесотундре и меньше в арктической тундре. Тундра характеризуется достаточным увлажнением и заболачиванием так как нет испарения. Мощность деятельного слоя, т.е. слоя сезонного оттаивания, в зоне тундры незначительна: на участках заторфованных и заболоченных 0,3-0,5 м в глинистых пятнистых моховых тундрах водоразделов 0,75-1,00 м и в песчанистых горизонтах 1,5-2,5 м. Мощность деятельного слоя увеличивается с севера на юг.

Большое влияние на глубину залегания вечной мерзлоты оказывает характер расчленения рельефа. На холмах (и водоразделах), где снег сильно сдувается ветром, глубина залегания вечной мерзлоты летом незначительная, а в долинах и впадинах и над озерами она уходит на большую глубину.

Вечная мерзлота задерживает передвижение вод в почво-грунтах, поэтому воды задерживаются в деятельном слое, особенно на границе вечной мерзлоты. При замерзании она вызывает в толще грунта или на поверхности почвы образования крупных линз льда, наледей и т.д.

Эрозионнная деятельность рек зимой прекращается. Летом на нее оказывает влияние небольшое колическтво осадков и близко залегающая мерзлота.

По химическому составу тундровые воды отличаются большим содержанием органических веществ и почти полным отсутсвием минеральных солей.

Преобладают кремнеземные и гидрокарбонатно-кремнеземные воды.

По характеру растительного ландшафта в зоне тундры выделяются подзоны: Арктическая тундра (побережья) – покрыта лишайником: много болот, лишайниково-моховая тундра кустарниковая лесотундра – торфяные болота и луга. Исследования торфов показывают, что граница тундры в прошлом значительно колебалась, отступая, в настоящее время опять наступает.

Неблагоприятные условия для оста растений определяют малую ежегодную продуктивность живого вещества. Это в основном лишайники – поэтому мало белков, азотистых веществ, жиров и витаминов, но высоким содержанием углеводов, наличием кислот, близким к дубильным веществам.

На ландшафтах тундры лежит отпечаток однообразности и низкой геохимической контрастности, т.е они химически мало отличается друг от друга, по сравнению с ландшафтами других физико-географических зон.

Геохимические и биогеохимические процессы в ландшафтах тундры.

Геохимические и биогеохимические процессы в зоне тундры своеобразны с неповторимой спецификой.

Здесь сильны процессы физического выветривания пород (морозное растрескивание, выпучивание и т.д.) в то же время проявляются процессы химического выветривания. Элювиальные и аккумулятивные процессы выноса и накопления элементов и соединений протекают приемущественно в условиях кислой среды и ограничены неглубоким залеганием вечной мерзлоты. Кислая реакция среды и переувлажненность почво-грунтов благоприятствуют процессом анаэробиоценоза и восстановления, образованию грубого гумуса и малоразложившегося торфа. Процессы вторичного минералообразования ограничиваются накоплением в почво-грунтах лимонита, вивианита и других гидратных форм железа и марганца.

Указанные особенности процессов выветривания ведут к образованию:

а) обломочных продуктов выветривания разного гранулометрического состава, но с ограничением глинистых фракций ( более 0,005 мм), что связано слабыми химическими процессами разложения пород и минералов.

б) различных динамических форм макрорельефа: каолинных колец, полигональных многоугольников связанных с гидрогеологическими и мерзлотными условиями.

Продукты выветривания (щебень, галька, песок и т.д.) мало чем отличается от исходного материала материнской породы, так ка при этих геотермических условиях они слабо изменяются вторичными процессами. Это характерно не только для кристаллических пород, но и для выветривания карбонатных и хлоридно-сульфатных пород.

Биогеохимические процессы получают наиболее полное отражение в почвообразовании и накоплении органического вещества в виде гумуса, торфа, сапропеля и органических кислот.

В зоне тундры почвообразовательный процесс протекает в условиях избыточного увлажнения при низких температурах почвы, слабой интенсивности и микробиологичской деятельности организмов. В слу того что здесь господствует преувлажненная среда, кислород проникает лишь в самые верхние горизонты почв и в очень корткое время. На небольшой глубине от поверхности протекают пиемущественно процессы восстановления, ведущие к образованию закисей железа и интенсивному оглеению.

Для почвообразования громадное значение имеют микробиологические процессы: наиболее распростаненные микроорганизы – бактерии в тундре функционируют слабо. Разложение клетчатки осуществляется грибными мицелиями. Этим объяснются слабое разложение органических остатков и кислот характер гумуса, отличающегося высокой растворимостью в воде (69,9% - это фульвокислоты и 13,9% - гуминовая кислота). Но в тундровых почвах бактерий больше чем в Арктических. Почвообразовательные процессы в тундрах протекают при меньшем количестве углекислоты (СЩ ) чем в южных зонах. Этим объясняется пониженная интенсивность процессов разложения органических остатков в почве.

Следовательно: главной геохимической и биогеохимической особенностью процессов почвообразования в условиях тундры являетяс слабое разложение минералов и органических веществ, подавленность микробиологических процессов, особенно бактерий из-за недостатка тепла. Отсюда: бедность почв и растворов минеральными элементами пищи, а также господство анаэробных условий и восстановительнвых процессов. Почвенные растворы имеют кислую реакцию, содержат подвижный алюминий, бедны азотом и органическими веществом. Торфяно-болотные почвы тундры богаты йодом (I) и бромом (Вr). Они содержат мало Си, Мо, И, Аs. И другие химические элементы в этих условиях восстанавливаются и малоподвижны.