1. Биологическое поглощение.

Заключается в способности организмов избирательно поглощать из почвы и горных пород определённые химические элементы.

Как показатель интенсивности химического поглощения используется отношение содержания элемента в золе растений к его количеству в почве или в горной породе (коэффициент биологического поглощения, - сравните его с коэффициентом биофильности)):

A_x = l_x/n_x

При величине A_x>1 элементы накапливаются в растениях, а при меньшем – только захватываются.

Используется целый ряд отношений и коэффициентов, в том числе с учётом не только литосферных, но и биосферных кларков (т.е. учитывающих гидро- и атмосферу), переноса элементов с ионным стоком и др., но общий смысл один. Это способность растительных сообществ (на Земле в целом или в отдельных районах) накапливать различные химические элементы.

Разнообразие климатических условий и геологического строения местности обуславливает геохимическое разнообразие живого вещества. Живое вещество солончаков обогащено Na, Cl, S, в степях – Ca, в экваториальных лесах – растения относительно обогащены Al и т.д. При этом характерно, что каждый вид в большой степени наследует особенности химизма той обстановки, в которой он сформировался (т.е., осваивая другую среду, он будет избирательно извлекать из почвы те элементы, в которых он более нуждается). Способность вида накапливать химические элементы, выраженная в суммарных коэффициентах концентрации называется биогеохимической активностью вида.

Растения, сформировавшиеся в гумидных ландшафтах, преимущественно накапливают катионогенные элементы (Pb, Zn, Cu, Ni, Co и др.) – гумидокатные растения. Растения, сформировавшиеся в аридных ландшафтах, энергичнее накапливают анионогенные элементы (V, Mo, Cr, As, с учётом способности элементов образовывать комплексные анионы) – ариданитные растения.

Есть существенные различия в отношении накопления химических элементов между наземными и морскими растениями и т.д.

Существенные индивидуальные особенности характерны для отдельных таксонов (семейств, родов, видов и др.). Диатомовые водоросли накапливают кремний. Злаковые – также Si (хотя и в меньших масштабах), бобовые – Са, картофель – К, плауны – Al, мхи – железо, некоторые водоросли – J и т.д. Особой способностью к поглощению разнообразных редких элементов обладают мхи и лишайники.

Показатель индивидуальной способности вида к концентрации химического элемента – ОСВР (относительное содержание в виде растения), по А.Л. Ковалевскому. Это отношение содержания элемента в данном виде к содержанию в другом, принятом за эталонный в данном ландшафте. Если ОСВР >2,5 – вид относится к концентраторам, если <0,4 – к деконцентраторам.

Концентраторы:

Слабые – 2,4 – 4,0

Умеренные – 4,0 – 25

Интенсивные – 25 – 400 и более.

Деконцентраторы:

Слабые – 0,4 – 0,25

Умеренные – 0,25 – 0,04

Интенсивные – 0,04 – 0,0025 и менее

Дополнительный параметр – ОСОР (относительное содержание в органах растений). Это отношение содержания в данном органе относительно эталонного (принимается старые ветви, древесина, корни).

Состав организмов и отдельных органов может быть подвержен сезонным колебаниям. Так, к осени в листве деревьев в 2-3 раза увеличивается содержание Cu, Co, Ni, Si, Ca, Fe. В травах содержания K и Р максимальны весной, затем уменьшаются. Наибольшая изменчивость характерна для молодых растущих органов. С возрастом в целом увеличивается зольность растений.

Есть концентраторы и деконцентраторы и среди животных. Характерно обогащение моллюсков Ca, ракообразных и пауков – Cu, и т.д. В целом для животных в сравнении с растениями характерны высокие содержания Р. Способность животных к концентрации и деконцентрации отдельных химических элементов ещё более разнообразна, чем для растений, что определяется большим видовым разнообразием (одних лишь насекомых – более миллиона видов).

Накапливая определённые виды химических элементов, растения выступают как биогеохимические барьеры. Но возможности накопления ограничены. Существует физиологический барьер поглощения, с достижением которого наступает предел насыщения организма данным элементом, и растение прекращает поглощать его из окружающей среды.

Высокое содержание элементов в среде может также вызывать изменения в физиологии и морфологии растений, закрепляющиеся наследственно (естественный отбор на биогеохимической основе).

Для каждого вида характерно оптимальное содержание тех или иных элементов в ландшафте, обуславливающее наиболее благоприятные условия для его развития. При усреднении на ландшафт в целом, те элементы, добавление подвижных форм которых в ландшафт будет увеличивать биомассу, называютсядефицитными. Если наоборот, увеличению биомассы будет способствовать удаление части данного элемента из ландшафта, элемент рассматривается как избыточный. Одни и те же элементы в одном ландшафте могут быть избыточными, в другом – дефицитными. Резкий избыток или дефицит тех или иных элементов (J, F, Cu и др.) может приводить к заболеваниям растений, животных и человека. Такие заболевания названы А.П. Виноградовымбиогеохимическими эндемиями, а территории с соответствующей биогеохимической спецификой –биогеохимическими провинциями.