Тема 2. Геохимия почв. Лекция 3. Особенности геохимического состава почв

районирование. Биогеохимическое районирование.
ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ СРЕД

набору элементов и их количественному содержанию почвы существенно отличаются от

живых организмов, минералов и горных пород, за исключением некоторых рыхлых осадочных пород, по-видимому, прошедших в прошлом стадию почвообразования.

являются обязательными и необходимыми.
Отличительные особенности почв:
1) большой набор элементов;

2) сочетание высокого содержания C и Si, что отражает одновременное влияние двух факторов почвообразования: растительного и животного мира, с одной стороны, и почвообразующих пород — с другой;
3) большой диапазон концентраций, охватывающий 4-5 порядков и даже достигающий 9-10 порядков.

(Орлов, 2005)

для красноземов, если они резко отличаются от средних величин).

геохимическим особенностям: уровню накопления и ассоциациям химических элементов, условиям и

возможностям использования методов геохимических поисков, особенностям химического и физического выветривания, условиям миграции и подвижности химических элементов и др.

почв, являющийся важным показателем нормальной или анормальной жизнедеятельности организмов в

биогенной пищевой цепи порода – почва – живые организмы.

Геохимическое районирование

O, Cl, Br, I);
2) элементы горных пород (литофильные и оксифильные):

Li, Be, Na, Mg, Al, Si, O, K, Ca, Rb, Sr, Cs, Ba, Y, Zr, Nb, Mo, B, F, Se, Ti, V, Cr, Mn, Cl, Tc, Hf, Ta, W, Re;
3) сидерофильные элементы (в составе железных руд): Fe, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, P, Mo, Sn, Ge;
4) халькофильные элементы (в составе сульфидных руд): S, Fe, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Cd, In, Sn, Sb, Te, Hg, Tl, Pb, Bi, Co, Ni, Mo, Ag;
5) биофильные элементы: B, C, N, O, P, S.

В.М. Гольдшмидт, 1924

различной геохимической специализацией. Например, Дальневосточная область с халькофильно-сидерофильной ассоциацией, Казахстанско-Западносибирская

с литофильной и халькофильно-литофильной специализацией.

Примеры геохимических областей

пространственному распределению химических элементов в покровных отложениях, почвах и водах.

Ими выделены литогеохимические и педогеохимические типы провинций. Прослеживаются 3 литогеохимические провинции:
1) Северная;
2) Центральная;
3) Южная.
Среднее содержание микроэлементов в почвообразующих породах и почвах показано в таблице.

распределения микроэлементов в почвах, что позволило ему выделить 4 почвенно-геохимических

района:
1) Северо-Восточный Цнинский;
2) Северный;
3) Южный;
4) Юго-Восточный Хоперский (табл.).

областей Северо-Запада РСФСР (Ленинградской, Псковской, Новгородской) и составили почвенно-геохимическую карту

масштаба 1: 1 000 000.
По ландшафтно-почвенным геохимическим условиям территория подразделяется на 4 типа почвенных округов с относительно однотипной структурой почвенного покрова и однородным характером литолого-геоморфологических факторов:
1) водно-ледниково-озерно-равнинные;
2) конечно-моренные;
3) морено-равнинные;
4) гляциально-эрозионно-цокольные пониженные.

лесных почв и черноземов наблюдается заметная аккумуляция микроэлементов (медь, бериллий,

марганец, иод). В карбонатном горизонте всегда накапливается стронций (табл.).
В результате почвообразовательного процесса происходит перераспределение элементов по профилю.
Микроэлементный состав почв региона выглядит так:
Ti > Mn > Ba, Zr > Sr, Cr, V > Zn > B > Ni > Cu >> Co > I > Mo > Be

Микроэлементы в почвах Центрального черноземья

и бериллия. Содержание марганца, циркония, бора, иода в них повышается

за счет биологической аккумуляции. Концентрация ванадия, меди, стронция, никеля и кобальта несколько снижается вследствие их миграции в кислой среде.
Самые плодородные почвы Центрального Черноземья - черноземы имеют более высокий уровень содержания всех элементов, чем почвообразующие породы.

– Западная; IV – Юго-Восточная; 2 – возраст приповерхностных пеплов;

3 – границы провинций: а – установленные; б – предпо-лагаемые; 4 – границы между почвами, сформированными в пеплах идентичного состава вулкана Опала и Ксудач; 5 – локальные ареалы свежих пеплов; 6 – в скобках указаны КК; 7 – места заложения опорных почвенных разрезов; 8 – участки детальных геохимических исследований почв.

Схематическая карта районирования и
геохимической специализации вулканических
почв Камчатского п-ва (Литвиненко и др., 2008)

Биогеохимическая провинция – это область на поверхности Земли, отличающаяся содержанием

химических элементов в почвах, водах и других средах.
Следует иметь в виду, что содержание химических элементов в пределах каждой биогеохимической провинции может быть как выше, так и ниже биологического оптимума.

БИОГЕОХИМИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

характеризуются единством зональности почвообразования, климата, миграции элементов и типом биологических

реакций организмов на геохимические факторы среды.

1984)

целом обусловлены недостатком кальция, фосфора, кобальта (73% всех почв), меди

(70%), иода (80%), молибдена (53%), бора (50%), цинка (49%), оптимумом содержания марганца (72%), относительным избытком, особенно в поймах рек, стронция (15%).
2. Лесостепная и степная черноземная зона.
В этой зоне характерно оптимальное содержание в почве кальция и кобальта (96% для серых лесных и 77% для черноземных почв), меди (72-75%), марганца (71-75%), иод, цинк и молибден сбалансированы с другими элементами. Иногда только наблюдается недостаток подвижного марганца.

влияют повышенные уровни содержания сульфатов, бора (88%), цинка (76%), часто

стронция (47%), молибдена (40%), низкое содержание меди (40%), иногда кобальта (52%).
4. Горные зоны.
В горных почвах соотношение и концентрации микроэлементов изменяются в широких пределах, поэтому возможны различные реакции организмов, но часто проявляется недостаток иода, кобальта, меди, цинка, хотя возможны и варианты избытка меди, цинка, кобальта, молибдена, стронция и других элементов.

2) с избыточным;
3) с недостаточным.
Такие территории называют провинциями.

Провинции выделяются в пределах зон. Это природные геохимические провинции.

на него организмов (Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов, 1995)
1 –

таежно-лесной нечерноземный; 2, 3 – лесостепной и степной черноземный;
4 – сухостепной, полупустынный, пустынный; 5 – горный; 6 – рудных провинций.

на него организмов (Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов, 1995)
1 –

таежно-лесной нечерноземный; 2, 3 – лесостепной и степной черноземный;
4 – сухостепной, полупустынный, пустынный; 5 – горный; 6 – рудных провинций.

среди населения.
Баланс микроэлементов в окружающей среде через воду и

продукты питания отражается на балансе микроэлементов в человеческом организме.

характерно для нечерноземной зоны, где нередко развивается гипо- или авитаминоз

В12.
При избытке молибдена и нарушении его соотношения с медью усиливается синтез фермента ксантиноксидазы, у животных развивается молибденовый токсикоз, а у человека - эндемическая молибденовая подагра.

Примеры провинций

территории эндемичны по кариесу. Провинции с избыточным содержанием фтора эндемичны

по флюорозу.
Провинции с недостаточным содержанием иода - эндемический зоб и базедова болезнь.

состава почвообразующих пород.
Биогеохимические провинции с повышенным содержанием элементов обычно

формируются в районах рудных месторождений.

могут быть обусловлены выбросами промышленных предприятий и автотранспорта.

В данном случае такие территории выделяют как искусственные биохимические провинции.

содержании и распределении микроэлементов.
Для каждого элемента характерны свои особенности

географического (пространственного) распространения в почвах.
Концентрация большинства микроэлементов в одних и тех же почвах варьирует в больших пределах в зависимости от их гумусированности, величины pH, емкости поглощения, гранулометрического состава, карбонатности.
Закономерности географического распространения микроэлементов в почвенном покрове используют для проведения почвенно-геохимического районирования отдельных регионов.