Педосфера и ее значение
Таким образом, в нижней части почвенного профиля происходит накопление весьма устойчивых органических соединений, которые сохраняются, в то время как преобладающая часть органического вещества почв минерализуется до СО2. М.А. Глазовская (1997) исследовала статистическую зависимость между массами углерода, содержащимися в слое почв 0–100 см, где находится преобладающая часть гумуса, и в слое 100 – 200 см, где присутствуют только его устойчивые компоненты, и установила, что эта связь имеет линейный характер и описывается уравнением регрессии:
у = 1,844x + 2,601; r2 = 0,7726; r = 0,88.
Одновременно с процессом образования органического вещества почвы из отмирающих органов растений происходит закономерная перегруппировка химических элементов, аккумулированных растениями. Сопоставляя состав зеленых, вегетирующих и периодически отмирающих органов деревьев (хвои и листьев) с составом лесной подстилки, можно заметить увеличение относительного содержания одних элементов и уменьшение других.
Данные табл. 5.2 позволяют предположить, что химические элементы, содержащиеся в наименее устойчивых тканях растений, быстро удаляются из вещества лесных подстилок.
Таблица 2. Содержание химических элементов в опадающих органах растений и подстилке
|
Растение и район |
Объект анализа |
Химический элемент |
Сумма | |||||||||
|
К |
Mg |
Na |
Р |
S |
Са |
Мn |
Si |
А1 |
Fe | |||
|
Eriophorum vaginatum, тундра, Якутия (Саха) |
I II III |
0,32 0,10 0,12 |
0,14 0,14 0,16 |
0,07 0,10 0,10 |
0,15 0,12 0,20 |
– |
0,19 0,26 0,91 |
0,02 0,06 0,20 |
0,25 0,35 0,85 |
0,12 0,19 0,49 |
0,03 0,11 0,26 |
1,29 1,39 3,29 |
|
Pinus silvestris, тайга, Кольский п-в |
I II III |
0,27 0,11 0,27 |
0,08 0,09 0,16 |
0,02 0,02 0,04 |
0,04 0,04 0,05 |
0,03 0,04 0,06 |
0,34 0,54 1,10 |
0,08 0,09 0,09 |
0,04 0,07 0,88 |
0,05 0,03 0,82 |
0,01 0,03 0,62 |
0,96 1,06 4,09 |
|
Picea excelsa, тайга, Кольский п-в |
1 11 III |
0,52 0,93 0,44 |
0,38 0,02 0,14 |
0,03 0,02 0,03 |
0,07 0,05 0,04 |
0,07 0,08 0,08 |
0,52 0,93 0,41 |
0,07 0,08 0,08 |
0,31 0,67 0,44 |
0,13 0,09 0,27 |
0,01 0,01 0,14 |
0,84 0,60 1,15 |
|
Quercus robur, лиственный лес, Среднерусская возвышенность |
I II III |
1,07 0,45 0,14 |
0,12 0,22 0,14 |
– – |
0,10 0,17 0,13 |
– – |
1,16 1,64 1,41 |
0,03 – |
0,43 0,45 0,57 |
0,03 0,03 0,37 |
0,02 0,04 0,18 |
3,16 3,00 2,94 |
|
Parrotia persica, субтропический лес, Ленкорань |
I II |
0,70 0,20 |
0,23 0,21 |
0,07 следы |
0,12 0,11 |
0,01 0,03 |
0,96 1,23 |
0,01 0,01 |
0,97 1,09 |
0,04 0,07 |
0,01 0,04 |
2,15 3,04 |
Примечание. Объекты анализа: I – листья или хвоя; II – спад; III – подстилка.
К таким элементам относятся калий, магний, натрий, фосфор, сера, частично кальций. Содержание других элементов, входящих в более устойчивые ткани, возрастает в подстилках. Это характерно для металлов кремния и других элементов. В некоторых растениях кремния так много, что он образует фитолитарии – мелкие выделения аморфного оксида кремния (опала), которые также сохраняются в подстилках. Кроме того, многие рассеянные элементы активно сорбируются подстилками благодаря огромной поверхности в единице объема полуразложившегося растительного опада.
Наиболее полные сведения о содержании тяжелых металлов и других рассеянных элементов относятся к органическому веществу торфа. Торф состоит из не полностью (на 20–30%) разложившихся остатков болотных растений. По сравнению с органическим веществом растительности суши в торфе больше устойчивых компонентов (лигнина, битумов).
Существует два типа биогеохимических обстановок торфона-копления. Первая из них характеризуется избыточным увлажнением почв за счет атмосферных осадков, их слабого испарения и затрудненного дренажа на плоских водоразделах. В такой обстановке образуются так называемые верховые болота, в которых основными растениями-торфообразователями являются сфагновые мхи. Воды верховых болот, образованные из атмосферных осадков, имеют низкую минерализацию (30–70 мг/л). Содержание минеральных веществ в сфагновых мхах небольшое, зольность торфа около 3%. Они обогащены кислыми метаболитами сфагновых мхов и водорастворимыми гумусовыми кислотами, их рН 3,5–4,5. В таких условиях скорость накопления торфа близка к 1 мм/год.
