БИОГЕОХИМИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЧВЫ

 

 

Миграция веществ на земной поверхности, миграционные потоки. Педогеохимическая подвижность продуктов почвообразования

 

Поведение того или иного элемента в конкретных экосистемах биосферы и их почвах определяется комплексом миграционных параметров, связанных с химическими свойствами элемента и его соединений, его земным кларком, ролью в технобиогеохимиче- ских процессах (биофильность, технофильность, геохимическая активность, миграционная способность в растворах), соотношением между его биологическим, геологическим и техногенным циклами. Баланс элемента в экосистеме может быть как положительным (прогрессивная аккумуляция, абсолютная или относительная, остаточная), так и отрицательным (прогрессивный вынос). Технобиогеохимические потоки приводят к существенному перераспределению вещества на земной поверхности, являясь причиной ее пространственной химической дифференциации. В результате образуются зоны концентрации тех или иных элементов и соединений и, наоборот, зоны обеднения, т. е. различные геохимические провинции, что непосредственно отражается на химизме почв и почвенных процессов.

 

Под миграцией веществ на земной поверхности понимаются все формы их перемещения, разделения (пространственной дифференциации) и накопления (аккумуляции). Дифференциация веществ в географическом пространстве как по вертикали, так и по горизонтали является следствием различий в миграционной способности веществ и, следовательно, в скоростях их перемещения. Миграция веществ осуществляется в миграционных потоках, связанных с движением масс вещества по склону под влиянием силы тяжести (гравитационный поток), с движением воздушных масс (эоловый поток), с движением воды в поверхностных, внутрипочвенных, подземных и речных потоках (водный поток), с потреблением элементов питания организмами и возвращением их в среду (биологический циклический поток), с перемещением организмов по территории (биогенный поток), с перемещением больших масс веществ человеком в его хозяйственной и биологической деятельности (антропогенный, или техногенный, поток).

 

Соотношения этих потоков на каждой конкретной территории весьма различны в соответствии с разнообразием природных и антропогенных факторов. В целом в биогеохимической дифференциации земной поверхности преобладающее значение имеет водный поток, переносящий вещества в большем объеме и на большие расстояния, чем другие, с одной стороны, и отличающимся большей устойчивостью во времени, в том числе в геологическом времени, — с другой.

 

 

Вообще говоря, миграционная способность веществ зависит от степени их дисперсности и растворимости в воде. Чем более дисперсны продукты выветривания и почвообразования, тем на большие расстояния и в большем объеме они способны перемещаться в водных и эоловых потоках.

 

В принципе чем выше растворимость веществ в воде, тем больше их миграционная способность. Однако сама растворимость веществ осложняется множеством физико-химических факторов среды.

 

Характеризуя миграционную способность веществ, Б. Б. По- лынов (1947) установил пять групп миграции веществ при элювиальном выветривании и почвообразовании с относительным значением их геохимической подвижности (п):

энергично выносимые (CI, Br, I, S) . . . .   Юл

легко выносимые (Са, Na, К, Mg) ....         п

подвижные (Si02, Р, Мп) .....          0,1и

слабо подвижные (Fe, Al, Ti)         0,01и

инертные (Si02 кварца) ......            .0

Близкие, но отличающиеся большим набором элементов и раздельные для окислительной и восстановительной (с H2S) обстановки ряды миграции установил А. И. Перельман (1955) на основании вычисления коэффициента водной миграции элементов К:

К =      С/К1,  (83)

где С среднее содержание элемента в речной воде, Ш — среднее содержание (кларк) этого элемента в литосфере. Коэффициент К может быть вычислен и для ограниченного водосбора, если брать не кларк элемента, а его среднее содержание в породах, корах выветривания и почвах дренируемого данным водным потоком бассейна.

 

Обобщив все имеющиеся материалы по геохимии кор выветривания, почв, гидросферы, В. А. Ковда (1973) установил более полную группировку веществ по их педогеохимической подвижности ().

 

Педогеохимическая подвижность главных продуктов почвообразования (В. А. Ковда, 1973)

 

Группа под    Степень под  Химические соединения     Относительная

вижности       вижности                   подвижность

I           Очень высокая          Нитраты, хлориды, иодиды, бромиды, сульфаты, карбонаты, бораты, силикаты, фосфаты щелочей и частично щелочно-земель- ных металлов          100

II         Высокая         Гипс, карбонаты кальция и магния, гуматы и алюминаты щелочей, железные и алюминиевые квасцы          10-50

III        Умеренная     Гидрокарбонаты, фульваты и фосфаты марганца и железа, гидрозоли кремнезема и гумуса  0,5-1,0

IV        Низкая           Гидроксиды алюминия, железа, марганца, гуматы тяжелых металлов    0,1-0,001

V         Ничтожная    Кварц, рутил, циркон, гранат, глинистые минералы, сульфиды       < 0,001

 

 

К содержанию: Ковда, Розанов: Почвоведение

 

Смотрите также:

 

Химия почвы    Грунтоведение  Занимательная геохимия. Химия земли. Академик Ферсман

 

Владимир Вернадский  Палеобиогеохимия  геохимия, атомное строение...