Участие микроэлементов в важнейших почвенных процессах

3. Биогеохимическое районирование

В.В. Ковальский рассматривал в единстве и геохимическую среду и физиологические, и биохимические особенности организмов. С этих позиций выявляются корреляционные связи между избытком и недостатком элементов и состоянием живых организмов, вплоть до выделения эндемических (местных) заболеваний.

Это проявляется в результате биогеохимического районирования, с выделением биогеохимических зон и биогеохимических провинций. На территории СНГ выделены 4 зоны, характеризующиеся единством зональности почвообразования, климата, миграции элементов и типов биологических реакций организмов на геохимические факторы среды (рис. 12.2).

Таежно-лесная нечерноземная зона определяется недостатком Ca, P, Co (73% всех почв), Cu (70%), Mo (70%), В (50%), Zn (49%), оптимумом содержания Mn (72%), относительным избытком Sr (15%).

Лесная и степная черноземная зона характеризуется оптимумом Ca и Co (96% для серых лесных и 77% для черноземных почв), Cu (72-75%), Mn (71-75%); I, Zn и Mo сбалансированы; иногда отмечен недостаток подвижного Mn.

Рис. 12.2. Схематическая карта биогеохимического районирования СССР (по по В.В. Ковальскому, 1982).

Регионы биосферы: 1 – бедные Co; 2 – бедные I и Co; 3 – обогащенные Sr, бедные Co; 4 – с недостатком Se; 5-6 – лесостепной и степной регион с провинциями, бедными I и с нарушением соотношения Co/P; 7-9 – сухостепной, полупустынный и пустынный регион с провинциями, обедненными Co, с избытком Mo и сульфатов, с избытком В; 10 – с недостатком Cu и Co, с избытком Mo и B, с недостатком I; 11 – горные районы с недостатком Cu, Co, Ca, I; 12 – богатые Co; 13 – бедные I и Mn; 14 – богатые Pb; 15 – обогащенные Mo; 16 – с избытком Sr и Ca;; 17 – обогащенные Se; 18 – с дисбалансом Cu, Mo и Pb; 19 – обогащенные U; 20 – с избытком F; 21 – обогащенные Cu; 22 – с нарушенным обменом Cu; 23 – богатые Ni, Mg, Sr и обедненные Co, Mn; 24 – богатые Ni; 25 – обогащенные Li; 26 – обогащенные Cr; 27 – обогащенные Mn; 28 – с недостатком F; 29 – с недостатком Zn.

Степная, пустынная и полупустынная зоны имеют повышенные уровни содержания сульфатов, В (88%), Zn (76%), часто Sr (47%), Mo (40%), низкое Cu (40%), иногда Co (52%).

В горных зонах диапазон концентраций изменчив, но часто отмечается недостаток I, Co, Cu, Zn, хотя возможны и варианты избытка Cu, Zn, Co, Mo, Sr и других.

Провинции более локальны и конкретны. В провинциях с недостатком кобальта ослабляется синтез витамина В₁₂, избыток молибдена усиливает синтез фермента ксантиноксидазы, недостаток меди тормозит синтез некоторых окислительных ферментов и т.п. Нет токсичных элементов, есть токсические концентрации.

А.П. Виноградов к биогеохимическим провинциям относил территории, где флора, фауна, а в ряде случаев и люди резко реагируют на содержание в атмосфере, почвах, водах, продуктах питания определенных химических элементов.

Эти провинции с резкой недостаточностью или избыточностью какого-то химического элемента играли важную роль в геологическом прошлом, подвергаясь биологической изменчивости при прохождении через биогеохимические барьеры.

С позиций геохимии ландшафта, по А.И. Перельману, систематика биогеохимических провинций должна быть основана на строгих геохимических критериях, к которым, в первую очередь, относятся типоморфные элементы и геохимия природных вод. Ведь почвенные растворы, поверхностные и подземные воды служат тем источником, откуда большинство элементов поступают в растения, а затем в организм животных и человека.

А.И. Перельман выделил следующие типы и классы биогеохимических провинций (табл. 12.3).

Таблица 12.3