Том 2

Ландшафтно-геохимическая карта

Геохимический ландшафт представляет собой сложную природную систему, состоящую из подсистем или элементарных ландшафтов. Каждому геохимическому ландшафту присущи определенные условия миграции и концентрации химических элементов, типы радиальной (в вертикальном профиле ландшафта) и латеральной (в пространстве) дифференциации веществ. Потоки вещества в ландшафтах имеют важное системообразующее значение и определяют их миграционную структуру.

Ландшафтно-геохимическая карта России отражает разнообразие геохимических ландшафтов и закономерности их размещения на территории страны. Она содержит информацию об условиях миграции веществ в ландшафтах, основных типах миграционных структур и главных ландшафтно-геохимических процессах, характерных для каждого геохимического ландшафта.

Условия миграции химических веществ и элементов определяются тремя основными группами параметров.

Первая группа — это биоклиматические характеристики: "климатический потенциал", отражающий зональные гидротермические условия миграции и метаболизма веществ, и "биогеохимический потенциал" миграции, определяемый интенсивностью и емкостью биологического круговорота веществ (ежегодная продукция и запасы органического вещества в фитомассе и почвах). Эти параметры тесно связаны с зональными типами ландшафтов.

Вторая группа — это физико-химические условия миграции, обусловленные климатическим потенциалом (варьирующим от "очень низкого" до "очень высокого") и сочетанием окислительно-восстановительных и кислотно-основных параметров среды миграции. Особенности водной миграции в почвах ландшафтов получили название классов водной миграции. Каждый класс водной миграции в зависимости от состава типоморфных элементов — это либо активная среда миграции определенных элементов, либо "запрещенная" обстановка, где элементы концентрируются. Как правило, пространственная дифференциация классов миграции также подчиняется зональности: кислые (H+) и кислые глеевые (H+–Fe₂+) классы бореальных лесов сменяются в степных ландшафтах кальциевыми (Са₂+) и кальциево-натриевыми (Са₂+–Na+).

Классы водной миграции характеризуются формулами типоморфных элементов и соединений, в которых на первом месте стоят типоморфные элементы автономных, на втором — подчиненных ландшафтов. Так, формула степных содовых ландшафтов: Са₂+, Na+– ОН+ ; лесных заболоченных: Н+, Н+– Fe₂+ и т.д.

Третья группа — это условия, определяемые интенсивностью механической миграции веществ и характером горных пород, что связано, в основном, с расчлененностью рельефа (углы наклона, проницаемость почв, рыхлых отложений и кор выветривания и др.) и литологическими особенностями горных пород (пески, глины, массивные породы).

Миграционная структура ландшафта формируется в результате сложных сочетаний ландшафтно-геохимических условий: биоклиматических и литолого-геоморфологических. Она определяется сочетанием двух основных миграционных потоков: вертикально направленного радиального (R), осуществляющего обмен веществом между ярусами геохимического ландшафта, и латерального — склонового и внутрипочвенного (L) потоков в сопряженных системах "автономный ландшафт — подчиненный ландшафт".

Радиальные и латеральные потоки имеют разную геохимическую контрастность, их соотношение образует фоновую миграционную геохимическую структуру ландшафта. Выделяются 3 основных типа миграционных структур:

R > L — радиальная миграция более интенсивна, чем латеральная; характерна для таежных ландшафтов с высоким климатическим потенциалом, на субстратах с высокой проницаемостью (пески, щебнистые породы) и с пологими формами рельефа;

R = L — примерно одинаковая интенсивность радиальной и латеральной миграции; характерна для широкого спектра ландшафтов от лесотундры до степей, низменных аккумулятивных равнин со слабо расчлененным рельефом;

R < L — радиальная дифференциация меньше латеральной миграции; характерна для ландшафтов расчлененных возвышенных равнин и плато с покатыми и крутыми склонами на плотных консолидированных породах.

Иной тип миграционных структур присущ заболоченным ландшафтам с застойным водным режимом и близким залеганием грунтовых вод или верховодки — "W". Для локальных миграционных потоков, связанных с микрорельефом и особыми режимами увлажнения используются комбинации символов r, 1 и w:

r, 1 — миграционные структуры равнинных субаридных степных и полупустынных ландшафтов, с низким и очень низким климатическим потенциалом, со слабыми радиальными и латеральными миграционными потоками и наличием испарительной концентрации солей;

r, 1, w — миграционные структуры равнинных тундровых ландшафтов с преобладанием разнонаправленной криогенной миграции.

Все выделенные миграционные структуры ландшафта являются интегральными характеристиками геохимических ландшафтов.

Ландшафтно-геохимические процессы — это совокупность процессов миграции и концентрации вещества в ландшафтах, обуславливающих их геохимическую дифференциацию. Ландшафтно-геохимические процессы делятся на собственно миграционные, обеспечивающие перемещение и вынос веществ в ландшафтах, и миграционно-аккумулятивные процессы, приводящие в основном к аккумуляции веществ. Разделение всех ландшафтно-геохимических процессов на эти две группы достаточно условно, т.к. между ними есть много переходных разностей.

Миграционные процессы в зависимости от формы миграции делятся на водные, мерзлотные, эоловые, склоновые и зоогенные. На территории России наиболее распространены процессы водной миграции. В зависимости от величины коэффициента увлажнения выделяются три категории интенсивности водной миграции. Криогенная миграция связана с радиальным перемещением вещества к фронту промерзания и его латеральной дифференциацией при солифлюкции. Склоновые миграционные процессы протекают в результате водной эрозии, оползневой, осыпной и обвальной дифференциации веществ. Подчиненное значение на территории России имеют эоловые процессы и зоогенное перемешивание почв.

Миграционно-аккумулятивные процессы приводят к формированию органических, органо-минеральных и минеральных новообразований в почвах, корах выветривания и континентальных отложениях. В ландшафтах наиболее широко распространены:

Детритогенез — накопление неразложившихся и полуразложившихся остатков растений и образование лесных подстилок, торфа, сапропеля.

Хелатогенез — образование и накопление в ландшафтах ненасыщенных подвижных органоминеральных соединений железа,алюминия, марганца с фульвокислотами и бурыми гуминовыми кислотами.

Кальцитогенез — образование и накопление кальцита, формы его проявления весьма разнообразны. Кальцит накапливается в клетках живых организмов, в растительных остатках, осаждается на дне водоемов. Кальцитогенез сопровождает процессы выветривания и почвообразования.

Галогенез — аккумуляция легкорастворимых солей.

Глеегенез — процесс, протекающий в ландшафтах с водозастойным режимом, проявляется в образовании восстановленных соединений железа, марганца и других элементов с переменной валентностью.

Геохимические ландшафты речных долин своеобразны, поэтому, кроме интенсивности биологического круговорота для их характеристики, используется интенсивность водообмена, связанная с гидрологическим режимом рек, длительностью периодов половодья, зимней и летней межени. По соотношению миграции и аккумуляции в долинах реки разделены на горные и равнинные, а также дельты.

Таким образом, каждый тип геохимического ландшафта, описывается большим набором показателей. Например, ландшафты южнотаежных равнин (Подмосковье), формирующиеся на рыхлых четвертичных отложениях, характеризуются замедленным водообменом, очень высоким потенциалом миграции, умеренно-интенсивным биологическим круговоротом с биопродукцией 11–16 т/га/год, запасами фитомассы 300–400 т/га, содержанием органически веществ в почвах 150–200 т/га, с кислым и кислым глеевым классом водной миграции и близким соотношением контрастности R и L миграционных потоков. Преобладает интенсивная водная миграция, характерны процессы детрито-, хелато-, глее- и оксидогенеза.