Реферат: Западно-Сибирская тайга
Хвойные леса появились на
Земле в середине пермского периода около 250 миллионов лет назад. По Н.М.
Страхову, это была хвойно-гингковая тайга. Ее бик благоприятствовал кислой
миграции и сильному выщелачиванию почв. В современной кайнофитной тайге
сохранились многие черты этой мезофитной влажной тропической тайги.
Интенсивность кислого выщелачивания в обоих случаях близка, различие
заключается в емкости процесса. Если во влажном и теплом климате мезофита
кислое выщелачивание распространялось на всю почву и кору выветривания, то в
холодном климате современной тайги эти процессы охватывают лишь верхние десятки
сантиметров почвенного профиля — горизонты А1 и А2 (обычно менее 0,5 м, а в северной тайге местами даже менее 0,1 м).
2.2 Континентальная сибирская
тайга
На Ландшафтной карте СССР
М 1 : 2 500 000 подобные ландшафты показаны в Западной Сибири и частично в
Восточной Сибири (Енисейский кряж, Приангарье, Саяны). Таким образом, на карте
объединены немерзлотные и мерзлотные районы. Однако геохимическое значение
многолетней мерзлоты столь значительно, что сибирские таежные ландшафты мы
разделим на два самостоятельных отдела: таежно-мерзлотный и таежный без
многолетней мерзлоты
2.2.1
Таежный
без многолетней мерзлоты ландшафт
Данные ландшафты детально
изучены Е.Г. Нечаевой на Обь-Иртышском междуречье. По ее данным, биомасса
древесного яруса здесь достигает 3000 ц/га. Масса трав, естественно, много
ниже, но роль их в бике тем не менее значительна, особенно в круговороте Si, Al,
Ti, Mg, Ba, Sr, Pb, Cu. Говоря о вещественно-энергетической стороне бика, Е.Г.
Нечаева вводит понятие о его функциональном ядре, которым является
углеродно-кальциевый комплекс. Детально охарактеризована водная миграция,
которую автор трактует как функцию бика. Так, одна малая таежная река за год
выносит (в тоннах): органического вещества — 774, СаО — 546, Na2O — 218, MgO —
ПО, SiO2 — 108, SO3 — 51, К20 — 31, А12О3 — 11, Fe2O3 — 5, Р2О5 — 1,75 и МпО —
0,55 (средний расход воды за год — 0,2 м3/с, сухой остаток — 0,3
г/л).
Е.Г. Нечаева
охарактеризовала ландшафты кислого и кисло-глеевого классов, сформировавшиеся
на четвертичных отложениях. Это несколько видов, относящихся к I роду (плоские
равнины). К этому же роду относятся и весьма своеобразные ландшафты южной тайги
Зауралья в области древнего пенеплена, перекрытого маломощными четвертичными
отложениями. Неглубоко залегающие здесь изверженные и метаморфические породы и
их коры выветривания находятся в пределах ландшафта и во многом определяют его
геохимические особенности. Выделяются виды на древней коре выветривания, на
гранитоидах, на пегматитовых полях и др. Эту группу видов мы предложили
именовать мурзинскими ландшафтами (по селу Мурзинка — центру древнего горного
промысла, где в примитивных копях начиная с XVII в. шла добыча драгоценных
камней из пегматитовых жил. В Мурзинке изучал пегматиты А.Е. Ферсман).
Южнотаежные равнины
Западной Сибири не подвергались оледенению и пережили сложную историю. В
прошлом здесь был более сухой климат, ландшафт, вероятно, относился к
переходному (Н-Са) классу. В настоящее время карбонаты в четвертичных глинах и
суглинках залегают на глубине 2—3 м, в ландшафте много геохимических реликтов
(второй гумусовый горизонт в почвах и др.).
Особенно разнообразны
виды в ландшафтах II и III рода — сформировавшихся в условиях расчлененного
рельефа возвышенностей и гор. Отметим во II роде ландшафты Салаира и Кузнецкого
Алатау на древней коре выветривания, в III — ландшафты Алтая на метаморфических
и изверженных породах.
2.2.2
Таежно-мерзлотный
ландшафт
Больше всего развита
многолетняя мерзлота в северной и средней тайге Сибири. В Восточной Сибири она
встречается и в южно-таежных ландшафтах. Еще шире ореол мерзлоты был в
ледниковые эпохи, когда она распространялась не только на современные
южно-таежные районы, но на лесостепи и степи (например, в Центральном
Казахстане). Поэтому во многих немерзлотных ландшафтах встречаются реликты
эпохи многолетней мерзлоты.
Биомасса, ежегодная
продукция, самоорганизация и устойчивость мерзлотной тайги ниже, чем в
немерзлотной, однако соотношения между Б и П близки. К равен 0,53—0,54.
Миграция элементов в
многолетне мерзлом слое резко ослаблена, близкое его залегание от поверхности
уменьшает мощность ландшафта, резко сокращает подземный сток, благоприятствует
оглеению. Кроме льда мерзлые породы содержат и жидкую воду, не замерзающую при
отрицательной температуре. Такая вода мигрирует в сторону более низких
температур: зимой и осенью — к земной поверхности, весной и летом — в обратном
направлении. В результате вымораживания происходит выпадение солей, накопление
их в деятельном слое. Чаще всего это подвижные соединения Fe и Мп. При таянии
льда соли Са и Mg (хлориды, сульфаты, карбонаты) переходят в раствор, а Са
осаждается согласно известной реакции:
Са2+ + 2НСО3- X СаСО3 +
СО2 + Н2О
Этим некоторые авторы
объясняют низкое содержание Са и СО2 в маломинерализованных водах мерзлотных
районов, увеличение в них роли Na и Mg (иногда Mg > Са), формирование
гидрокарбонатно-натриевых вод.
Многолетнемерзлые толщи —
это не зона геохимического покоя, т.к. здесь протекают ионный обмен,
окислительно-восстановительные реакции, возможна и ослабленная миграция.
Гипергенез при низких температурах И.А. Тютюнов назвал криогенезом, для
которого характерны повышенная растворимость газов в водах (в том числе СО2 и
О2), понижение рН вод, усиление выщелачивания карбонатов. Миграция в мерзлых
толщах происходит в результате передвижения пленочной влаги и растворенных в
ней веществ, меньшее значение имеет диффузия. В мерзлых грунтах коллоиды
коагулируются, что приводит к накоплению в почвах и коре выветривания пылеватой
фракции — продукта агрегации. В результате сезонных криогенных процессов
выпучивается и сортируется по крупности каменный материал, поэтому в почвах с
поверхности залегает щебнистый горизонт, а под ним — суглинистый с щебнем. При
крайнем выражении этого явления образуются скопления крупнообломочного
(глыбистого) материала — курумы, геохимия которых детально изучена И.А.
Морозовой, Т.Т. Тайсаевым и другими исследователями. К этой же категории
явлений относится образование пятен медальонов, морозобойное растрескивание
почв. Даже на выположенных склонах (5—10°) развита солифлюкция, причем смещение
достигает многих сотен метров. В результате на рудных месторождениях формируются
оторванные ореолы рассеяния.
Маломощный деятельный
слой полностью охвачен почвенными процессами; в мерзлотных ландшафтах кора
выветривания часто совпадает с почвой. Низкая температура деятельного слоя
ослабляет работу микроорганизмов, избыточное увлажнение понижает интенсивность
бика, почвообразовательный процесс приобретает новые черты, формируются особые
типы мерзлотных почв — таежных ожелезненных, палевых таежных, мерзлотных
болотных и т.д.
Грунтовые воды в районах
сплошной мерзлоты превратились в лед, в связи с чем большую роль приобрел
поверхностный и внутрипочвенный сток. В руслах рек благодаря утепляющему
влиянию вод мерзлота часто залегает глубоко, и здесь возможно поступление в
долину подмерзлотных вод. В местах их разгрузки образуются наледи, с которыми
связан термодинамический барьер Н6—Н7. За счет понижения давления и выделения
СО2 в наледь поступают карбонаты Са, Mg, Fe и Мп. Летом после таяния льда на
поверхности почвы остаются соли. П.Ф. Швецов назвал такие пространства
наледными геохимическими полями, И.А. Морозова — наледными полянами. В районе
Удоканского месторождения медистых песчаников (Забайкалье) на этих полянах И.А.
Морозова установила комплексный окислительно-сорбционный геохимический барьер
(Си, Ag, Bi).
Стекающие по мерзлой
почве атмосферные воды растворяют большое количество органических веществ.
Поэтому поверхностные склоновые воды отличаются большой цветностью, малой
минерализацией (10—20 мг/л), низким рН (4,0—4,6) и резко выраженным преобладанием
в анионном составе SO42" (HCO3- почти нет). По В.Н.
Щетникову, после сильных
дождей почвы промываются столь энергично, что водные вытяжки так же мало
минерализованы, как атмосферные осадки. В половодье и при сильных паводках
речные воды также по общей минерализации не отличаются от атмосферных осадков.
В холодной воде органические соединения окисляются медленно, воды особенно
далеки от равновесия. Даже в горных районах реки имеют коричневую богатую РОВ
воду. По И.Б. Никитиной, ультрапресные воды мерзлотных ландшафтов Алданского
нагорья на силикатных породах содержат от 20 до 80 мг/л минеральных веществ,
среди которых преобладает Si, Ca, Mg и НСО3". РОВ (в основном
фульвокислоты) составляют от 10 до 75% растворенных веществ, причем
фульвокислот в 5 —10 раз больше, чем гуминовых кислот. Fe, Al, Ti, Mn, V, Си,
Ni, Zn и другие металлы мигрируют в коллоидной форме или в комплексах с
органическими кислотами, в то время как Si, Na, К, SO42" и С1-
преимущественно в форме истинных растворов. Основным геохимическим фактором,
определяющим подвижность и формы миграции элементов, а также рН и содержание
СО2, является растворенное органическое вещество. Между его содержанием и
количеством в водах Fe, Al, Cu, Zn существует прямая корреляция. Поэтому в
подобных условиях такие параметры элементов, как ионный радиус, валентность,
отходят на второй план: различные элементы, входя в состав РОВ, мигрируют с
близкой интенсивностью. Однако это лишь общая закономерность, которая может
нарушаться. Так, по Л.Г. Филимоновой, в нижней части элювиальных почв
таежно-мерзлотных ландшафтов Алданского нагорья развит окислительный барьер А2,
на котором осаждаются органоминеральные соединения. В связи с этим проникающие
глубже надмерзлотные воды бедны РОВ.
Подчиненные ландшафты в
кислой мерзлотной тайге представлены заболоченными лесами и болотами.
Почвенно-грунтовые и поверхностные воды — ультрапресные. В формировании их
ионного состава важная роль принадлежит атмосферным осадкам (особенно для С1 и
Na). Однако основное значение имеют процессы разложения растительных остатков.
С целью разработки рациональной методики геохимических поисков детально изучены
донные осадки (В.В. Поликарпочкин, М.А. Константинова, Э.Г. Абисалов, Г.А.
Белоголовов и др.).
Страницы: 1, 2, 3, 4 |