Биогеохимический параметр – относительное содержание химических элементов в видах, растущих в сопоставимых условиях (т. е. в одном элементарном ландшафте): ОСВР=СI/СТ, где СI – содержание элемента в изучаемом виде, а СТ – в эталонном. Содержание элемента в золе берѐзы плосколистной А.Л. Ковалевский принял равным 1 (эталон). Если ОСВР превышает 2,5, то такие растения относят к концентраторам, а если менее
0,4 – к деконцентраторам. Концентраторы: а) слабые (2,4 – 4,0); б) умеренные (4,0 – 25,0); в) интенсивные (25 – 400 и более). Деконцентраторы: а) слабые (0,4 – 0,25); б) умеренные (0,25 – 0,04); в) интенсивные (0,04 – 0,0025). Химический состав растений зависит от их систематического положения и геохимических особенностей ландшафта. Для некоторых элементов ОСВР не зависит от ландшафтных условий (А.Л. Ковалевский).
0,4 – к деконцентраторам. Концентраторы: а) слабые (2,4 – 4,0); б) умеренные (4,0 – 25,0); в) интенсивные (25 – 400 и более). Деконцентраторы: а) слабые (0,4 – 0,25); б) умеренные (0,25 – 0,04); в) интенсивные (0,04 – 0,0025). Химический состав растений зависит от их систематического положения и геохимических особенностей ландшафта. Для некоторых элементов ОСВР не зависит от ландшафтных условий (А.Л. Ковалевский).
Отношение концентрации элемента в сухом (минеральном) остатке воды к его концентрации в почвообразующих породах или почвах данного района (КВ). В ландшафте коэффициенты водной миграции элементов относятся друг к другу как интенсивности их миграции. Коэффициент водной миграции может устанавливаться для зоны гипергенеза в целом, для отдельных водоносных горизонтов и т.д.
Частное от деления содержания химического элемента в золе растения на его содержание в почвообразующей породе или в почве, на которой произрастает данное растение (Кб или Ax). Интенсивность биологического поглощения в ландшафте прямо пропорциональна коэффициенту биологического поглощения. Коэффициент биологического поглощения меняется в зависимости от фазы вегетации, возраста организма, почвы и других условий. В первом приближении все элементы можно разделить по глобальным значениям интенсивности биологического поглощения на две большие группы. К первой относятся те, концентрация которых в золе больше, чем в земной коре. Особенно активно захватываются B, Br, I, Zn и Ag, у которых Кб > 10. Для значительной части рассеянных элементов
10 > Кб > 1: Cu, Mo, Mn, Sr, Pb, Co, Ni и другие металлы. Их важная
физиологическая роль твѐрдо установлена или предполагается. Ко второй группе относятся элементы с низкой интенсивностью поглощения, имеющие Кб < 1. Некоторые из них присутствуют в земной коре преимущественно в формах, труднодоступных для растений (Ga, Zr, Ti, Y, La), другие токсичны и поэтому ограниченно поглощаются.
10 > Кб > 1: Cu, Mo, Mn, Sr, Pb, Co, Ni и другие металлы. Их важная
физиологическая роль твѐрдо установлена или предполагается. Ко второй группе относятся элементы с низкой интенсивностью поглощения, имеющие Кб < 1. Некоторые из них присутствуют в земной коре преимущественно в формах, труднодоступных для растений (Ga, Zr, Ti, Y, La), другие токсичны и поэтому ограниченно поглощаются.
Отношение содержания элемента в сухом веществе растений к его подвижным, доступным для растений воднорастворимым, солевым, органоминеральным формам, извлекаемым из почв слабыми растворителями (Bx). Данный показатель характеризует доступность элементов растениям и степень использования ими подвижных форм элементов, содержащихся в почве. Коэффициент биологического поглощения (Аx) отражает скорее потенциальную биогеохимическую подвижность элементов, более объективную картину даѐт коэффициент Bx. Значения Bx у большинства элементов обычно значительно выше, чем Аx (Н.С. Касимов).
Отношение содержания элемента в твѐрдой фазе аэрозоля (А) к кларку этого же элемента в гранитном слое континентальной земной коры (К): Ка=А/К. При формировании аэрозолей концентрация одних элементов в твѐрдых частицах аэрозолей возрастает на 1 – 2 математических порядка по сравнению с гранитным слоем литосферы (Cd, Pb, Zn), а других – слабо меняется (V, Ti). Считается установленным, что аэрозоли обогащаются в тропосфере определѐнными химическими элементами, поступающими в парогазовом состоянии. Сложную проблему представляет установление источников парогазового потока тяжѐлых металлов и близких им элементов с переменной валентностью (В.В. Добровольский).
Профиль, состоящий из горизонтов постепенного изменения гипогенных силикатов в гипергенные глинистые минералы, находящийся вне сферы почвенных процессов. По А.И. Перельману, это рыхлые продукты изменения горных пород, образующихся под почвой за счѐт поступающих из неѐ растворов. Для коры выветривания характерны широкое развитие процессов окисления и гидратации при отсутствии биогенной аккумуляции элементов под влиянием растений (А.И. Перельман, 1989). Начиная с верхнего палеозоя намечается несколько эпох глубокой почвенно-гипергенной трансформации вещества горных пород и образования кор выветривания. Их образование происходило в периоды длительной биостазии гумидных лесных фитоценозов. В последующие периоды рексистазии и энергичной эрозии коры выветривания размывались, а их минеральные компоненты входили в состав осадочных отложений. Интенсивность продуцирования сложных продуктов метаболизма биотой суши является важным фактором гипергенного преобразования кристаллических горных пород и образования коры выветривания. По содержанию элементов, наиболее влияющих на биологический круговорот, выделяют 4 группы почвообразующих пород (кор выветривания): 1) породы преимущественно лѐгкого состава с резко пониженным геохимическим фоном биологически важных элементов (аллювиальные и флювиогляциальные пески и супеси в гумидных зонах, кварциты и др.); 2) породы с околокларковыми содержаниями элементов – лессовидные покровные отложения, силикатные кислые, средние, основные породы и др.; 3) породы с повышенными содержаниями металлов, например ультраосновные;
4) породы с резко аномальными содержаниями элементов в районах месторождений. Различают природные и техногенные коры выветривания.
4) породы с резко аномальными содержаниями элементов в районах месторождений. Различают природные и техногенные коры выветривания.
Теория быстрых, порой катастрофических геохимических изменений свойств ландшафта, обусловленных изменениями факторов миграции токсичных химических элементов (колебания уровня грунтовых вод, кислотные дожди и др.), и связанных с ними последствий – мобилизации, рассеяния, концентрации токсикантов, ведущих к нежелательным экологическим эффектам (В. Стиглиани, Г. Хекстра и др.).
Различие поведения элементов (мобилизации, рассеивания и концентрации) в разных частях ландшафта или разных ландшафтов. Одни элементы обладают высокой контрастностью (Zn, U), другие – низкой.
Малоконтрастные элементы везде или энергично (S, Cl), или очень слабо (Zr, Th и т. д.) мигрируют. Мерой контрастности служит отношение коэффициентов водной миграции для разных процессов.
Малоконтрастные элементы везде или энергично (S, Cl), или очень слабо (Zr, Th и т. д.) мигрируют. Мерой контрастности служит отношение коэффициентов водной миграции для разных процессов.
Свойство ландшафта, вытекающее из системного подхода, важнейшими факторами которого являются биологический круговорот, рельеф, геологическое строение, техногенез; эти факторы связывают между собой все компоненты ландшафта и существенно видоизменяют их. В природных ландшафтах чем интенсивнее биологический круговорот атомов, тем больше когерентность ландшафта. Высокая степень когерентности характерна, например, для гумидных равнин, где растительность находится в полном соответствии с особенностями почв и вод. К ландшафтам с низкой когерентностью относятся, например, многие пустыни: состав почв здесь может быть слабо связан с деятельностью растительности. Понятие о когерентности применимо и к анализу техногенных ландшафтов. По сравнению с природными ландшафтами когерентность в них резко уменьшается при загрязнении окружающей среды.
Это воды, pH которых колеблется от 3–4 до 6,5; чаще всего их кислотность обусловлена разложением органических веществ, приводящим к поступлению в воду CO2, фульвокислот и других органических кислот. Если в горных породах мало подвижных сильных катионов, то кислотность нейтрализуется неполностью и в почвах и коре выветривания господствует слабокислая среда. В таких водах легко мигрируют металлы в форме бикарбонатов и комплексных соединений с органическими кислотами. Подобные воды распространены исключительно широко в гумидных ландшафтах.
Для подобных вод характерно присутствие свободного O2, поступающего из воздуха или за счѐт фотосинтеза водных растений. Eh выше 0,15 В, часто выше 0,4 В, Fe чаще всего находится в форме Fe3+. Кислородные воды обладают высокой окислительной способностью, в них действуют аэробные бактерии, окисляющие органические вещества до CO2 и H2O, происходит окисление и неорганических веществ. S, Cr, V, Se здесь имеют высокие степени окисления и образуют растворимые соединения – сульфаты, хроматы, ванадаты, селенаты. В ландшафтах с преобладанием окислительной среды эти элементы имеют высокую миграционную способность.
Находящиеся в почвенном поглощающем комплексе катионы (катионы твѐрдой фазы), способные к эквивалентному обмену на катионы раствора. Обменные катионы находятся на обменных позициях глинистых минералов и органического вещества, их состав сильно различается в почвах разных природно-климатических зон. В гумидных областях и тундровых, подзолистых, бурых лесных почвах, краснозѐмах и желтозѐмах среди этих катионов преобладают ионы Al3+, Al(OH)2+, Al(OH)2+ и H+. В аридных почвах – чернозѐмах, каштановых, серозѐмах – обменные катионы представлены преимущественно Ca2+ и Mg2+, а в засоленных почвах – также Na+. Во всех почвах среди обменных катионов всегда есть небольшое количество K+. Некоторые тяжѐлые металлы (Zn2+, Pb2+, Cd2+ и др.) могут присутствовать в почвах в качестве обменных катионов (К.К. Гедройц).