Скачать презентацию Лекция 2 Ландшафтно-геохимические системы I. Скачать презентацию Лекция 2 Ландшафтно-геохимические системы I.

2_Landshaftno-geokhimicheskie_sistemy.ppt

  • Количество слайдов: 92

Лекция 2 Ландшафтно-геохимические системы Лекция 2 Ландшафтно-геохимические системы

I. Элементарные ландшафтно- геохимические системы Элементарный ландшафт в своем типичном проявлении должен представлять I. Элементарные ландшафтно- геохимические системы Элементарный ландшафт в своем типичном проявлении должен представлять один определенный тип рельефа, сложенный одной породой или наносом и покрытый в каждый момент своего существования определенным растительным сообществом. Все эти условия создают определенную разность почвы и свидетельствуют об одинаковом на протяжении элементарного ландшафта развитии взаимодействия между горными породами и организмами ( по Б. Б. Полынову).

Автономный (элювиальный) Автономный Аккумуля- тивно- Субаквальный элювиаль- ный Надводный (суперакваль- ный) Уровень грунтовых Автономный (элювиальный) Автономный Аккумуля- тивно- Субаквальный элювиаль- ный Надводный (суперакваль- ный) Уровень грунтовых вод - поступление вещества в ландшафт (из атмосферы, грунтовых вод) -удаление веществ из ландшафта в атмосферу, грунтовые и поверх- ностные воды Основные типы элементарных ландшафтов ( по Б. Б. Полынову с дополнениями М. А. Глазовской)

Радиальная структура ландшафта • Ах, Вх – коэффициенты биологического и биогеохимического поглощения; • Радиальная структура ландшафта • Ах, Вх – коэффициенты биологического и биогеохимического поглощения; • R – коэффициент радиальной дифференциации: R= Сi горизонт/ Сi порода

Биогеохимические коэффициенты • Ах= lx / nx - коэффициент биологического поглощения (А. И. Биогеохимические коэффициенты • Ах= lx / nx - коэффициент биологического поглощения (А. И. Перельман) • lx - содержание элемента х в золе растения; • nx - в горной породе или почве. • Вх = ах / mx - коэффициент биогеохимической подвижности (Н. С. Касимов) • ах - содержание элемента х в сухом веществе • растений; • mx - содержание подвижных форм элемента х в почве.

II. Каскадные ландшафтно-геохимические системы • Геохимический ландшафт – это парагенетическая ассоциация сопряженных элементарных ландшафтов, II. Каскадные ландшафтно-геохимические системы • Геохимический ландшафт – это парагенетическая ассоциация сопряженных элементарных ландшафтов, связанных между собой миграцией элементов (по А. И. Перельману). • Каскадные ландшафтно-геохимические системы (КЛГС) – это такие парагенетические ассоциации ЭЛГС, целостность которых определяется потоками вещества, энергии и информации от верхних гипсометрических уровней рельефа к нижним (по М. А. Глазовской).

ГЕОХИМИЧЕСКИЙ ЛАНДШАФТ Центр ландшафта ПРИЗЕМНАЯ АТМОСФЕРА БИОЦЕНОЗ КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ ПОЧВЫ ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ ИЛ ГЕОХИМИЧЕСКИЙ ЛАНДШАФТ Центр ландшафта ПРИЗЕМНАЯ АТМОСФЕРА БИОЦЕНОЗ КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ ПОЧВЫ ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ ИЛ КОРЕННЫЕ ПОРОДЫ КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ Типы связей прямые обратные Нижняя граница био- современного косные ландшафта воздуш- био- водные и водные тические воздушные

Направления развития катенарной концепции Первое определение (Милн, 1935) Почвенное Почвенно- Ландшафтно- направление геохимическое Направления развития катенарной концепции Первое определение (Милн, 1935) Почвенное Почвенно- Ландшафтно- направление геохимическое направление факторно- субстантивно- факторно- структурно- классификационное процессное миграционное (Фридланд, 1962) миграционное (Глазовская, 1962) 1964) почвенно- 2007) инвентаризационное (Урусевская, 1990) балансовое изопотенциально- (Зоммер, векторное Шлихтинг, (Касимов, 1997) Герасимова, Богданова, Гаврилова)

Катена как форма организации элементарных ландшафтно- геохимических систем • Парадигма Милна-Полынова о катенарной Катена как форма организации элементарных ландшафтно- геохимических систем • Парадигма Милна-Полынова о катенарной сопряженности почв и ландшафтов

Закон пространственной геохимической сопряженности ландшафтов Полынова: Потоки вещества в ландшафтах имеют системообразующее значение и Закон пространственной геохимической сопряженности ландшафтов Полынова: Потоки вещества в ландшафтах имеют системообразующее значение и определяют их геохимическую структуру.

Почвенное направление катенарной концепции факторно- почвенно- классификационное инвентаризационное (Фридланд, 1962) (Урусевская, 1990) Смена Почвенное направление катенарной концепции факторно- почвенно- классификационное инвентаризационное (Фридланд, 1962) (Урусевская, 1990) Смена почв по мезорельефу – сочетания или вариации Почвенные катены Нечерноземной зоны РФ

Почвенно-геохимическое направление катенарной концепции субстантивно-процессное (Глазовская, 1962) балансовое (Зоммер, Шлихтинг, 1997) Концептуальная балансовая Почвенно-геохимическое направление катенарной концепции субстантивно-процессное (Глазовская, 1962) балансовое (Зоммер, Шлихтинг, 1997) Концептуальная балансовая модель выноса и накопления элементов (a, b, c) в почвах. Разные объемы (х) элементов определяют типы катен выщелачивания (L 1, L 2, L 3) при миграциях в растворах Почвенно-геохимические сопряжения

Ландшафтно-геохимическое направление катенарной концепции структурно-миграционное (Глазовская, 2007) факторно- изопотенциально- миграционное векторное (Глазовская, 1964) Ландшафтно-геохимическое направление катенарной концепции структурно-миграционное (Глазовская, 2007) факторно- изопотенциально- миграционное векторное (Глазовская, 1964) (Касимов, Герасимова, Богданова, Гаврилова) Каскадная ландшафтно- Миграционные геохимическая потоки в системе система элементарных Типы геохимических сопряжений ландшафтов автономных и подчиненных элементарных ландшафтов

Принципы географо-геохимической систематики почвенно-геохимических катен Принципы географо-геохимической систематики почвенно-геохимических катен

I. Почвенные катены Нечерноземной зоны (Урусевская , 1990) Группировка катен: 1) состав компонентов почвенного I. Почвенные катены Нечерноземной зоны (Урусевская , 1990) Группировка катен: 1) состав компонентов почвенного покрова в зависимости от литологии пород и генетического типа рельефа; 2) закономерности смены почв по мезорельефу с отражением положения гидроморфных почв (автономное или подчиненное); 3) главные факторы дифференциации почв в катене: специфика пород, эрозионные процессы, увлажнение, глубина грунтовых вод, перераспределение поверхностных вод.

Группировка почвенных катен Нечерноземной зоны • Класс и подкласс – главные факторы дифференциации Группировка почвенных катен Нечерноземной зоны • Класс и подкласс – главные факторы дифференциации почв в катенах; • Группа – положение почв в геохимическом ландшафте; • Тип – состав компонентов почвенного покрова; • Разновидность – гранулометрический состав почвообразующей породы; • Разряд – генетический тип рельефа.

Пример Класс Подкласс Группа Тип Разновид- Разряд ность Увлажненно- Поверх- Автономно- Болотно- Двучленные Пример Класс Подкласс Группа Тип Разновид- Разряд ность Увлажненно- Поверх- Автономно- Болотно- Двучленные Моренные литогенно- ностно- гидромор- глеепод- дифферен- увлажнен- фные золисто- цированные контактно -глееватые Болотно- Моренно- цокольные подзоли- сто- контактно -глееватые Автономно- Полуболот Алювиально полугидро- но-под- -зандровые и морфные золисто- моренные контактно -глееватые Поверх- Подчинен- Буроземно- ностно- и но- Песчано- Гляциально- грунтово- гидроморфн подзолисто глинистые цокольные увлажнен- ые -болотные (средние и кислые породы) Подчинен- Подбуро- Песчано- Гляциально- но- буроземно- супесчаные цокольные полугидро- дерново- (основные морфные глеевые породы)

Пб. Т Пб. Т

II. Географо-геохимическая систематика катен Таксономическая Критерии выделения единица Группа Принадлежность к ландшафтной зоне II. Географо-геохимическая систематика катен Таксономическая Критерии выделения единица Группа Принадлежность к ландшафтной зоне Подгруппа Сочетания автономных и подчиненных ландшафтов в пределах каждой группы Разряд Положение в речном бассейне (автохтонное, аллохтонное, порядок бассейна) Тип Монолитность или гетеролитность Подтип Литогеохимические особенности почвообразующих пород в пределах типа Семейство Миграционная структура, обусловленная строением рельефа, литологией, характером поверхностного, внутрипочвенного и грунтового стока Класс Дифференциация щелочно-кислотных и окисли- тельно-восстановительных условий в системе: автономный ландшафт-подчиненный ландшафт Род Степень геохимической контрастности катен Вид Соотношение литогеохимической и латерально- миграционной дифференциации вещества (сопряжен- ное, конвергентное, дивергентное) Разновидность Характер распределения химических элементов по катене (транзитно-аккумулятивный, аккумулятивно- элювиальный и т. д. )

ГРУППА - принадлежность к ландшафтной зоне ПОДГРУППА - сочетания автономных и подчиненных ландшафтов ГРУППА - принадлежность к ландшафтной зоне ПОДГРУППА - сочетания автономных и подчиненных ландшафтов в пределах каждой группы

Подгруппы почвенно-геохимических катен Условия миграции Подгруппы катен автономные подчиненные Почвы Горно–лесная Лесные, кислые Подгруппы почвенно-геохимических катен Условия миграции Подгруппы катен автономные подчиненные Почвы Горно–лесная Лесные, кислые и слабокис- Лесные, луговые, слабокислые и (лес→лес) лые окислительные с дерно- нейтральные, окислительные и во-подзолистыми и серыми восстановительные с солодями, лесными почвами торфяно-глеевыми и луговыми почвами Лесостепная Лесные слабокислые и нейт- Луговые и степные, нейтральные и (лес→степь) ральные окислительные с се- щелочные, окислительные и восста- рыми лесными почвами, вы- новительные с луговыми солодями, щелоченными и оподзолен- торфянисто-глеевыми и луговыми ными черноземами почвами Колочно-долинная Степные, щелочные окисли- Лесные и лугово-болотные, слабо- тельные с черноземами кислые и нейтральные, восстанови- и колочно-западинная (степь→лес) тельные с глеевыми солодями и лу- гово-болотными почвами Степная и сухостепная Степные и сухостепные, ней Степные и лугово-степные, щелоч- тральные и щелочные, окис- ные окислительные и восстанови- (степь→степь) лительные с черноземными тельные с лугово-каштановыми и и каштановыми почвами луговыми почвами, солонцами 22

РАЗРЯД • Автохтонный • Аллохтонный РАЗРЯД • Автохтонный • Аллохтонный

ТИП Монолитные и гетеролитные катены Монолитный ландшафт гранитного массива Грунтовые воды Гетеролитный ландшафт ТИП Монолитные и гетеролитные катены Монолитный ландшафт гранитного массива Грунтовые воды Гетеролитный ландшафт массива, сложенного вулканогенно-осадочной толщей Грунтовы е воды

ПОДТИП - литолого-геохимический состав почвообразующих пород (суглинистые, суглинисто-песчаные и др. ) ПОДТИП - литолого-геохимический состав почвообразующих пород (суглинистые, суглинисто-песчаные и др. )

Э ТЭа TSaq Почвообразующие породы Покровные Моренные суглинки Делювиальные Аллювиальные суглинки суглинки Дерново-слабо- Э ТЭа TSaq Почвообразующие породы Покровные Моренные суглинки Делювиальные Аллювиальные суглинки суглинки Дерново-слабо- Почвы подзолистая Дерновая на смытой Дерновая Пойменная подзолистой дерновая глеевая Растительное сообщество Березово-осиновое снытьево-осоковое Березово-осиновое Крапивно- копытнево-про- лесниковое осоковое Монолитная суглинистая водораздельно-балочная катена склона Чолоховской балки

Э ТЭ TSaq ТЭа. Saq ТЭ Почвообразующие породы Флювиогляциальные бескарбонатные пески Аллювиальные карбонатные Э ТЭ TSaq ТЭа. Saq ТЭ Почвообразующие породы Флювиогляциальные бескарбонатные пески Аллювиальные карбонатные пески Почвы Дерново-слабо- Пойменная подзолистая Дерновая Дерново-среднеподзолистая дерново- карбонатная Растительное сообщество Сосновое подмаренниково-манжетковое Разнотравно- злаковый луг Монолитная песчаная водораздельно-долинная катена левого берега р. Протвы

СЕМЕЙСТВО Типы геохимических сопряжений с преобладанием химического стока (по М. А. Глазовской) водно СЕМЕЙСТВО Типы геохимических сопряжений с преобладанием химического стока (по М. А. Глазовской) водно – поверхностно-почвенный Грунтовые воды водно – грунтовый Грунтовые воды

водно – поверхностно-почвенно-потускулярный Грунтовые воды водно – поверхностно-почвенно-грунтовый Грунтовые воды водный почвенно-грунтовый Грунтовые воды водно – поверхностно-почвенно-потускулярный Грунтовые воды водно – поверхностно-почвенно-грунтовый Грунтовые воды водный почвенно-грунтовый Грунтовые воды

Типы геохимических сопряжений с преобладанием механического стока (по М. А. Глазовской) водно-почвенно-солифлюкционный Мерзлый Типы геохимических сопряжений с преобладанием механического стока (по М. А. Глазовской) водно-почвенно-солифлюкционный Мерзлый горизонт водно-почвенно-эрозионный Направление перемещения солифлюкционных масс Делювиальный нанос

гравитационно-осыпной Грубообломочный Коренные породы материал осыпей дефляционный Песок гравитационно-осыпной Грубообломочный Коренные породы материал осыпей дефляционный Песок

Правило типоморфности • Условия миграции в ландшафте, как правило, определяют немногочисленные типоморфные (ведущие) Правило типоморфности • Условия миграции в ландшафте, как правило, определяют немногочисленные типоморфные (ведущие) химические элементы, ионы и соединения – Ca, H, Fe, S, Cl и др. Принцип подвижных компонентов Перельмана n Геохимические особенности ландшафта определяются элементами с высокими кларками, наиболее активно мигрирующими и накапливающимися в данном ландшафте. Геохимическая систематика ландшафтов (кислые, кальциевые и т. д. ), эпигенетических процессов, геохимических барьеров, илов, вод, почв, отложений. 32

Основные классы водной миграции химических элементов в ландшафтах Щелочно- Типоморфные Типоморфные воздушные мигранты Основные классы водной миграции химических элементов в ландшафтах Щелочно- Типоморфные Типоморфные воздушные мигранты и кислотные водные О 2 СО 2(CH 4) H 2 S окислительно-восстановительные условия мигранты Сильно- H+, SO 42 -, Al 3+, I. Сернокислый XI. Сернокис- XVII. Серно- кислые Fe 3+ лое оглеение кислый сульфидный H+, Cl-, Al 3+, Fe 3+ II. Солянокислый --- H+ , III. Кислый (Н+) XII. Кислый XVIII. Слабокислые органические IV. Кислый на глеевый Кислый кислоты, HCO 3 - кварцевых песках (Н+ - Fe 2+) сульфидный V. Кислый переходный к(H+-Ca 2+) кальциевому Нейтральные Ca 2+(Na+, Fe 2+) VI. Кальциевый (Са) XIII. Карбонатн XIX. Нейтральн и слабо- VII. Кальциево- ый глеевый ый щелочные натриевый(Са 2+-Na+) (Са 2+-Fe 2+) карбонатный, сульфидный Cl-, Na+, SO 42 -, IX. Соленосный XIV. Соленос- ХХ. Соленос- Ca 2+, SO 42 - (Na+-Cl—SO 42 -) ный глеевый но- VIII. Гипсовый XV. Гипсовый сульфидный глеевый (Na+ - H 2 S) Сильно- OH-, Na+, HCO 3 -, X. Содовый XVI. Содовый XXI. Содовый щелочные Si. O 2 (Na+-OH-) глеевый сероводород- 33 ный

Классы почвенно-геохимических катен ОВУ и Автономные почвы ЩКУ I. Кислородные II. Глеевые III. Классы почвенно-геохимических катен ОВУ и Автономные почвы ЩКУ I. Кислородные II. Глеевые III. Сероводородные р. Н Гетеро- 1. <3 2. 3 - 3. 6, 5 - 4. 1. <3 2. 3 - 3. 6, 5 4. 6, 5 8, 5 >8, 5 6, 5 - >8, 5 6, 5 -8, 5 >8, 5 номные 8, 5 почвы I. Кис- 1. <3 -- E 2, 1 E 3, 1 E 4, 1 A 5 E 6, 1 E 7, 1 E 8, 1 A 9 E 10, 1 E 11, 1 E 12, 1 ло- 2. 3 - D 1, 2 -- E 3, 2 E 1, 2 D 5, 2 A 6 E 7, 2 E 8, 2 D 9, 2 A 10 E 11, 2 E 12, 2 родные 6, 5 3. 6, 5 -8, 5 D 1, 3 D 2, 3 -- E 4, 3 D 5, 3 D 6, 3 A 7 E 8, 3 D 9, 3 D 10, 3 A 11 E 12, 3 4. D 1, 4 D 2, 4 D 3, 4 -- D 5, 4 D 6, 4 D 7, 4 A 8 D 9, 4 D 10, 4 D 11, 4 А 12 >8, 5 II. Глее- 1. <3 C 1 E 2, 5 E 3, 5 E 4, 5 -- E 6, 5 E 7, 5 E 8, 5 C 9 E 10, 5 E 11, 5 E 12, 5 вые 2. 3 - D 1, 6 C 2 E 3, 6 E 4, 6 D 5, 6 -- E 7, 6 E 8, 6 D 9, 6 C 10 E 11, 6 E 12, 6 6, 5 3. 6, 5 -8, 5 D 1, 7 D 2, 7 C 3 E 4, 7 D 5, 7 D 6, 7 -- E 8, 7 D 9, 7 D 10, 7 C 11 E 12, 7 4. D 1, 8 D 2, 8 D 3, 8 C 4 D 5, 8 D 6, 8 D 7, 8 -- D 9, 8 D 10, 8 D 11, 8 C 12 >8, 5 III. Се- 1. <3 B 1 E 2, 9 E 3, 9 E 4, 9 B 5 E 6, 9 E 7, 9 E 8, 9 -- E 10, 9 E 11, 9 E 12, 9 ро 2. 3 - D 1, 10 B 2 E 3, 10 E 4, 10 D 5, 10 B 6 E 7, 10 E 8, 10 D 9, 10 -- E 11, 10 E 12, 10 водо- 6, 5 род- 3. 6, 5 D 1, 11 D 2, 11 B 3 E 4, 11 D 5, 11 D 6, 11 B 7 E 8, 11 D 9, 11 D 10, 11 -- E 12, 11 -8, 5 ные 4. D 1, 12 D 2, 12 D 3, 12 B 4 D 5, 12 D 6, 12 D 7, 12 B 8 D 9, 12 D 10, 12 D 11, 12 -- >8, 5

Роды ландшафтно-геохимических катен Род Степень контрастности Вид контрастности Первый Слабая Биогенная Щелочно-кислотная Второй Роды ландшафтно-геохимических катен Род Степень контрастности Вид контрастности Первый Слабая Биогенная Щелочно-кислотная Второй Средняя Текстурная Испарительная Биогенная Окислительно-восстанови- тельная(кислотно-глеевая) Третий Сильная Щелочно-кислотная Текстурная Испарительная Биогенная Окислительно-восстанови- тельная(кислотно-сульфидная) Четвертый Очень сильная Щелочно-кислотная Текстурная Испарительная Биогенная

Виды и разновидности латеральной дифференциации элементов в катенах Латерально-миграционная дифференциация Литогеохимическая Аккумулятивный Монотонный Виды и разновидности латеральной дифференциации элементов в катенах Латерально-миграционная дифференциация Литогеохимическая Аккумулятивный Монотонный Транзитный дифференциация L>1, 3 0, 71, 3 (4; а, б) (7; а, б) Монотонный Аккумулятивно- Монотонный- Транзитно- (равномерное распределе- монотонный сопряженный монотонный ние), 0, 7

Мобилизация Аккумуляция Биогенная Кислый, глеевый, сорб- Выветривание силикатных аккумуляция, ционный геохимические пород, биогенная Мобилизация Аккумуляция Биогенная Кислый, глеевый, сорб- Выветривание силикатных аккумуляция, ционный геохимические пород, биогенная содовое выще- барьеры аккумуляция лачивание Ca, Na-HCO 3 Ca-Na, Na-OH H-Fe 2+, HCO 3 -Fe 2+, Ca-Fe 2+ Mo, C r, V, Y, Sc. . . Принципиальная схема мобилизации и аккумуляции микроэлементов в степных ландшафтах

КАТЕНЫ С НИСХОДЯЩИМИ И ВОСХОДЯЩИМИ ПОТОКАМИ А) С преобладанием нисходящих потоков Б) С уравновешенными КАТЕНЫ С НИСХОДЯЩИМИ И ВОСХОДЯЩИМИ ПОТОКАМИ А) С преобладанием нисходящих потоков Б) С уравновешенными потоками С) С преобладанием восходящих потоков Направление и интенсивность потока

Геоэкологические зоны побережья Каспийского моря Hm Зона отсутствия воздействия Зона косвенного Уровень нагонов Геоэкологические зоны побережья Каспийского моря Hm Зона отсутствия воздействия Зона косвенного Уровень нагонов (приливов) воздействия Уровень моря Зона прямого воздействия Уровень сгонов (отливов) Зона затопления

Латеральная структура ландшафта • L – коэффициент латеральной дифференциации: L= Сi подчиненный ландшафт Латеральная структура ландшафта • L – коэффициент латеральной дифференциации: L= Сi подчиненный ландшафт Сi автономный ландшафт ( по органогенным и минеральным горизонтам)

Фрагмент карты «Условия латеральной миграции…. » Фрагмент карты «Условия латеральной миграции…. »

Типизация катен пример почвенно-геохимических сопряжений Типизация катен пример почвенно-геохимических сопряжений

U в черноземах дисперсно-карбонатных основных типов катен аргунских ландшафтов U в черноземах дисперсно-карбонатных основных типов катен аргунских ландшафтов

Лесо-болотная катена среднетаежных ландшафтов (бассейн р. Заячья) Лесо-болотная катена среднетаежных ландшафтов (бассейн р. Заячья)

Лесо-болотная катена полесских ландшафтов (Озерная Мещера) Лесо-болотная катена полесских ландшафтов (Озерная Мещера)

Болотно-лесо-луговая катена аллювиально-зандровых ландшафтов в подзоне смешанных лесов Болотно-лесо-луговая катена аллювиально-зандровых ландшафтов в подзоне смешанных лесов

Факторы формирования катен Факторы формирования катен

Факторы формирования катен Факторы формирования катен

Ландшафтно-геохимические катены Ландшафтно-геохимические катены

Ландшафтно-геохимические катены Катены-трансекты Катены-площади Ландшафтно-геохимические катены Катены-трансекты Катены-площади

Правило геохимической общности (типологичности) ландшафтов • Генетически однотипные ландшафты, сформировавшиеся в близких физико- Правило геохимической общности (типологичности) ландшафтов • Генетически однотипные ландшафты, сформировавшиеся в близких физико- географических условиях, имеют сходную ландшафтно-геохимическую структуру.

Факторы катенарной организации ландшафтов Факторы катенарной организации ландшафтов

Концепция пространственной геохимической организации объектов (концепция геохимических полей и геохимических границ) Концепция пространственной геохимической организации объектов (концепция геохимических полей и геохимических границ)

• Ландшафт – это сложная геосистема, состоящая из многих пересекающихся и накладывающихся друг • Ландшафт – это сложная геосистема, состоящая из многих пересекающихся и накладывающихся друг на друга геохимических полей в его отдельных компонентах и подсистемах. ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Геохимические границы • Геохимический барьер – участки земной коры, в которых на коротком Геохимические границы • Геохимический барьер – участки земной коры, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация (А. И. Перельман, 1961)

Геохимические барьеры размер ы происхождение ГЕОХИМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ форма емкость механизм функционирование специализация закрепления Геохимические барьеры размер ы происхождение ГЕОХИМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ форма емкость механизм функционирование специализация закрепления

Геохимические барьеры Происхождение литогенные биогенные педолитогенные биолитогенные педогенные гидрогенные Геохимические барьеры Происхождение литогенные биогенные педолитогенные биолитогенные педогенные гидрогенные

Геохимические барьеры органо- минеральные окислительные органические (кислородные) восстановительные биогеохимические (глеевые) Механизм закрепления бессероводородные Геохимические барьеры органо- минеральные окислительные органические (кислородные) восстановительные биогеохимические (глеевые) Механизм закрепления бессероводородные кислотно-основные сероводородные карбонатные со сдвигом р. Н в кислые сорбционные значения содовые со сдвигом р. Н в щелочные хемосорбционные значения испарительные сорбционно- седиментационные

Геохимические барьеры Локализация в почвенном профиле в ландшафте напочвенные радиальные подпочвенные латеральные внутрипочвенные Геохимические барьеры Локализация в почвенном профиле в ландшафте напочвенные радиальные подпочвенные латеральные внутрипочвенные

Геохимические барьеры Режимы функционирования В почвенном профиле Во времени стабильные постоянные блуждающие временные Геохимические барьеры Режимы функционирования В почвенном профиле Во времени стабильные постоянные блуждающие временные

Геохимические барьеры Размер Форма Емкость макро сплошные малоемкие мезо прерывистые емкие микро локальные Геохимические барьеры Размер Форма Емкость макро сплошные малоемкие мезо прерывистые емкие микро локальные высокоемкие

Следствия: § Геохимические аномалии формируются на геохимических барьерах. § Геохимические барьеры формируются на Следствия: § Геохимические аномалии формируются на геохимических барьерах. § Геохимические барьеры формируются на границах сопряженных ландшафтов или подсистем ландшафта. § На более контрастных геохимических границах формируются более емкие геохимические барьеры.

Принцип квантованности типов ландшафтов Критерии разграничения биогеохимических полей (А. И. Перельман) Типы ландшафтов, Принцип квантованности типов ландшафтов Критерии разграничения биогеохимических полей (А. И. Перельман) Типы ландшафтов, выделяемые по соотношению биомассы и ежегодной продукции, четко ограничены друг от друга, т. е. «квантованы» . K=lg. П/lg. Б

Принцип устойчивости геохимических параметров миграции n Генетически однотипным ландшафтам свойственны сходные миграционные макроструктуры (Ф. Принцип устойчивости геохимических параметров миграции n Генетически однотипным ландшафтам свойственны сходные миграционные макроструктуры (Ф. И. Козловский).

Концепция ландшафтно- геохимических потоков и процессов Концепция ландшафтно- геохимических потоков и процессов

Концепции ландшафтно- геохимических процессов и потоков • Элементарные почвообразовательные процессы С. С. Неуструев Концепции ландшафтно- геохимических процессов и потоков • Элементарные почвообразовательные процессы С. С. Неуструев – И. П. Герасимов – М. А. Глазовская • Эпигенетические геохимические процессы А. И. Перельман • Элементарные ландшафтные процессы Ф. И. Козловский • Ландшафтно-геохимические процессы М. А. Глазовская

Элементарные почвообразовательные процессы Метаморфизм Накопление в Элювиально- Турбационное органических минеральной почвах иллювиальное перераспредел Элементарные почвообразовательные процессы Метаморфизм Накопление в Элювиально- Турбационное органических минеральной почвах иллювиальное перераспредел остатков, массы минеральных перераспределен ение накопление соединений ие минеральных почвенных органического и органических масс вещества в-в Торф Сапролити- Субаэральное Рассоление Криотурбации Подстилка зация обызвестко- Выщелачивание Педотурбации Гумус Кислотный вание карбонатов Зоогенные гидролиз Соленакоп- Лессиваж турбации Щелочной ление Осолонцевание гидролиз Гидрогенное Альфе- Окисление ожелезнение гумусовый Сегрегация Окремнение процесс Гидратация и Засоление дегидратация соединений Fe и Mn 68

• Эпигенетические геохимические процессы – вторичные (наложенные) геохимические процессы изменения пород, не преопределенные • Эпигенетические геохимические процессы – вторичные (наложенные) геохимические процессы изменения пород, не преопределенные предшествующими гипергенными процессами (сингенезом, диагенезом и др. ) (А. И. Перельман, 1968).

Эпигенетические геохимические процессы • Сульфидогенез • Глеегенез • Ожелезнение • Гумусонакопление • Изменение Эпигенетические геохимические процессы • Сульфидогенез • Глеегенез • Ожелезнение • Гумусонакопление • Изменение щелочно-кислотных условий • Галогенез

ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Миграционно-аккумулятивные Гуматогенез Хелатогенез Кальцитогенез Оксидогенез ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Миграционно-аккумулятивные Гуматогенез Хелатогенез Кальцитогенез Оксидогенез

ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Миграционно-аккумулятивные Детритогенез Глееегенез Пеплопады Галогенез ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Миграционно-аккумулятивные Детритогенез Глееегенез Пеплопады Галогенез

Эпигенетическое оглеение и распределение меди в верхне-пермских красноцветных отложениях Приуралья 1 -бурые глинистые Эпигенетическое оглеение и распределение меди в верхне-пермских красноцветных отложениях Приуралья 1 -бурые глинистые алевролиты, 2 -зеленовато-серые и голубовато-серые (оглеенные), глинистые алевролиты, 3 -голубовато-серые (оглеенные) песчаники с растительными остатками и малахитом, 4 -точки отбора проб и номера проб

Основные геохимические типы эпигенетических процессов (А. И. Перельман, 1968) Ряды по составу воздушных Основные геохимические типы эпигенетических процессов (А. И. Перельман, 1968) Ряды по составу воздушных мигрантов Ряды по окислительный составу восстановительный водных О 2 СО 2(CH 4) H 2 S мигрантов В породах, Восстанови- тельный содержащих не содержащих тельный без сероводород- сероводорода восстановители восстановителей (глеевый) ный (сульфидный) H+, SO 42 -, Сернокислое Сернокислый (Fe 2+, Zn 2+, Сернокислый ----- Cu 2+) оглеение сульфидный H+, HCO 3 -, Окисление Бескарбонат- Кислый органические кислыми Кислый кислоты водами ный глеевый сульфидный Ca 2+, Окисление Нейтральный Карбонат- Нейтральный HCO 3 -, нейтральными карбонатно- карбонатный Mg 2+ водами кальциевый ный сульфидный

Ландшафтно-геохимические процессы • Гидрогенез (по А. Е. Ферсману) – совокупность геохимических процессов в Ландшафтно-геохимические процессы • Гидрогенез (по А. Е. Ферсману) – совокупность геохимических процессов в зоне гипергенеза, связанных с проникновением воды в литосферу и сопровождающихся растворением, переносом и выпадением из растворов различных вадозных минералов. • Биогенез (по А. Е. Ферсману) – совокупность геохимических процессов, обусловленных созданием и разложением органического вещества в ландшафтах, биогенной миграцией и аккумуляцией химических элементов, приводящих к формированию биогеохимических барьеров.

Ландшафтно-геохимические процессы Процессы Ландшафты Субаэральные Супераквальные Аквальные Автотрофный Мезоморфные и Гигроморфные и Водные Ландшафтно-геохимические процессы Процессы Ландшафты Субаэральные Супераквальные Аквальные Автотрофный Мезоморфные и Гигроморфные и Водные биогенез ксероморфные гидроморфные планктонные и биоценозы бентосные биоценозы Детритогенез Подстилки, войлоки Сапропели Сухоторфянистые Влагонасыщенные горизонты торфянистые горизонты, торфяники Алюмо- Каолитиновые, каолинит-серицитовые древние коры силикатогенез выветривания, метосоматические замещения первичных алюмосиликатов вторичными Опалогенез Кремниевые фитолиты, присыпки аморфного Диатомовые илы, кремнезема в почвах и рыхлых отложениях, диатомиты кремниевые аккырши в песках, реликтовые и современные силкриты Кальцитогенез Известковые «бородки» , Луговой мергель, журавчики Обызвесткованные белоглазки, дутики, калкриты илы, известковые псевдомицелий биолиты (раковины моллюсков) Галогенез Гипсовые и реликтовые Солевые корки на Рапа, соленые илы, солевые горизонты поверхности почв, пропласты солей гипсовые и солевые в донных горизонты и рассеянные отложениях новообразования в 76 почвах и породах

Ландшафтно-геохимические процессы Процессы Ландшафты Субаэральные Супераквальные Аквальные Сульфидогенез Не проявляется Черные Гидротроилитовые илы, Ландшафтно-геохимические процессы Процессы Ландшафты Субаэральные Супераквальные Аквальные Сульфидогенез Не проявляется Черные Гидротроилитовые илы, гидротроилитовые ново-образования горизонты пирита, марказита Глеегенез Зеленовато-сизые, оливковые пятна и горизонты с Оглеенные илы со новообразованиями ферроферригидрита, сидерита скоплениями сидерита, и вивианита. вивианита Отбеленные глеевоэлювиальные горизонты в почвах, коре выветривания, рыхлых отложениях Оксидогенез Железомарганцевые Горизонты Озерные пленки загара, обохривания, железомарганцевые маловодные ожелезнения, руды окристаллизованные сцементированные оксиды железа и ортзанды, ортштейны марганца в древней (железомарганцевые ферсиаллитной коре хардпены) выветривания, диффузные и конкреционные новообразования в почвах Хелатогенез Алюмо-железисто-гумусовые горизонты в почвах, Озерные органожелезисто-марганцевые органожелезисто- марганцевые руды Конкреции, Органожелезисто- роренштейны марганцевые хардпены Гуматогенез Гумусовые горизонты в современных Содержащие гумус субаэральных и супераквальных почвах, донные отложения погребенные гумусовые горизонты и рассеянный гумас в рыхлых отложениях 77

• Гуматогенез (по М. А. Глазовской) – образование и накопление в ландшафтах наименее • Гуматогенез (по М. А. Глазовской) – образование и накопление в ландшафтах наименее подвижных, устойчивых органоминеральных производных гумусовых веществ – гуматов кальция, насыщенных кальцием комплексных гетерополярных соединений и насыщенных кальцием адсорбированных комплексов. Гуматогенез – геохимический процесс, свойственный ландшафтам кальциевого класса водной миграции. • Хелатогенез (по М. А. Глазовской) – образование и накопление в ландшафтах ненасыщенных комплексных алюмо- и железогумусовых кислот, их солей и адсорбированных комплексов. Хелатогенез характерен для ландшафтов кислого и кислого глеевого классов водной миграции.

Распространение ландшафтно-геохимических процессов в различных природных зонах (ландшафты – 1 – субаэральные, 2 -супераквальные) Распространение ландшафтно-геохимических процессов в различных природных зонах (ландшафты – 1 – субаэральные, 2 -супераквальные) 79

Ландшафтно-геохимические процессы Ландшафтно-геохимические процессы

Ландшафтно-геохимические процессы Ландшафтно-геохимические процессы

Ф. И. Козловский • Элементарные ландшафтные процессы • Ландшафтно-геохимические потоки (внешний и внутренний) Ф. И. Козловский • Элементарные ландшафтные процессы • Ландшафтно-геохимические потоки (внешний и внутренний) • Элементарные ячейки ландшафта • Миграционная структура геохимического ландшафта и ее соотношение с генетической однородностью ландшафта • Структурно-функциональная и математическая модель миграционных ландшафтно-геохимических процессов • Принцип максимального миграционного взаимодействия Ф. И. Козловского

Эволюционно-геохимическая концепция Эволюционно-геохимическая концепция

Закон прогрессивного развития верхней оболочки нашей планеты • Прогрессивное развитие верхней оболочки нашей планеты Закон прогрессивного развития верхней оболочки нашей планеты • Прогрессивное развитие верхней оболочки нашей планеты осуществляется через систему последовательных геохимических циклов – тектономагматических и биосферных (А. И. Перельман)

• Правило цикличности формирования коры выветривания Б. Б. Полынова • Эпигенетическая концепция А. • Правило цикличности формирования коры выветривания Б. Б. Полынова • Эпигенетическая концепция А. И. Перельмана. • Критерий эпигенетического минералого-геохимического диссонанса. • Концепция стадиальной гетерохронности и принцип стадиального фазового диссонанса почвенного покрова. • Принцип историко-геохимической эмерджентности или правило суммирования малых геохимических доз.

Принцип геохимического актуализма • Актуализм – метод познания геологического прошлого. Ландшафтно-палеогеохимические реконструкции: 1. Принцип геохимического актуализма • Актуализм – метод познания геологического прошлого. Ландшафтно-палеогеохимические реконструкции: 1. Суть геохимических реакций и минералообразования качественно не изменялась в истории Земли, испытывая лишь количественные трансформации. 2. С момента выхода жизни на сушу биогеохимические процессы качественно не изменялись.

Концепция эколого-геохимической устойчивости Концепция эколого-геохимической устойчивости

• Эколого-геохимическая устойчивость – это способность почв (природных систем) нейтрализовать отрицательные эффекты воздействия • Эколого-геохимическая устойчивость – это способность почв (природных систем) нейтрализовать отрицательные эффекты воздействия техногенных веществ или потенциал сохранения данной природной системой режима функционирования (М. А. Глазовская).

Правило загрязненности природных биокосных систем (правило загрязненности Глазовской) • Показателем нормального функционирования ландшафта является Правило загрязненности природных биокосных систем (правило загрязненности Глазовской) • Показателем нормального функционирования ландшафта является его биологическая продуктивность и качество создаваемой биологической продукции: уровень продуктивности не должен понижаться, в биомассе не должны накапливаться элементы в количествах, нарушающих жизненные функции организмов, в почвенной биоте должен сохраняться полезный генофонд.

Принцип соответствия Глазовской • Устойчивость природных систем по отношению к техногенным воздействиям определяется их Принцип соответствия Глазовской • Устойчивость природных систем по отношению к техногенным воздействиям определяется их характером, свойствами природных систем (геохимической структурой, функционированием) и типом ответных реакций последних на техногенные воздействия.

• Принцип геохимической совместимости Солнцевой • Правило стадиального диссонанса техногенно обусловленного развития ландшафтов • Принцип геохимической совместимости Солнцевой • Правило стадиального диссонанса техногенно обусловленного развития ландшафтов Ландшафтно-геохимические, почвенно-геохимические, биогеохимические серии, ряды и сукцессии

• Технобиогеомы – ландшафтно-геохимические системы, которые объединяются по сходному уровню устойчивости к однотипным • Технобиогеомы – ландшафтно-геохимические системы, которые объединяются по сходному уровню устойчивости к однотипным техногенным воздействиям (М. А. Глазовская)