Формы миграции металлов в южнотаёжных ландшафтах (РГО)НИР

Metals fractions in southern taiga landscapes

Источник финансирования НИР

другие гранты РФ, Грант РГО

Этапы НИР

# Сроки Название
1 15 мая 2017 г.-31 декабря 2017 г. Формы миграции металлов в южнотаёжных ландшафтах
Результаты этапа: Проведены полевые работы. Выбрана типичная для Центрально-Лесного заповедника катена на лессовидных суглинках, подстилаемых моренными карбонатными суглинками. Получены данные об условиях миграции химических элементов, охарактеризованы уровни содержания металлов в основных горизонтах сопряженных почв.
2 1 января 2018 г.-14 мая 2018 г. Формы миграции металлов в южнотаёжных ландшафтах
Результаты этапа: 1. Исследован баланс соединений металлов в почвах типичной южнотаежной катены в Центрально-Лесном заповеднике. 2. Оценена подвижность металлов в дерново-подзолистых почвах таежной катены. Охарактеризовано радиальное и латеральное распределение подвижности металлов в дерново-подзолистых почвах южнотаежной катены. 3. Исследована зависимость элементного состава почв от их физико-химических свойств: величины рН, содержания гранулометрических фракций и углерода органических веществ. 6. Оценена почвенно-геохимическая дифференциация монолитной катены.
3 1 ноября 2018 г.-31 декабря 2018 г. Формы миграции металлов в южнотаёжных ландшафтах
Результаты этапа: Для выявления специфических черт химического состава различных растений А.П. Ковалевский (1969) предложил использовать специальный параметр – коэффициент ОСВР (относительное содержание химических элементов в видах растений), который оценивает степень отличия конкретного вида от эталонного, произрастающего в том же элементарном ландшафте. Вычисление коэффициента ОСВР проводилось отношением содержания элемента в изучаемом виде к его содержанию в эталонном. За эталон сравнения во всех исследуемых ландшафтах были приняты листья липы сердцевидной. Максимальный уровень биогеогеохимической дифференциации растений по видовому признаку, не выходит за пределы умеренного концентрирования или деконцентрирования элементов (за исключением сфагнума: Pb54,6; Ti38,3; Zr25,6;). В древесном ярусе относительно эталона сравнения наибольшее число элементов концентрируется в хвое ели обыкновенной и листьях клена остролистного, при этом, в автономном и трансэлювиальном ландшафтах хвоя ели обыкновенной обогащена Pb8-3,3> Сo6,4-4,6> Mn5,4-4,4, а листья клена остролистного - Cd4,7-6,9> Pb5,1. С увеличением гидроморфизма ландшафтов у ели обыкновенной отмечается относительное концентрирование Сo4,4 в переходном и Pb4 в переувлажненном ландшафтах, а Mn3,8-4,5, Сd3,4-8 и Zn2,5-4,8– у обоих видов в переходном ландшафте. По сравнению с липой сердцевидной и кленом остролистным, ель обыкновенная слабее накапливает Сu 0,4-0,7 и Zr0,5-1,3, причем концентрации этих элементов понижены незначительно, а с увеличением увлажненности почв хвоя ели обыкновенной деконцентрирует Сu0,4. Травянистый ярус в ландшафтах катены представлен как неморальными, так и бореальными видами. Большинство растений травянистого яруса, за исключением сфагнового мха, относительно эталонного вида являются деконцентраторами химических элементов (Cr, Ni, Cu, Sr). Однако травянистые растения концентрируют малоподвижные элементы Ti, Zr, а также Fe, Cd, Cr. Среди видов травянистого яруса кислица обыкновенная характеризуется наиболее пониженными концентрациями элементов. Концентратором наибольшего числа элементов является плюризональный вид ̶ орляк обыкновенный (Ti4,3-11,6; Fe1,2-4,7; Cr3,5-4,3; Zr3,8-8,9). В сфагновом мхе выявлено наибольшее относительное накопление элементов в золе (Pb54,6> Ti38,4> Zr25,6> Cr18,5> Fe6> Co3,3> Cd2,5> Ni2,4), что отмечено в работе (Markert, 1992).
4 1 января 2019 г.-31 октября 2019 г. Формы миграции металлов в южнотаёжных ландшафтах
Результаты этапа: Биогеохимическая дифференциация лесных сообществ катены определяется структурой фитоценозов. Большинство древесных пород изученных лесных сообществ катены в листьях накапливают Mn и Zn, а также Сo и Сd, в то время как растения травянисто-кустарничкового яруса относительно древесных концентрируют элементы с низкой биофильностью Ti, Fe, Zr, в отдельных случаях Cd и Cr. Сфагнум при низком содержании зольного остатка и макроэлементов (особенно К, P, S) выступает в качестве умеренного концентратора более широкого спектра элементов с относительно низкой биофильностью - Fe, Ti, Cr, Co, Zr и Pb. В распределении элементов по надземным органам древесных растений прослеживаются разные стратегии накопления: в широколиственных породах наибольшая концентрация элементов происходит в фотосинтезирующих органах растений, а в хвойной породе (ели обыкновенной) – в ветках и коре. Филогенетическая специализация определяет биогеохимическую активность в поглощении микроэлементов из почв. Растения древесного яруса – ель обыкновенная и клен остролистный, а также эдификатор в трансэлювиально-супераквальном ландшафте – сфагновый мох, характеризуются максимальной биогеохимической активностью. Среди растений травяно-кустарничкового яруса максимальную активность проявляют сфагнум, произрастающий в трансэлювиально-супераквальном ландшафте (БХА=109), звездчатка ланцетолистная (БХА=76-80) и листья черники обыкновенной (БХА=53-98). Вяз шершавый (БХА=6), хвощ лесной (БХА=7) и кислица обыкновенная (13-33) по величинам коэффициента БХА слабо участвуют в биогеохимических циклах микроэлементов. Aктивность поглощения микроэлементов меняется у растений одного вида в зависимости от условий местообитания и положения сообщества в катене. Ель обыкновенная активнее участвует в биологическом поглощении элементов в автономном ландшафте (БХА=108), а клен остролистный – в трансэлювиальном (БХА=156). Липа сердцевидная отличается наиболее стабильным поглощением микроэлементов из почв и слабыми пространственными вариациями микроэлементного состава зеленых органов (БХА=19-39). Листовой опад, поступающий на поверхность почв в конце вегетационного периода, не наследует элементный состав зеленых частей растений древесного яруса, а характеризуется более низкими концентрациями элементов, что свидетельствует о важности процессов ретранслокации химических элементов в растениях и консервации части элементов в их тканях. Скорости разложения мертвого органического вещества и мощности органогенных горизонтов почв зависят от гидротермических условий и биохимического состава разлагающихся остатков. В нижних звеньях катены создаются благоприятные условия для медленной деструкции и минерализации органического вещества, в результате чего происходит формирование торфянистых горизонтов. В автономном и трансэлювиальном ландшафте формируются лесные подстилки, в которых при ферментации опада происходит интенсивное накопление Ti, и Pb (Кт =10-16), умеренное – Cd, Fe, Co (Кт=4-10), и слабое – Mn, Ni, Cu (Кт=2-4). В конечном звене катены при трансформации опада в торфяной массе интенсивно накапливается только Pb, умеренно – Тi и Fe, слабо - Сu и Zn. Благодаря поступлению с отмершими растительными остатками в процессы биогенной аккумуляции в почвах активно вовлекаются Mn, Zn и Cd. В радиальном распределении для данных элементов прослеживается поверхностно-аккумулятивный тип распределения с максимальным накоплением в лесной подстилке и поверхностных грубогумусовых горизонтах автономного и транэлювиального ландшафта. Поглощение Mn, Zn и Cd растениями определяется количеством легкодоступных (водорастворимых и обменных) форм в почвах, для Mn характерно активное извлечение доступных форм элементов из корнеобитаемого слоя почв, наиболее явно проявляющееся в трансэлювиальном ландшафте (Bх= 12-206). Доступные формы Zn и Cd не так активно извлекаются растениями, коэффициент Вх для данных элементов близок к 1. В поглощении Cu (Bх=31-299) и Sr (Bх= 19-141) для всех растений отмечается дефицит содержания легкоподвижных форм в корнеобитаемом слое, а в поглощении Zr (Bх= 0,002-0,12) и Pb (Bх= 0,01-0,16), напротив, избыток, определяющий низкую биогеохимическую подвижность этих двух элементов в ландшафтах.
5 2 марта 2020 г.-31 декабря 2020 г. Формы миграции металлов в южнотаёжных ландшафтах
Результаты этапа:
6 1 января 2021 г.-28 февраля 2021 г. Формы миграции металлов в южнотаёжных ландшафтах
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".