Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Физико-географическая характеристика 8
1.1. Геологическое строение и формы рельефа 8
1.2. Климатические условия 16
1.3. Поверхностные воды острова 18
1.4. Растительность и почвенный покров 14
Глава 2 Методологические основы и методика 22
2.1. Исходные методологические положения 22
2.2. Методы исследований 22
2.2.1. Полевые исследования 22
2.2.2. Лабораторно-аналитические исследования 26
Глава 3 Почвы и почвообразующие породы . 28
3.1. Минералого-геохимическая характеристика почвообразующих пород 28
3.2. Морфология распространенных почв 40
3.3. Валовой химический состав 47
3.4. Физико-химические свойства 57
3.5. Органическое вещество 71
3.6. Геохимически активные формы элементов 80
3.6.1. Геохимически активные формы щелочных и щелочно земельных элементов 80
3.6.1.1.Водорастворимые формы 80
3. 6. 1. 2. Обменно-адсорбционные формы 93
3.6.2. Геохимически активные формы тяжелых металлов 104
3.6.2.1. Обменно-адсорбционные формы 104
3.6.2.2. Органоминералъные комплексы тяжелых металлов 111
Глава 4 Биогеохимические особенности растительности 117
4.1. Зольность и содержание щелочных и щелочноземельных металлов в растениях острова 117
4.2. Распределение рассеянных элементов в растительных группировках острова 126
4.3.Тяжелые металлы в растениях ландшафтов острова 132
Заключение 143
Литература
- Климатические условия
- Лабораторно-аналитические исследования
- Морфология распространенных почв
- Распределение рассеянных элементов в растительных группировках острова
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Океан оказывает значительное влияние на геосистемы суши, не только путем воздействия воздушных масс, переносящих тепло и влагу, но и путем мощного геохимического воздействия на ландшафты прибрежной полосы. Значительная роль океана как источника химических элементов и соединений, поступающих в наземные экосистемы, продемонстрирована в работах ряда исследователей (Безбородов и Еремеев, 1984, Виленский и Миклишанский, 1976, Добровольский, 1988, 1994, 2003, 2008, Chester, Stoner, 1974 и др.). Это влияние особенно выражено на океанических островах. Вместе с тем для ряда островов характерна интенсивная вулканическая деятельность и тектоническая активность (Замотаев, Таргульян, 1993, 1994). Изучение геохимии почв и ландшафтов, подверженных современному вулканизму, активно велось в пределах геосистем суши (Соколов, 1973, Карпачевский,1963, 1989 Ливеровский, 1959, Гольдфарб, 2005 и др), и практически не коснулось океанических островов. Однако очевидно, что формирование природы вулканических островов, происходящее в условиях сочетания влияния океана и вулканизма, приводит к возникновению геохимически специфичных геосистем и, что представляет безусловный интерес для теории геохимии ландшафта и доляою учитываться в практике экологического мониторинга.
Характерным объектом для изучения геохимической специфики ландшафтов вулканических океанических островов является самый юлсный остров Большой Курильской гряды - Кунашир. Исследование геохимического состояния природных ландшафтов данного острова позволяет оценить влияние различных факторов на геохимшо геосистем океанических вулканических островов и уточнить методику экологогеохимического мониторинга.
Цель работы заключается в изучении специфических черт геохимии ландшафтов острова Кунаышр и выявлении факторов их определяющих. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Провести комплексное ландшафтно-геохимическое исследование на острове.
2. Изучить химико-минералогический состава коренных и рыхлых почвообразующих пород о. Кунашир и провести их сравнение.
3. Уточнить морфологические и физико-химические характеристики почв острова.
4. Изучить содержание и соотношение геохимически активных форм щелочных и щелочно-земельных элементов в ландшафтах как важных показателей влияния океанических аэрозолей на ландшафты острова.
5. Выявить особенности содержания и распределения форм рассеянных элементов и тяжелых металлов в почвах острова.
6. Установить особенности перераспределения химических элементов в системе почва-растение в распространенных ландшафтах острова.
Объекты и методы исследований. Объектами исследования являлись главные компоненты ландшафтов острова Кзшашир: растения (более 200
образцов), почвы (более 100 и более 100 образцов генетических горизонтов), почвообразующих и коренных пород (более 50 образцов), собранные на протяжении полевых сезонов 2000, 2001, 2002 и 2003 годов.
Для определения содержания химических элементов в коренных породах, четвертичных покровных отложениях, образцах почв и растений применялся комплекс методов исследований, позволяющий полно решить поставленные задачи: рентген-флюоресцентный (более 100
элементоопределений), спектральный эмиссионный (более 200 элементоопредлений проб почв и растений), атомно-абсорбционный (более 400 элементоопределений), колориметрический (более 2000
элементоопределений). В образцах покровных отложений и почв проводилось определение физико- химических показателей принятыми методами и микроскопическое изучение обломочных фракций иммерсионным методом.
Научная новизна. В результате проведенных комплексных исследований впервые полз^ены сведения о геохимической специфике ландшафтов острова Кунашир, установлены особенности распределения различных химических элементов в коренных и четвертичных породах, почвах и растениях острова.
Практическая значимость работы. Данные о геохимии ландшафтов острова Кунашир могут служить для оценки эколого-геохимического состояния Юлшой грзшпы Курильских островов и быть рекомендованы для оптимизации мониторинга территории указанных островов и Государственного заповедника «Курильский».
Апробация работы и результатов исследований. Основные положения работы докладывались на заседаниях комиссии геохимии ландшафта РГО (2004, 2008), Полыновских чтениях на географическом факультете МГУ (2008), в рамках научных сессий МПГУ (2001, 2003, 2004, 2005,2007), а таюке на конференциях: 6-ая Пущинская школа-конференция молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2002), Всероссийская научно-практическая конференция «Гидроморфные почвы - генезис, мелиорация и использование» (Москва, 2002), 1-ая междз^ародная геоэкологическая конференция «Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами» (Тула, 2003), X КириллоМефодиевские чтения «Актуальные проблемы современной географии» (Смоленск, 2004), мелсдународная практическая конференция «Плодородие почв - уникальный природный ресурс - в нем будзлщее России» (СанктПетербург, 2008), IV международная конференция «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 2008).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы из 104 наименования, в том числе 7 на английском языке. Общий объем работы 153 страницы, включая 30 рисунков и 18 таблиц.
Благодарность. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю - доктору географических наук, заслуженному деятелю науки России, профессору В.В. Добровольскому, всем сотрудникам кафедры геологии и геохимии ландшафта и особенно доценту Л.В. Алещукину и доценту Е.В. Филатовой за помощь, содействие и поддержку на всех этапах проведения исследований. Автор благодарит кандидата технических наук, старшего научного сотрудника ГЕОХИ РАН И. А. Рощину, директора Государственного заповедника «Курильский» Григорьева Е.М. и сотрудников заповедника Н.А.. Еременко и И.А. Неведомскую. Автор также благодарит В.Д. Вайсенберга, А.Е. Апатенкову и А.В. Курченко за помощь в проведении полевых и аналитических исследований, а также всех, кто помогал и поддерживал его в выполнении этой работы.
Климатические условия
В климатическом отношении остров Кунашир относится к тихоокеанской области умеренного климатического пояса (Атлас..., 1967). На территории Сахалина и Курил выделяют несколько климатических областей. По этой схеме районирования остров Кунашир относится к Южно-Курильскому климатическому району с господством морского воздуха в течение всего года.
Формирование климата острова в значительной мере определяется: особенностью циркуляции атмосферы и температурным режимом соседних морских и океанических акваторий.
В зимнее время все Курильские острова находятся в зоне влияния тыловой части Алеутского барического минимума, поэтому преобладают северо-западные ветры, повторяемость которых в январе-феврале превышает 50%. В летний период в результате более интенсивного прогревания воздуха над Восточной Евразией формируются области пониженного давления, в то время как над более холодными Охотским морем и Тихим океаном устанавливается антициклональная циркуляция. Преобладают ветры юго-восточного направления. Однако в разных частях острова ветры отличаются значительной изменчивостью направлений, связанной с влиянием орографии.
В целом в течение года более 50% циклонов приходит на Курильские острова со стороны Приморья, Северного Китая и Монголии, в то время как почти 80% антициклонов в теплый период приходит с Северо-Востока Евразии (Курильские острова, 2004).
Характерной чертой климата северо-западной части Тихого океана являются тайфуны, зарождающиеся в тропических широтах и по параболическим траекториям приходящие на острова Российского Дальнего Востока. Большая часть тайфунов (72%) приходит с юго-запада из Японского моря (Атлас Сахалинской..., 1967).
Для острова Кунашир характерно преобладание ветреной погоды в течение всего года. Наименьшие скорости ветра наблюдаются в июле (2-5 м/с), а наибольшие - в январе (до 10 м/с). В среднем на Курильских островах наблюдается более 100 дней со штормовым ветром (более 15 м/с).
Годовой приход суммарной солнечной радиации в Южно-Курильске составляет 3613 МДж/м , 56% процентов которой приходится на дошо рассеянной радиации, что является следствием высокой облачности. Максимум месячных сумм суммарной радиации наблюдается в мае (449 МДж/м ), а минимум - в декабре (менее 150 МДж/м ). Эти показатели значительно меньше, чем на Сахалине и материковых частях Дальнего востока, расположенных в близких широтах. Поглощение поступающей солнечной энергии в значительной мере определяется характером подстилающей поверхности, альбедо которой в течение года колеблется от 19 до 66%. (Курильские..., 2004, Гидрометеорология..., 1998)
Годовой радиационный баланс для Южно-Курильска незначителен за счет большой облачности и составляет 1528 МДж/м . В зимний период радиационный баланс становится отрицательным и достигает минимума в январе (-29 МДж/м2). Продолжительность солнечного сияния - около 1600 часов в год. Количество облачных дней может достигать 180 в год. Температурный режим на острове в основном формируется под влиянием окружающих морских акваторий и атмосферной циркуляции. Влияние океана на Курильских островах проявляется в незначительных величинах годовых амплитуд температур (15С-23С), значительно меньших чем на Сахалине и материковой части Дальнего Востока. Переход среднесуточной температуры через ноль на Кунашире происходит в конце марта. Число дней со среднесуточной температурой выше +10 превышает 110. Сумма температур выше +10С составляет 1593 (Справочник..., 1970). Среднегодовая температура на острове составляет 4,7С; максимальная 31 С, минимальная -23С. Средняя температура января составляет -5,6С, августа (самого теплого месяца) -15,7С. Годовое количество осадков в Южно-Курильске - 1255 мм. Максимум выпадения осадков приходится на теплый период года. Среднемесячные значения влажности воздуха варьируются от 75 до 97%. Количество дней с влажностью более 90% в отдельные годы может достигать 300.
На Кунашире наблюдаются частые продолжительные туманы, возникновение которых связано с наличием у тихоокеанских берегов ветви холодного течения и участков активного апвелинга, где на поверхность поднимаются холодные глубинные воды. Количество дней с туманом может достигать 160, что составляет 1342 часа.
Лабораторно-аналитические исследования
Для достижения поставленных задач в образцах лав и покровных отложениях проводилось определение петрогенных (макро-) элементов и микроэлементов. Для образцов покровных отложений определялся их гранулометрический и минералогический состав.
В образцах генетических горизонтов почв проводилось определение гранулометрического состава, физико-химических свойств (рН водной и солевой вытяжки, значений Eh, суммы поглощенных оснований и гидролитической кислотности). Отдельно в образцах определялись водорастворимые и обменно-сорбционные формы щелочных и щелочноземельных металлов (кальция, магния, натрия и калия). Также определялась активная часть гумуса (фульвокислот и гуминовых кислот).
Наряду с этим в генетических горизонтах почв устанавливалось валовое содержание макро- и микроэлементов и геохимически активных форм (обменно-сорбционных, экстрагируемых 1н ацитатно-аммонийным буфером с рН 4,8, и связанных с активной частью гумуса - экстрагируются 1 н раствором Na4P2C 7) некоторых тяжелых металлов (марганца, цинка и меди). Образцы растений, отобранные в полевых условиях, в лаборатории просушивались в термостате при температуре 105С, затем измельчались, взвешивались и озолялись в муфельной печи при температуре около 450С. Тигли с озоленными растительными образцами охлаждают в эксикаторе и взвешивают, определяя зольность. Прокаленная зола растиралась и поступала на определение микроэлементов спектральным методом, а частично растворялась в 5% НС1 (Поповцева, 1974) для определения форм марганца, цинка и меди, а также щелочных и щелочно-земельных металлов. Валовой химический состав объектов исследований определялся рентген-флюорисцентным методом в лаборатории анализа вещества Института геохимии и аналитической химии РАН им. В.И. Вернадского. Микроэлементы в почвах, породах и растениях определялись методом спектрального анализа в ИГЭМ. Минералогический анализ преобладающих гранулометрических фракций почвообразующих пород осуществлялся в иммерсионных жидкостях на поляризационном микроскопе МИН-5. Геохимически активные формы марганца, цинка и меди в почвах, как и содержание этих элементов в растениях, определялись методом атомной абсорбции на приборе СПЕКТОР-3.5 в геохимической лаборатории кафедры геологии и геохимии ландшафта МПГУ. Определение щелочных и щелочно-земельных металлов, актуальной и гидролитической кислотности и гумуса проводился стандартными методами (Аринушкина, 1970, Ганжара и др, 2002 ). Полученные аналитические данные обрабатывались методом математической статистики (Дмитриев, 1995, Мидлтон., 2005) с использованием компьютерных программ Microsoft Excel и Statistica.
На большей части территории о. Кунашир коренные плиоцен-голоценовые вулканические породы перекрыты рыхлыми отложениями. Мощность этих отложений колеблется от нескольких сантиметров на вершинах хребтов до нескольких метров на пологих участках террас и у подножия положительных форм рельефа (Геология..., 1964).
Отложения имеют разнообразную окраску от белого, серо-зеленого и серо-сизого до черного и оранжево-охристого цвета. В разрезе встречаются многочисленные ярко-оранжевые прослои, которые в средних и нижних частях профиля порой образуют ярко-оранжевые слабосцементированные корки. Отложения делятся по цвету на три группы: темные (распространенные на севере и северо-востоке острова), серые (встречающиеся как в северной и центральной части, так и местами в южной части острова) и белые (преобладающие в южной части Кунашира, в частности на склонах и террасах кальдер вулканов Менделеева и Головнина). В целом белые отложения преобладают на территории Кунашира, однако на севере велики площади серых и темных (Добровольский и др., 2006).
Рыхлые покровные отложения территорий проявления современного вулканизма, по мнению большинства исследователей этих регионов, представлены пирокластическим материалом песчано-супесчаного, реже легко суглинистого механического состава. Подобные выводы следуют из работ как российских, так и зарубежных авторов (Соколов, 1967, 1973, Горбунов, 1978, Shoji et al, 1996, Takahashi et al, 2004). Однако следует отметить противоречие, присутствующее в указанных работах. Все авторы сходятся во мнении, что рыхлые продукты извержений являются весьма неустойчивыми в зоне гипергенеза. Так, Hans Jenny в работе «Factors of soil formation» (1941 (переводное издание на русском языке 1948)) приводит результаты исследований Van Baren, опубликованные в 1931 году. Исследованию подверглась почва и рыхлые отложения острова Лонг-Айленд в Зондском проливе, сформировавшиеся на пирокластическом материале, поступившем в результате извержения вулк. Кракатау (1883 г.). Было установлено, что за 45 лет, прошедших с момента извержения, произошло существенное изменение химического, механического и минералогического состава этих отложений.
Значительные изменения, по данным И. А. Соколова (1967), претерпевают в процессе гипергенеза и почвообразования вулканические пески и пеплы вулканов Камчатского полуострова: только 40% кремнезема, 30% алюминия и 15% железа от исходного содержания остаются в составе первичных минералов. Остальная часть этих элементов, по мнению И.А. Соколова, выносится за пределы коры выветривания и переводится в другие формы. Подобный вывод следует и из работ других авторов. (Гольдфарб, 2005, Карпачевский, 1989).
Морфология распространенных почв
Почвы Кунашира, несомненно, относятся к группе вулканических почв (Гладкова Г.А. и др, 1988, Классификация ..., 2004), но при этом в полной мере не отвечают распространенным представлениям об андосолях как о вулканических почвах с мощным темным горизонтом А. Судя по литературным данным (Захарина и др., 2003 Соколов, 1967, 1973), почвы острова также отличаются от вулканических почв Камчатки присутствием мощного дернового горизонта и хорошо выраженным горизонтом А1 с обильным грубым гумусом. Горизонты В характеризуются бурым и коричневым цветами (10 YR по шкале Мансела). Горизонты охристого цвета встречаются редко, а осветленные элювиальные горизонты отсутствуют.
По характеру соотношения генетических горизонтов профили почв острова можно разделить на две большие группы - простые и сложные. Простые профили приурочены к ландшафтно-геохимическим обстановкам лавового плато (преимущественно неполноразвитые профили), к низким и средневысотным террасам и обстановкам склонов (нормальные профили). Для ландшафтно-геохимических обстановок высоких абразионных террас и склонов вулканов характерны сложные полициклические профили. Ниже приведены описания характерных почв острова со сложным и простым строением профиля.
Разрез Р-01-01 заложен на абразионной террасе (около 80 м) на востоке острова севернее ручья Белкина. Поверхность ровная, слабонаклонная в направлении центральной части острова. Разрез заложен в автоморфных условиях в 300 м от вол но-прибойной зоны. Развита луговая разнотравная растительность с доминированием бамбучника (высотой около 60 см), также широко представлены: ястребинка, касатик, конский щавель, волжанка, местами шеломайник и рейнутрия. Ао, 0-2 см. Отмершие побеги и листья бамбучника разной степени разложенности. Ad, 2-15 см. Темно-серый, (10 YR 4/4) с буроватым оттенком, влажный, легкосуглинистый, мелкокомковатый, рыхлый, богат корнями и корневищами бамбучника, граница ровная, переход заметный по корням. А1, 15-28 см. Темно-серый (10 YR 2/3), влажный, среднесуглинистый, мелкокомковатый, плотнее вышележащего, богат корнями, граница - языковато-затечная, переход - ясный. Bh, 28-63 см. Буровато-коричневый (10 YR 4/6), с включением разноразмерных (от нескольких мм до нескольких см) обломков желто 42 серой пемзы, влажный, легкосуглинистый, комковато-порошистый, содержит одиночные корни. Граница - ровная, переход заметный. B, 63-68 см. Желтовато-бурый (10 YR 10/6), влажный, легкосуглинистый, комковато-порошистый, уплотненный, лишен корней, граница - ровная, переход ясный. C, 68-75 см. Желтовато-серый (7.5 Y 7/3), влажный, легкосуглинистый, бесструктурный, слабоуплотненный. Содержит многочисленные включения пемзового материала. Граница слабоволнистая, переход - резкий. А , 75-89 см. Темно-серый (10 YR 2/2), влажный, среднесуглинистый, среднекомковатый, плотный, присутствуют остатки корней, граница - волнистая, переход - ясный. ВУС, 89-108 см. В верхней части светло-бурый (10 YR 3/4), в нижней до желто-серого (7.5 Y 8/3), влажный, легкосуглинистый, бесструктурный, корни и растительные остатки отсутствуют, присутвуют включения пемзы. Граница - волнистая, переход - резкий. А", 108-129 см. Темно-серый (10 YR 2/2), влажный, среднесуглинистый, непрочно-среднекомковатый, уплотненный, присутствуют органические остатки, представленные в основном корнями. Граница - размытая, переход - постепенный. С", 129-138 см. Серый (7.5 Y 7/3), влажный, легкосуглинистый, уплотненный, богат многочисленными включениями пемзы, бесструктурный, лишен корней и органических остатков. Граница -неровная, переход - ясный. А"7С", 138-141 см. Темно-серый, (10 YR 3/1) с многочисленными тонкими прослоями и линзами белесого пеплового материала, влажный, легкосуглинистый, непрочнокомковатый, слабоуплотненный, многочисленные растительные остатки, граница -ровная, переход - резкий. A"", 141-163 см. Темно-серый (10 YR 3/1) до черного, влажный, среднесуглинистый, мелкокомковатый, плотный, остатки корней, граница - слабоволнистая, переход - заметный. Bh"", 163-185 см. Буровато-коричневый (10 YR 5/4), местами с милиновыми оттенками включений пеплового материала, влажный, среднесуглинистый, непрочно-комковатая, плотный, корни и органические остатки отсутствуют, граница - языковато-затечная, переход - заметный. Bf", 185-215 см. (2.5 Y 6/6) Рыжевато-бурый, свежий, среднесуглинистый, мелкокомковаттый, плотный, лишен растительных остатков, граница - ровная, переход - постепенный. С"", 215-225 см. Желтовато-серый (2.5 Y 7/3), увлажненный, среднесуглинистый, структура - -плитчатая, непрочная, плотная, с включениями углей и белесого пемзового материала. Разрез Р-08-01 заложен на средневысотной террасовидной поверхности на западе острова в районе реки Алехина. Микрорельеф кочкарный. Растительность представлена смешанными хвойно-широколиственными лесами с преобладанием пихты, клена, ильма, деморфата, со значительным участием мелколиственных пород (береза, реже ольха), местами присутствует аралия. Деревья обильно увиты актинидией и гортензией. В травяном ярусе преобладают бамбучник (высота до 30 см) и злаки. Разрез удален на 3 км от побережья. Ао, 0-3 см. Светло-серый, состоит из переплетенных стеблей и листьев злаков, хвои и буроватых листьев широколиственных пород. Ad, 3-7 см. Темно-серый до черного (2.5 Y 4/1), сырой, легкосуглинистый, мелкокомковатый, рыхлый, богат корнями и корневищами бамбучника, а также неразложившимся растительным материалом. Граница - ровная, переход - ясный. Al, 7-30 см. Серовато-бурый (2.5 Y 4/4), влажный, среднесуглинистый, среднекомковатый, уплотненный, присутствуют многочисленные корни, граница - языковато-затечная, переход -заметный. B, 30-66 см. Кофейно-коричневый, (10 YR 4/4) с темно-серыми затеками гумуса, влажный, среднесуглинистый, непрочно-комковатый, плотный, единичные корни, граница - ровная, переход - постепенный. C, 66-84 см. Серый (2.5 Y 7/3)с охристыми пятнами (2.5 Y 6/8), влажный, легкосуглинистый, комковато-порошистый, уплотненный, с включением камней размером 3-7 см.
Разрез Р-10-00 заложен на низкой террасовидной поверхности под луговой растительностью, представленной преимущественно бамбучником, на расстоянии около 1,5 км от побережья. Строение почвенного разреза соответствует строению Р-08-01, отличаясь более легким механическим составом и более ровными границами и четкими переходами между горизонтами.
Распределение рассеянных элементов в растительных группировках острова
Для оценки геохимической роли растений в ландшафтах о. Кунашир были выбраны виды, имеющие широкое распространение по всему острову. Среди хвойных пород - пихта сахалинская, среди мелколиственных - береза каменная, серди широколиственных - дуб кудрявый, а среди травянистых форм - бамбучник. Исследованию подвергались листья и хвоя, как важнейшие вегетативные органы, активно поглощающие и аккумулирующие микроэлементы в процессе жизнедеятельности и возвращающие значительную их часть в окружающую среду после отмирания.
Данные о концентрации рассеянных элементов в листве и хвое растительности представлены на рисунке 20, 21, 22. При их рассмотрении следует отметить, что различия в концентрации наблюдаются не только между отдельными элементами, но и между отдельными видами растений, и внутри одного вида. Концентрация Мп определяется тысячами мг/кг, Ті, Sr, Ва, В, Zn, и Си - десятками, сотнями, а в отдельных образцах и первыми тысячами мг/кг. Содержание Cr, Ni, Pb составляет десятки мг/кг, a Mo, Ag, Sn и V - единицами, реже десятками мг/кг.
В целом содержание большинства рассеянных элементов в бамбучнике оказывается меньше, чем в листьях древесных растений. Важной особенностью растительности острова является способность накапливать рассеянные элементы, содержание которых в коренных и покровных отложениях оказывается ниже следовых значений. К таким элементам относится олово, обнаруженное в листве травянистых и древесных пород южного склона кальдеры вулкана Головнина, и серебро, содержащееся в листве и хвое большинства исследованных растений.
Концентрации рассеянных элементов в растениях острова отличаются значительной вариабельностью. В целом в исследованных видах растений для V, Cr, Zn, Ва, Pb, Ag, Sn коэффициент вариации превысил 100%, для В, Ті, Си, Sr он изменяется от 70% до 100%, а для Mn, Ni и Мо - от 50% до 70%. В бамбучнике значения коэффициента вариации, превышающие 100%, установлены для Си, Zn, Sr; для Cr, Mn, Ni и Ag он колеблется от 70%—100%, а для В, Ті и РЬ - от 50% - 70%. Наименьшей вариабельностью в бамбучнике отличаются V и Ва. В сравнении с бамбучником пихта отличается более равномерным распределением концентраций рассеянных элементов: большинство из них имеют коэффициент вариации меньше 50% (В, Ті, Мп, Ва, Си, Sr) и лишь для Zn и РЬ он превышает это значение.
Расчеты коэффициента биологического поглощения для исследованных образцов растительности о. Кунашир показали, что наименее интенсивно растения поглощают титан и ванадий, несмотря на их высокое содержание в рыхлых покровных отложениях. Тем не менее, древесные породы накапливают эти элементы активней, нежели травы.
В отличие от древесной растительности, представители рода Sasa обладают менее контрастным поглощением большинства рассеянных элементов. Кб бора, марганца, меди и бария колеблются от 1 до 10. Важной особенностью химического состава золы бамбучника является относительно низкая концентрация цинка (Кб 1) (рисунок 25) Лиственные породы характеризуются большой дифференцированностью показателя Кб. Величина этого показателя для бора колеблется от 10-15, а для бария 5-Ю. Для березы установлено интенсивное поглощение хрома (Кб=20) и, в сравнении с дубом, более активное накопление марганца, никеля, цинка, стронция, бария (рисунок 23) В отличие от березы в золе дубов не обнаружен свинец. На наш взгляд, концентрация этого элемента оказалась ниже пределов достоверного определения, что свидетельствует о его низкой концентрации в этих видах растений. В сравнении с бамбучником и лиственными породами в золе пихт выявлено повышенное содержание титана (для всех образцов Кб 0,1) и не выявлен молибден.
Сравнивая интенсивность биологического поглощения рассеянных элементов растительностью о. Кунашир и растительностью суши, следует отметить, что растения о. Кунашир более активно поглощают цинк, марганец, молибден и ванадий. Активность захвата растениями острова бора, меди, бария, свинца, хрома и титана значительно меньше общемировой (рисунок 26).
Кривые изменения коэффициента биологического поглощения растений, принадлежащих к разным систематическим группам, но произрастающих на одной территории, достаточно близки. Наиболее активно рассеянные элементы поглощаются растительностью на светлых покровных отложениях вершины южного склона вулкана Головнина (Р04-01). Менее интенсивно идет накопление рассеянных элементов растениями, произрастающими на темных отложениях долины р. Алехина (Р08-01). Особенно это заметно для хрома, марганца и цинка. Наименьшие значения коэффициента биологического поглощения установлены для растений приморских террас, произрастающих на светлом пемзовом материале (Р01-01).
