Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Объекты и методы исследований 7
Глава II. Эколого-геохимические условия формирования исследуемых ландшафтов 12
2.1 Рельеф как эколого-геохимический фактор 13
2.2 Климат и микроклимат как эколого-геохимический фактор 18
2.3 Гидрологический режим рек Преголи и Прохладной 21
2.4 Почвы и почвообразующие породы ключевых участков 22
2.5 Структура почвенного покрова ключевых участков 31
2.6 Растительный покров ключевых участков 39
Глава III. Геохимическая структура катен исследуемых участков 47
3.1 Характеристика элементарных геохимических ландшафтов 48
3.2 Структура геохимических барьеров 55
3.3 Типология местных геохимических ландшафтов исследуемых участков 65
Глава VI. Устойчивость почв к техногенному загрязнению 77
4.1 Эколого-геохимическая устойчивость почв ключевых участков 82
4.2 Устойчивость сельскохозяйственных земель к загрязнению тяжелыми металлами и подкислению 97
Глава V. Загрязнение почв исследуемых участков 111
5.1 Основные источника загрязнения исследуемых участков 114
5.2 Содержание тяжелых металлов в почвах исследуемых участков 117
Выводы 148
Список литературы 150
- Рельеф как эколого-геохимический фактор
- Растительный покров ключевых участков
- Типология местных геохимических ландшафтов исследуемых участков
- Содержание тяжелых металлов в почвах исследуемых участков
Рельеф как эколого-геохимический фактор
Калининградская область расположена на западной окраине Русской равнины и, по Литвину и Ваулиной (1969), сохраняет основные черты ее рельефа: небольшие абсолютные и относительные высоты и разнообразие форм, созданных последним оледенением. Среди ведущих современных факторов рельефообразования поверхности Калининградской области Д.Я.Беренбейм (1969) называет неотектонические движения, речную эрозию и аккумуляцию, делювиальный смыв и другие процессы.
Роль рельефа, как экологического фактора, весьма велика и неоднозначна (Бронгулеев, Тимофеев, 1988). Как отмечает А.Н.Ласточкин (1995), приуроченность какого-либо участка к определенному элементу рельефа, определяет его место в гравитационном, циркуляционном и инсоляционном потоках.
Рельеф как главный перераспределитель тепла, влаги, растворенных и взвешенных веществ является, по мнению В.М.Фридланда (1972), ведущим фактором дифференциации почвенного покрова таежно-лесной зоны.
Положение в рельефе определяет роль каждого участка в геохимической катене. Рельеф, как отмечает А.И.Перельман (1975, 1989) и другие исследователи, определяет пространственное распределение зон выноса и депонирования растворенных и взвешенных веществ, переносимых поверхностными и грунтовыми водами, пути их транспорта, распространение и мощность некоторых геохимических барьеров. Соответственно, рельеф влияет на расположение ареалов почв с различными уровнями техногенной устойчивости. Таким образом, по М.А.Глазовской (1964, 1988), важнейшим этапом геохимического обследования и оценки устойчивости почв к загрязнению должно быть изучение геоморфологических особенностей исследуемых территорий.
Эколого-геоморфологические профили, заложенные нами в долинах рек Преголи и Прохладной, расположены в пределах Прегольской озерно-ледниковой равнины. По правобережью Преголи, периодически переходя на левый берег, проходит Инстручская холмисто-моренная гряда в виде отдельных размытых массивов с абсолютными высотами не более 42 м. Коренной берег левобережья Преголи в нижнем течении (участок "Берлинский мост") носит черты зандрового рельефа. Рельеф коренного берега правобережья "Берлинский моста" полого-холмистый с длинными покатыми склонами, такой же характер имеет поверхность коренных берегов ключевых участков в среднем течении Преголи (участок "Гвардейский") и правого берега Прохладной в устьевой части (участок "Утаковский"). Пойма реки Преголи развитая, ширина ее в пределах участков "Берлинский мост" и "Гвардейский" достигает нескольких километров, глубина вреза долины в коренной берег -20-21м. Ширина поймы Прохладной в устьевой части не превышает 250-300м, глубина до 12 м.
Оценка рельефа ключевых участков проводилась нами на основе собственных полевых исследований и картографического материала (топографические карты масштаба 1:10000) по традиционным методикам (Александрова, 1983; Ласточкин, 1995). Рельеф коренных берегов и пойм исследуемых участков характеризовались как отдельно, так и совместно (табл. 1). В результате нами были получены карты структуры рельефа и уклонов поверхностей.
Коренные берега всех исследуемых катен представляют собой полого-холмистые равнины в основном с небольшими уклонами поверхностей, сложенные моренными или водно-ледниковыми отложениями. Широкое распространение поверхностей с уклонами 0-1 при наличии водоупорного горизонта и тяжелом гранулометрическом составе толщи почвы способствует застою влаги и формированию площадных глеевых барьеров различной емкости. Площадь поверхностей коренного берега левобережья участка "Гвардейский " с уклонами до 1 составляет 31,7% от общей площади катены (табл.1), а участие в ней гидроморфных почв доходит до 48,2%. При преобладании поверхностей с уклонами более 3 застой влаги не происходит даже в почвах с тяжелым гранулометрическим составом. По этой причине доля гидроморфных почв коренного берега правобережья участка "Берлинский мост" составляет только 30,2%. Вторая причина высокого содержания почв гидроморфного ряда в почвенных катенах коренных берегов - наличие бессточных замкнутых понижений: их площадь в общем невелика и колеблется от 0,3 до 2,8%. Исключение составляет коренной берег правобережья участка "Гвардейский" - площадь локальных замкнутых форм достигает 21,7%. Именно замкнутые понижения являются абсолютными приемниками стока по Б.Б.Полынову (1956) и зонами аккумуляции веществ, в том числе и загрязняющих (Глазовская, 1988; Касимов, 2000 и др.). Замкнутые положительные формы рельефа выступают в катенах как абсолютные источники геохимического стока, из почв этих местоположений осуществляется вынос выщелоченных веществ (Полынов, 1956 и др.). Особенно велика их доля в рельефе коренных берегов право- и левобережной катен участка "Берлинский мост" (табл. 1). Наиболее простой рельеф присущ коренному берегу правобережья "Утаковского". Минимальные уклоны поверхности, слабое горизонтальное и вертикальное расчленение не вызывает однако широкого распространения процессов оглеения почвенной толщи из-за легкого гранулометрического состава перемытых водно-ледниковых отложений, слагающих коренной берег этой катены. Простота рельефа, почвообразующие породы и другие факторы обуславливают максимальные среди всех участков величины элементарных почвенных ареалов и минимальную дифференциацию структуры почвенного покрова правобережья участка "Ушаковский", а также слабую его контрастность по уровням эколого-гео-химической устойчивости почв. Минимальные же размеры элементарных почвенных ареалов и высокая степень дифференцированности устойчивости характерна для местностей с наиболее сложным рельефом - правобережье участков "Берлинский мост" и "Гвардейский" (табл. 1).
Главным рельефообразующим процессом пойменных местностей является работа реки. По Н.В.Синицину (1972) совместно действующие эрозионные и аккумулятивные процессы формируют пойменные местности с более или менее полным набором урочищ. Пойма Преголи в среднем течении (участок "Гвардейский") носит черты остаточного меандрирования и может быть отнесена, в соответствии с классификацией Н.В.Синицина (1972), к сегментному классу. Особенностью сегментной поймы, как отмечает автор классификации, является весьма пестрая и сложная смена почвенно-ботанических разностей, что обусловлено чередованием более или менее возвышенных грив и пониженных логов. Доля поверхностей с уклоном более 1 максимума достигает в пойме участка "Гвардейский" (табл. 1). Поймы участков "Берлинский мост" и "Ушаковский" почти плоские, так как в нижнем течении они относятся к фуркационному классу. Соответственно, для пойм этих участков характерна очень высокая степень гидроморфности почв (до 100%) и широкое распространение восстановительных барьеров. Форма почвенных ареалов пойм - линейная, серповидная - также является, по Фридланду (1972), результатом работы реки. Постоянное изменение рельефа пойм является главной причиной формирования сложных полихронных почвенных комбинаций. Прирусловые валы играют в пойме роль местных водоразделов, они имеют наиболее низкий уровень эколого-геохимической устойчивости. Понижения притеррасной или центральной пойм являются абсолютными приемниками геохимического стока, что обуславливает их высокое значение в консервации и концентрации загрязняющих веществ, что способствует очищению ландшафтов в целом.
Растительный покров ключевых участков
Калининградская область входит в подзону хвойно-широко-лиственных лесов, зональный тип растительности - смешанные леса (Бе-ренбейм и др., 1969; Изученность..., 1972; Кучерявый, Федоров, 1989). Хозяйственная деятельность человека коренным образом изменила характер растительного покрова: вырубались леса и освободившиеся земли распахивались, переводились в разряд культурных лугов. К настоящему времени луга занимают примерно треть территории области, 12% общей площади лугов приходится на пойменные (Почвы Калининградской области..., 1961). Почти все луга, за исключением пойменных, искусственные. На них продолжительное время проводились мелиоративные мероприятия: осушение, внесение удобрений, известкование, а также подсев трав, уничтожение сорняков и другие агротехнические работы. В настоящее время многие сельскохозяйственные угодья перешли в разряд залежей (Анциферова, 2001), разрушается мелиоративная сеть, что приводит к деградации земель (Докучаев, 2000). Растительный покров, по Б.Б.Полынову (1956), А.И.Перельману (1975) и др., является важнейшим площадным биогеохимическим барьером. Биогенная аккумуляция элементов препятствует их полному выносу из почв элювиальных ландшафтов и способствует их накоплению в аккумулятивных (Глазовская, 1964, 1972, 1988 и др.; Добровольский, Никитин, 1986; Касимов, 1992 и др.). Кроме того, растительность является индикатором почвенных условий (увлажнения, богатства почвы, ее загрязненность) (Бразер и др., 1997; Раменский, 1956, 1971; Савинов, 1998; Серебро, 1998; Цаценко, 1999; Seaword, 1995; Terutaca, 1998 и др.). По мнению М.А.Глазовской (1988), растительный покров способен механически задерживать и ассимилировать часть загрязняющих веществ, поступающих в виде газов или с осадками. В качестве важнейшего площадного биогеохимического барьера выступает также дернина, ее роль в формировании буферной способности почв к подкислению и накоплению тяжелых металлов очень велика (Глазовская, 1994а, 19996, 1997, 1999).
Геоботаническое обследование изучаемых катен в целях эколого-геохимической оценки проводилось нами на ключевых участках, заложенных на всех основных элементах рельефа - от водоразделов коренного берега до прирусловых валов пойм. Ботанический состав определялся методом рамок в 6-кратной повторности, надземная и подземная биомасса, мощность корнеобитаемого слоя, плотность дернины - по стандартным методикам (Глазовская, 1964; Раменский, 1954, 1956; Яскин и др., 1999). Классификация лугов проводилась по методике Л.Г.Раменского (1956).
На повышенных элементах рельефа коренного берега на дерново-слабо- и -скрытоподзолистых почвах участка "Ушаковский" и правобережья "Берлинского моста" формируются, по Л.Г.Раменскому (1956), луга нормально увлажненных суходолов равнин. Они представлены злаково-разнотравными мелкотравными лугами с преобладанием полевицы обыкновенной, тимофеевки луговой и клевера ползучего. Стадия лугов - корневищ-но-рыхлокустовая.
Луга абсолютных суходолов приурочены к вершинам холмов с легкими дерново-слабоподзолистыми, иногда слабоэродированными, почвами на водно-ледниковых отложениях (правобережные катены "Берлинского моста" и "Утаковского"). Эти луга относятся к мезоксерофильным: в травостое преобладают полевица обыкновенная, овсяница красная, душистый колосок, белоус торчащий, кошачья лапка серебристая и двудомная и др. Общее проективное покрытие (ОПП) лугов этого типа не превышает 80-85%, сухая биомасса (БМ) - 4-5 ц/га при средней высоте травостоя (ВТ) - 30-32 см. Дернина - рыхлая, несомкнутая, ее мощность 4-5 см.
Сходные характеристики имеют краткопоемные луга прирусловых валов Преголи и Прохладной (левобережные катены "Ушаковского" и "Берлинского моста" и участка "Гвардейский"), развитые на аллювиальных дерновых слаборазвитых легких почвах. Эти местоположения отличаются недостаточным увлажнением, только после схода полых вод влажность этих почв близка к оптимальной. Периодическое отложение легкого наилка также накладывает свой отпечаток на состав и структуру этих лугов. Здесь формируются рыхл оку стовые луга с преобладанием злаков-пионеров: костра безостого, пырея ползучего, вейника наземного, мятлика лугового, овсяницы красной и др. Сухая БМ не превышает 5-6 ц/га, редко до 9,5 ц/га, при средней ВТ 65-71 см, ОПП - 60-70%, в межгривных понижениях до 95%. Дернина слаборазвитая, рыхлая, мощность не более 5 см.
На пологих склонах и плоских вершинах холмов при нормальном увлажнении на дерново-слабо- и -скрытоподзолистых почвах различного гранулометрического состава формируются злаково-разнотравные луга. В их составе преобладают корневищные, корневищно-рыхлокустовые и рыхлоку-стовые злаки. В травостое на среднесуглинистых почвах ("Берлинский мост") преобладают верховые злаки: белоклеверно-ежово-лугово-овсяницевый с тимофеевкой луговой тип луга. Сухая БМ - 7-10 ц/га, ВТ - 42-50 см, ОПП - 95-100%. Содержание бобовых в травостое достигает 13%: клевер ползучий и гибридный, горошек мышиный, горошек четырехсемянныи и др. Мощность дернины от 7 до 9 см, дернина уплотненная, хорошо развитая.
На легких почвах развиты луга с преобладанием низовых злаков. Доминируют в основном полевица обыкновенная и райграс пастбищный (обыкновенно-полевицево-пастбищнорайграсовый тип с примесью овсяницы красной, гребенника обыкновенного, мятлика лугового и др.). Среди бобовых преобладает клевер ползучий (до 20% ОПП). В целом флористический состав указывает на относительную бедность почв. ВТ - 23-33 см., сухая БМ до 8 ц/га. Исключение составляют луга, развитые на легкосуглинистых нейтральных или близких к ним почвах участка "Гвардейский". Содержание бобовых в них достигает 20-24%, преобладают: клевер гибридный и луговой, чина луговая, горошек мышиный, лядвенец рогатый и люцерна хмелевидная - индикаторы плодородных почв. Среди злаков доминируют ежа сборная, райграс высокий, тимофеевка луговая с примесью низких злаков. При 100%-ном ОПП биомасса надземной части достигает 17 ц/га. Мощность дернины составляет 8-Ю см, дернина слабо уплотненная, иногда рыхлая, хорошо развитая.
На нижних частях склонов, пониженных равнинных участках коренного берега в условиях временного избыточного увлажнения на дерново-слабоподзолистых глееватых почвах формируются злаково-разнотравные, злаково-осоковые и осоково-разнотравно-злаковые луга. Доминируют здесь низовые корневищные и рыхлокустовые злаки: полевица белая, обыкновенная и тонкая, райграс пастбищный и щучка дернистая. В качестве содоми-нантов встречаются овсяница луговая, лисохвост луговой, тимофеевка луговая, ежа сборная. В случае преобладания щучки дернистой и осок формируется плотная кочковатая дернина, мощность дернины от 6 до 12 см, в среднем 7-8. ВТ лугов с преобладанием низовых злаков - 30-35 см, высокозлаковых лугов - 70 см, сухая БМ - от 7 до 30 ц/га.
Типология местных геохимических ландшафтов исследуемых участков
Классификация геохимических ландшафтов разрабатывалась Б.Б.Полыновым (1956), М.А.Глазовской (1964, 1988), А.И.Перельманом (1975) и др. исследователями. М.А.Глазовская (1964) предложила изображать пространственное распределение в местных ландшафтах различных геохимических обстановок и связанных с ними ассоциацией элементов в виде геохимических решеток.
Геохимическая решетка ландшафта показывает поля существования тех или иных фаз вещества и их сопряжение друг с другом.
В таблицах 8-13 приведены геохимические решетки местных геохимических ландшафтов участков "Берлинский мост", "Гвардейский" и "Ушаковский", составленные нами по результатам собственных исследований.
В рядах геохимически сопряженных фаций описываемых ландшафтов некоторые фазовые поля, связанные с испарительной концентрацией и геохимическим фоном, однородны на протяжении всего местного ландшафта и поэтому не является причиной дифференциации элементов. По кислотно-щелочным условиям выделяются от 3 до 6 фаз: от А1-фульватной до Са НС03. Наиболее простое сочетание КЩ фаз отмечается нами для местных ландшафтов "Утаковского": А1-фульватная фаза в элювиальных ландшафтах и Са-фульватная в аккумулятивных. Для правобережного ландшафта участка "Гвардейского" характерна четырехфазная обстановка: от Fe -фульватной до Са-НС03; это связано с широким распространением карбонатных почвообра-зующих пород. Преобладают во всех фациях местных ландшафтов Fe- и Са-фульватные фазы (табл. 8-13). Эти два поля свидетельствуют о том, что ор-гано-железистые соединения подвижны только в пределах элювиальных ландшафтов с наиболее кислой средой, в то время как гумат кальция может выносится не только из элювиальных, но и из супераквальных ландшафтов. Значительно более дифференцированы в пределах ландшафтов окислитель-но-восстановительные фазы (табл.8-13). Здесь существуют все фазы от Fe до Fe3, их количество в ландшафте колеблется от 3 до 7, что отражает резкое изменение фазового состояния железа при переходе из одной фации в другую. Наличие фаз с двухвалентным железом говорит о его возможном выносе в местные акватории.
Таким образом, по нашему мнению, смена окислительно-восстановительных условий является причиной появлений геохимически резко отличных фаций и обуславливает особый характер сопряжения между ними.
Сопоставление окислительно-восстановительных полей с кислотно-щелочными показывает также, что миграция железа (а также парагенных элементов - РЬ, Си, V и др.), подвижного в элювиальных ландшафтах в коллоидальной форме фульвата трехвалентного железа, при переносе в суперак-вальные ландшафт и восстановлении железа в двухвалентное, может дальше продолжатся в подвижной молекулярно-растворимой форме вплоть до выхода вод в местный водоем, где вновь происходит его окисление. Таким образом, железо в данных рядах сопряженных ландшафтов обладает подвижностью в тех или иных формах во всех геохимических фациях, кроме транссу-пераквальных. Поэтому одним из следствий геохимического развития местных ландшафтов исследуемых участков является обеднение Fe элювиальных фаций и резкое ожелезнение транссупераквальных, а также аквальных.
Биологические поля в описываемых местных ландшафтах слабо дифференцированы: присутствует три фазы - мелкотравно-осоковая, злаково-разнотравная и водорослево-сапропелевая, в местных ландшафтах право- и левобережья "Берлинского моста", левобередья "Ушаковского" и "Гвардейского" присутствует торфяный экран (таб. 8-13). Смена биологического экрана совпадает с изменением окислительно-востановительных полей. Наиболее емкие - низинно-торфяный и водорослево-сапропелеве экраны приурочены к трансупераквальным аккумулятивным и аквальным фациям.
По седиментационным фазам выделяются в основном 2 поля: со слабой седиментацией (песчаные и песчано-алевролитовые фазы) и с седиментацией в транссупераквальных и аквальных (старичное озеро) фациях (глинистая, иловая). Эти фазы хорошо согласуются с путями и формами перемещения вещества. Почвенно-поверхностный сток в основном не сопровождается эрозией почв, исключение составляют местные ландшафты правобережья "Балтийского моста" и "Гвардейского". Иловая фаза водоемов слагается из продуктов поверхностного стока, а также является результатом происходящих в водоеме (старичном озере) процессов выделения коллоидов: гидратов окислов железа и сапропелевых илов, образующихся за счет отмирания водорослей.
Сочетание различных геохимических полей, их наложение друг на друга позволяет выделить в пределах рассматриваемых местных ландшафтов различные геохимические обстановки, соответствующие определенным элементарным ландшафтам, образующим геохимически сопряженный фациаль-ный ряд. Для местных ландшафтов участка "Ушаковский" выявлен наиболее простой фациальный ряд (табл. 12-13):
1) луговая фация с водно-поверхностно-почвенно-грунтовым перма-цидным автономным режимом, с окислительной и кислой фазами;
2) луговая фация с водно-поверхностно-почвенно-грунтовым перма-цидным транзитным режимом, с окислительно-восстановительной и кислой фазами;
3) луговая фация с водно-поверхностно-почвенно-грунтовым глеевым транзитным режимом, восстановительной и кислой фазами;
4) луговая фация с водно-поверхностно-почвенно-грунтовым глеевым аккумулятивным режимом, с восстановительной и слабокислой фазами, геохимически подчиненная;
5) лугово-болотная фация с водно-поверхностно-почвенно-грун товым, периодически водно-поверхностно-механическим глеевым и глее болотным аккумулятивным режимом, с восстановительной и слабокислой фазами, геохимически слабо подчиненная;
6) луговая фация с водно-поверхностно-почвенно-грунговым, периодически водно-поверхностно-механическим пермацидным автономным режимом, с окислительной и кислой фазами, геохимически слабо подчиненная;
7) речная фация с водно-поверхностным физико-химическим, пермацидным автономным режимом, с восстановительной и слабокислой фазами, геохимически слабоподчиненная.
Такой набор фаз с некоторыми дополнениями обнаружен во всех изучаемых местных геохимических ландшафтах, что, по мнению М.А. Глазов-ской (1964), характерно для лесо-луговых пермацидных ландшафтов. Местный ландшафт левобережья "Гвардейского" осложнен фацией бессточного старинного озера, геохимически подчиненной, со слабокислой и окислительно-восстановительной фазами с переменным водно-поверхностно циркуляционным и водно-поверхностно-физико-химическим режимом (табл.11).
Содержание тяжелых металлов в почвах исследуемых участков
Среди загрязняющих веществ по масштабам и воздействию на биологические объекты особое место занимают тяжелые металлы. Загрязняющий эффект ТМ проявляется в их сродстве физиологически важным соединениям и способности инактивировать многие из этих соединений, что приводит к нарушению метаболизма живых организмов, ограничению их роста, снижению продуктивности и качества урожая культурных растений, что подтверждается многочисленными исследованиями (Анспок,1990; Виноградов, 1985; Ильин, 1985; Милащенко и др., 2000;. Черников и др., 2000; Школьник, 1974 и др.). В обширной научной литературе рассмотрены экологические и геохимические характеристики ТМ (Алексеев, 1987; Добровольский, 1997; Ильин, 1991; Ковда, 1985; Перельман, 1975 и др.), источники их поступления в природную окружающую среду (Алексеев, 1987; Ильин, 1991; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Лысиков, 2000 и др.), особенности миграции и аккумуляции в почвах в зависимости от природных и техногенных факторов (Алексеенко, 1990; Глазовская, 1972, 1976, 1988, 1992, 1999; Добровольский, 1999; Касимов, Перельман, 1992, 2000; Adriano, 1992 и др.), принципы биогеохимического районирования территорий и экологического нормирования содержания ТМ в почвах (Башкин и др., 1990; Виниградов, 1938; Глазовская, 1972, 1976 и др.; Израэль, 1984; Касимов и др., 1992; Ковальский, 1972, 1974а, 19746, 1982; Перельман, 1975, 1989; Прохорова, Матвеев, 1996 и др.)
По данным В.А.Черникова и др. (2000) на территории СНГ тяжелыми металлами загрязнены значительные площади земель. Так, в России загрязнение земель токсичными ТМ в концентрациях от 0,2 до 10 т/км в начале 90-х гг. XX наблюдалось на 18 млн. га, в 1996 г в Российской Федерации более 1 млн. га почв сельскохозяйственных угодий было загрязнено особо токсичными и примерно 2,3 млн. га - токсичными элементами.
В сельскохозяйственных почвах Швеции, по заключению A.Andersson (1992) и Е. Witter (1994), концентрация ТМ выросла с начала XX века на 2-46%: ртути на 46, кадмия на 33, цинка и свинца на 10, других тяжелых металлов на 5 и менее процентов; рост содержания ТМ составил от 0,008 до 0,24 % в год. В Румынии на 1986 год выявлено 20 тыс. га почв с максимальным уровнем загрязнения и 100 тыс. га с высоким содержанием Zn, Pb, Си, Cd и др. ТМ (Рэуце, Кырстя, 1986). В первую очередь загрязнению подвергаются высокоурбанизированные территории. Высокая степень хозяйственной освоенности территории Калининградской области, плотность транспортных магистралей, перенос загрязняющих веществ воздушными трансграничными потоками и др. причины обуславливают большую вероятность загрязнения почв тяжелыми металлами, их техногенной ацидификации и развития других неблагоприятных процессов (Орленок и др., 2000; Салихо-ва, Савостина, 2000; Сергеева, 2000, Состояние ..., 2000 и др.). Содержание в почвах области цинка, меди, марганца и других микроэлементов представляет интерес и с точки зрения обеспеченности ими культурных растений.
Многочисленные исследования содержания микроэлементов в почвах различных регионов позволяют сделать вывод, что их концентрация в гу-мусном горизонте весьма разнообразна. Как отмечают А.И. Перельман (1975, 1989), М.А. Глазовская (1964, 1988), Г.В. Добровольский и др. (1985), Н.С. Касимов и др. (1992), содержание ТМ может сильно варьировать в почвах различных звеньев почвенно-геохимических катен. Как известно, в условиях отсутствия техногенного привноса элементов, максимальное их содержание наблюдается в аккумулятивных ландшафтах, а минимальное - в элювиальных (Глазовская, 1988; Касимов и др., 1992; Орлов, Васильевская, 1987; Перельман, 1989). Однако, как подчеркивают зарубежные и отечественные исследователи, в загрязненных почвах наблюдается процесс инверсии полей загрязнения (Глазовская, 1988; Добровольский, Гришина. 1985; Орлов, Васильевская, 1987; Рэуце, Кырстя, 1986). По мнению В.В.Добровольского (1999), М.А.Глазовской (1988, 1999) и других исследователей наиболее достоверным свидетельством наличия загрязнения являются: катенарное распределение изучаемого элемента или комплекса поллютантов и коэффициенты геохимического сопряжения катен. Распределение элемента в "чистой" катене имеет "нормальный" вид: минимумы содержания изучаемого микроэлемента должны приходится на элювиальные геохимические ландшафты, максимумы - на аккумулятивные. В загрязненных катенах такой ход распределения элементов между элементарными геохимическими ландшафтами нарушается и приобретает так называемый "пиловидный" характер: максимумы концентраций будут приурочены к аккумулятивным ландшафтам и ареалам локального техногенного загрязнения, вне зависимости от их положения в геохимической катене. Второй показатель эколого-геохимического состояния катены - коэффициент геохимического сопряжения (Кг), т.е. отношение содержания элемента в гумусовом горизонте аккумулятивного ландшафта к его содержанию в горизонте АО в элювиальном ландшафте, отражающий наиболее полно, по мнению В.В.Добровольского (1999), интенсивность процессов выноса-аккумуляции в катене. Низкие величины Кг указывают на дисбаланс этих процессов в результате техногенного загрязнения некоторых звеньев геохимической катены.
В ходе исследования нами была предпринята попытка выявить наиболее общие закономерности распределения валовых и подвижных форм РЬ, Zn, Си, Мп, а также Fe в почвенно-геохимических катенах, определить основные источники поступления этих элементов на исследуемые участки, а также выявить ареалы загрязнения почв. Отбор проб почвенных образцов осуществлялся в соответствии с методическими рекомендациями (ГОСТ 28168-89) на основе карт структуры рельефа и почвенного покрова (Глазов-ская, 1964; Глазовская, Касимов, 1989; Зырин, Малахова, 1981; Мотузова, 1988). Анализ почвенных образцов проводился в лаборатории Государственного центра агрохимической службы "Калининградский" и в лаборатории экомониторинга Московского военного института химической защиты для валовых и подвижных форм по стандартным методикам (ГОСТ 26932-86, ГОСТ 26931 - 86, ГОСТ 26934-86, ГОСТ 26486-85, ГОСТ 27396-87) (Методические указания..., 1981).
Свинец относится к группе особо токсичных элементов. Ряд исследователей отмечает, что, по-видимому, не существует почвенно-геохимических провинций, где биота страдает от его недостатка (Глазовская, 1988; Добровольский, Гришина, 1985; Перельман, 1989 и др.). Этот элемент имеет высокое значение технофильности (Ю8), а коэффициент полноты техногенного использования достигает, по М.А.Глазовской (1988), 88%. По А.И. Пе-рельману (1989) и В.В. Добровольскому (1999), в природных ландшафтах РЬ мигрирует преимущественно в форме бикарбоната, в составе органических комплексов, а также механическим путем с глинистыми частицами. Как свидетельствуют многочисленные исследования, РЬ практически неподвижен в нейтральной окислительной и восстановительной среде и слабоподвижен в кислой. (Глазовская, 1988, 19946; Глазовская, Касимов, 1989; Лозановская и др., 1998; Перельман, 1989 и др.). Основным источником загрязнения почв исследуемых ландшафтов свинцом, как мы уже выяснили, является автомобильный транспорт. Предельные концентрации (МАС) для валовых форм этого элемента в Великобритании (1989) для почв с рН 6-7 установлены на уровне 300 мг/кг, в Дании (1989) - 40, в Швейцарии (1992) - 50, Германии (1990) для почв с рН 6 - 100, в Нидерландах (1988) - 85 мг/кг (Andersson, 1992, Witter, 1994). Содержание валовых форм свинца в минеральных почвах Литвы колеблется от 6,0 до 27,2 мг/кг, в среднем 13,4 мг/кг, в торфяных почвах от 27,6 до 51,4 мг/кг, в среднем 38,7 мг/кг (Вайчис и др., 1998).
