Введение к работе
Актуальность темы. Химический состав железо-марганцевых конкреций (ЖМК) на сегодняшний день довольно хорошо изучен, но сведения о содержании в них микроэлементов весьма ограничены. Результаты отдельных работ свидетельствуют о накоплении в конкрециях Mn, Co, Pb, Cd, Cu (Росликова, 1996; Орешкин, Ульяночкина, 2000; Зайдельман, Никифорова, 2001; Голов, 2004; Latrill, Elsass et all, 2001; Liu, Colombo, et all, 2002). При этом факторы, влияющие на интенсивность аккумуляции микроэлементов в ЖМК, остаются не раскрыты, а возможность накопления большинства микроэлементов не достаточно проанализирована. Изучение влияния ЖМК на миграционные циклы микроэлементов в почве имеет важный экологический аспект. Микроэлементы принимают участие в важных биохимических процессах. В то же время при повышенном содержании микроэлементы оказывают токсичное воздействие на живые организмы. Учитывая высокую аккумулирующую способность в отношении ряда микроэлементов, конкреции можно рассматривать как одну из субстанций очищающих почву от их избытка. Накопление микроэлементов конкрециями также относится к числу важнейших процессов, контролирующих поступление элементов в систему малого биологического круговорота. Исследования в данном направлении позволяют оценить вклад ЖМК в поддержание оптимального уровня микроэлементов в системе "почва - растение", что особенно актуально для почв, используемых в сельском хозяйстве.
Целью работы является изучение роли железо-марганцевых конкреций в процессах аккумуляции и миграции микроэлементов в почвах под влиянием природных и антропогенных факторов.
В задачи исследования входило:
-
Изучение основных физических и физико-химических свойств ЖМК и взаимосвязи между содержанием микроэлементов и размером конкреций.
-
Определение содержания и особенностей распределения микроэлементов в почвах и конкрециях в зависимости от степени гидроморфизма почв.
-
Выявление изменений концентраций и характера распределения микроэлементов в ЖМК почв различного типа природопользования и почв, сформированных в ареалах экстремально повышенного содержания элементов.
-
Исследование влияния ЖМК на биологический круговорот микроэлементов в агрофитоценозах.
Научная новизна работы. Впервые для почв Дальневосточного региона проведены комплексные исследования, позволяющие найти наиболее общие и важные закономерности в содержании микроэлементов в почвах и почвенных новообразованиях. Установлена особая роль аккумуляции микроэлементов в конкрециях почв, длительное время испытывающих воздействие техногенного характера. Впервые показано, что при антропогенном воздействии почвенные ЖМК играют роль своеобразных фильтров, аккумулирующих и инактивирующих повышенные количества микроэлементов. Результаты исследований могут способствовать уточнению имеющихся представлений о генезисе почвенных новообразований и выявлению неизвестных ранее особенностей их развития.
Защищаемые положения:
-
-
-
-
При фоновой геохимической обстановке микроэлементы обладают неравноценной способностью накапливаться в железо-марганцевых конкрециях. Помимо Mn активно аккумулируются Pb, Со, Ni, слабее Cu, Cr, Mo и не накапливаются Zn, Cd.
-
Увеличение размера конкреций прямопропорционально величине накопления микроэлементов. ЖМК содержат микроэлементы в форме различных соединений с меньшим соотношением между подвижными и валовыми фракциями, чем в почвах.
-
В антропогенно-трансформированных почвах дополнительное поступление микроэлементов приводит к изменению интенсивности их накопления в конкрециях и увеличению аккумуляции тех элементов, которые в фоновых условиях накапливаются слабо.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований позволят оценить степень влияния ЖМК на содержание микроэлементов в почвенном покрове, что необходимо учитывать при изучении плодородия почв, их экологического состояния и устойчивости к загрязнению. Выявление микроэлементов, способных накапливаться в ЖМК, позволит наметить пути по сдерживанию этого процесса и, наоборот, для токсичных концентраций элементов разработать приемы, стимулирующие их поглощение конкрециями. Результаты работы могут использоваться для уточнения кларковых и предельно допустимых концентраций микроэлементов в почвах юга Дальнего Востока.
Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на IV российской биогеохимической школе "Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы", г.Москва, 2003; конференции молодых ученых БПИ ДВО РАН, г.Владивосток, 2003, 2007; конференции "Генезис, классификация и экологическое состояние почв Дальнего Востока России", г.Владивосток, 2003; международном форуме "Сохраним планету Земля", г.Санкт-Петербург, 2004; на IV съезде Докучаевского общества почвоведов, г.Новосибирск, 2004; III международной конференции "Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде", г.Семипалатинск, 2004; на международной конференции "Фальцфейновские чтения", г.Херсон, Украина, 2005; международной конференции молодых ученых "Актуальные проблемы технологии живых систем", г.Владивосток, 2005; международной конференции "Проблемы экологии, безопасности жизнедеятельности и рационального природопользования Дальнего Востока и стран АТР", г.Владивосток, 2005, 2007; на 4 международном симпозиуме "Promoting Environmental Research in Pan-Japan Sea Area", г.Канадзава, Япония, 2006; на международном экологическом форуме "Природа без границ", г.Владивосток, 2007; на международной конференции "Ноосферные изменения в почвенном покрове", г.Владивосток, 2007.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 237 страницах. Состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложения. Содержит 74 таблицы и 24 рисунка. Список литературы включает 161 наименование, в том числе 18 на английском языке.
Похожие диссертации на Накопление микроэлементов в железо-марганцевых конкрециях почв юга Дальнего Востока
-
-
-
