Биогеохимические коэффициенты

Кларки концентрации элементов в живом веществе называются биофильностью. Наибольшей биофильностью обладает С (7800), менее биофильны N (160) и Н (70). Близки по биофильности анионогенные элементы – О (1,5), Сl (1,1), S (1), P (0,75), B (0,83), Br (0,71) и т.д. Наименее биофильны Fe (0,002) и Аl (0,0006), т.е. живое вещество в основном состоит из элементов, образующих газообразные и растворимые соединения, его состав лучше коррелирует с составом гидросферы и атмосферы, чем литосферы.

Преобладание в ландшафтах определенных систематических групп организмов, огромное разнообразие климата и геологического строения определяют своеобразие химического состава живого вещества конкретных ландшафтов, его отличие от кларков. Так, живое вещество солончаков обогащено Na, Cl и S, в организмах степей много Са, но мало Al, Fe, организмы влажных тропиков, напротив, бедны Са и богаты Al. Поэтому средний элементный состав живого вещества ландшафта является важным систематическим признаком.

Важно также определять водные мигранты не только в живых организмах, но и в сухом веществе, золе. Содержание большинства элементов в золе значительно отличается от их среднего содержания в земной коре, так как растения избирательно поглощают элементы. Интенсивность поглощения характеризуется отношением количества элемента в золе растений к его количеству в почве или горной породе. Этот предложенный Б.Б. Полыновым показатель А.И. Перельман назвал коэффициентом биологического поглощения Ах:

А_х = l_х / n_х,

где l_х – содержание элемента х в золе растения, n_х – в горной породе или почве, на которой произрастает данное растение.

За время формирования вида отдельные особи произрастали на разных субстратах, поэтому химический состав золы отражает не столько состав горной породы или почвы, на которой теперь обитает растение, сколько состав пород и почв, на которых обитали предыдущие поколения представителей данного вида, особенно в эпоху видообразования. Для характеристики общих биогеохимических особенностей отдельных растений, их способности к накоплению элементов используется одна из модификаций А_х – показатель общей биогенности (Б_о) – отношение средних содержаний элементов в золе растений континентов к кларкам литосферы. Аналогичные показатели для организмов конкретных регионов, местообитаний или отдельных систематических групп именуются специальной или частной биогенностью (Б_с) элементов, которая под влиянием систематических и экологических факторов может существенно отличаться от общей биогенности. А_х и Б_с меняются в зависимости от фазы вегетации, возраста организма, почвы и других условий. Б_о представляет собой биогеохимическую константу.

Близкий по сути показатель – биотичность, представляет отношение содержания элемента в сухом веществе организма к кларку биосферы. Последний включает в себя данные по распространенности элемента не только в литосфере, но и части атмосферы, гидросфере и почвах (Н.Ф. Глазовский).

Наиболее широко используется Ах– отношение содержания элементов в золе растений к их валовым содержаниям в почвах. Однако этот показатель отражает скорее потенциальную биогеохимическую подвижность элементов. Более объективную картину дает сравнение сухого вещества растений и подвижных, доступных для растений воднорастворимых, солевых, органо-минеральных форм элементов, извлекаемых из почв слабыми растворителями. Это отношение называется (Н.С. Касимов). Он характеризует доступность коэффициентом биогеохимической подвижности Вх элементов растениям и степень использования ими подвижных форм элементов, содержащихся в почве. Значения Вху большинства элементов обычно значительно выше, чем Ах.

Кроме биофильности, общей и специальной биогенности (Б_о, Б_с), потенциальной и актуальной биогеохимической подвижности (А _х и В _х) имеется ряд других общих и частных показателей. Так, М.А. Глазовская предложила коэффициент биогеохимической активности (КВ) – отношение потребления элемента живым веществом в год к его выносу с ионным стоком с континентов в океан или из крупных речных бассейнов; коэффициент деструкционной активности (Ка) – отношение поступления элемента в биосферу (добыча, складирование) к потреблению растительностью и др.

Дата добавления: 2014-01-11