Таксоны биогеохимического районирования

Биогеохимическое районирование основывается на специальных биосферных таксонах разного порядка:

  • • биогеохимические регионы биосферы (таксоны 1 порядка);
  • • биогеохимические субрегионы биосферы (таксоны II порядка);
  • • биогеохимические провинции (таксоны 111 порядка).

Важными признаками биосферных таксонов являются характеристики звеньев пищевой биогеохимической цепи — почв, вод, микрофлоры почв, химического и элементного состава растений, кормов, пищевых продуктов, рационов человека и животных и пр., но не сами по себе, взятые в отдельности, а входящие в состав биогенных циклов химических элементов и форм их соединений.

На территории России и других республик выделяются следующие биогеохимические регионы биосферы, которые в основном совпадают с почвенно-климатическими зонами (Ковальский, 1976):

  • 1) таежно-лесной нечерноземный — биологические реакции организмов обусловлены недостатком кальция, фосфора, кобальта, меди, йода, бора, молибдена, цинка, достаточным, в некоторых случаях избыточным, количеством марганца, повышенным содержанием стронция, особенно в поймах рек. С недостатком кальция и фосфора, в частности, связаны истощение домашних животных и болезни костно-суставной системы у них, кобальта — снижение воспроизводства, мясной и шерстяной продуктивности, меди — анемия у крупного рогатого скота и овец, йода и кобальта — эндемичный зоб у человека и овец;
  • 2) лесостепной, степной черноземный — биологические реакции организмов определяются достаточным, реже избыточным, количеством кальция, достаточным количеством кобальта, меди, йода, иногда недостатком калия, подвижного марганца и часто недостатком фосфора. Заболевания и биологические реакции, характерные для таежно-лесного нечерноземного региона, не встречаются;
  • 3) сухостепной, полупустынный, пустынный — биологические реакции организмов связаны с повышенным содержанием натрия, кальция, хлоридов, сульфатов, часто бора, иногда молибдена, недостатком меди, йода, марганца, в некоторых случаях — избытком нитратов. Недостаток меди, избыток молибдена и сульфат-иона вызывают заболевания центральной нервной системы, нарушение координации движений у молодняка домашнего скота. Избыток бора ведет к некоторым болезням у человека, овец и верблюдов;
  • 4) горный — биологические реакции организмов разнообразны и определяются изменяющимися концентрацией и соотношением многих элементов. Среди заболеваний отмечаются различные эндемичные болезни, химическая и морфологическая изменчивость организмов, эндемичный зоб, гипо- и авитаминозы.

Каждый регион биосферы делится на субрегионы биосферы — таксоны второго порядка. Биогеохимические субрегионы — менее обширные по сравнению с регионами территории, представляющие собой совокупности нескольких биогеохимических провинций. Различают субрегионы биосферы, в которых комбинируются признаки региона по концентрациям, достигающим пороговых величин, соотношениям химических элементов и возможному проявлению специфических биологических реакций, и субрегионы биосферы, признаки которых не соответствуют характеристике региона. Они обычно образуются над рудными телами при рассеянии концентрированных в них химических элементов, в бессточных районах, в районах вулканизма, а также при техногенных загрязнениях биосферы. В экстремальных условиях субрегионов биосферы выражены биологические реакции организмов, вызываемые недостатком или избытком элементов. На территории нашей страны распространены кремниевые, борные, селеновые и др. биогеохимические субрегионы.

Биогеохимические провинции — это области на поверхности Земли, в которых в ответ на геохимические факторы (недостаток или избыток определенных химических элементов во внешней среде) у живых организмов возникают соответствующие биологические реакции. Известно более 30 химических элементов (литий, бор, углерод, азот, железо, магний, алюминий, кремний, фосфор, кальций и др.), по которым определяются биогеохимические провинции и аномальное содержание которых вызывает эндемии.

По генезису выделяются 2 типа биогеохимических провинций — зональные и азональные. Зональные приурочены к определенным почвенным зонам в виде отдельных пятен или областей. Этот тип биогеохимических провинций возникает в результате недостаточности того или иного химического элемента в среде. Например, для зон подзолистых и дерново-подзолистых почв Северного полушария, простирающихся почти через всю Евразию, характерны биогеохимические провинции, связанные с недостаточностью йода, кальция, кобальта, меди и др. Подобные биогеохимические провинции с характерными для них эндемиями (зоб, акобальтоз, ломкость костей и т.п.) не встречаются в соседней зоне черноземов. Причина — в большой подвижности ионов I, Са, Со, Си и др., легко вымываемых из подзолистых почв. Подобный процесс имеет место и в аналогичных почвах Южного полушария.

Азональные биогеохимические провинции и связанные с ними эндемии встречаются в любой зоне. В этом смысле они имеют инт-разональный характер и возникают на фоне первичных или вторичных ореолов рассеяния рудного вещества месторождений, соленых отложений, вулканогенных эманаций и т.п. Например, борные биогеохимические провинции и эндемии (среди флоры и фауны) обнаружены в бессточных областях; флюороз человека и животных — в области недавно действующих вулканов, месторождений флюорита и фторапатита; молибденозис — в пределах месторождений молибдена и т.п. Этот тип провинций преимущественно связан с избыточным содержанием химических элементов в среде.

По происхождению биогеохимические провинции подразделяются на первичные и вторичные. Первичные соответствуют изначальным элементным аномалиям, вторичные — результат массопе-реноса химических элементов под влиянием каких-либо факторов. Примером может служить Чиатурский марганцевый биогеохимиче-ский субрегион биосферы, который включает как первичную, так и вторичную биогеохимические провинции. При добыче и переработке марганцевых руд в Чиатурском бассейне (первичная биогео-химическая провинция) большое количество марганца сбрасывалось в р. Квирилу, уносилось водами вниз по течению и откладывалось в пойме реки, образуя гораздо большую вторичную биогеохимическую провинцию.

Биогеохимические провинции также бывают естественными и техногенными. В первом случае они обусловлены природной мозаичностью распределения химических элементов по компонентам экосистем, во втором — результат деятельности человека. В предыдущем примере первичная биогеохимическая провинция является естественной, вторичная — техногенной.

По степени выраженности биогеохимические провинции подразделяются на типичные, потенциальные (скрытые), предполагаемые и фоновые. Такие градации связаны с содержанием аномального химического элемента в природных объектах провинции, направленностью и интенсивностью процессов его концентрирования в окружающей среде или снижением содержания. Следует отметить, что последняя классификация весьма условна. Примером может служить борный субрегион биосферы (территория на север и восток от Каспийского моря), включающий типичные, потенциальные, предполагаемые и фоновые биогеохимические провинции.

На основании таксонометрического биогеохимического деления территорий в 1954 г. В. В. Ковальским была создана первая схематическая карта биогеохимического районирования СССР, которая по мере получения новых данных последовательно совершенствовалась. Последняя редакция карты датируется 1982 г. Она включает более 30 субрегионов биосферы и 130 биогеохимических провинций. Упрощенный авторский вариант этой карты представлен на рис. 2.7 (Ковальский, 1982). На карте обозначены: знаком «минус» — недостаток элемента в пищевой цепи, знаком «плюс» — избыток, наклонной линией — аномальное соотношение нескольких элементов.

Ранее существовавшие представления о биогеохимических провинциях отличаются от современных. Согласно последним, они являются таксонами биосферы, составными частями субрегионов, поэтому рассматриваются не географически изолированные биогеохимические провинции, а типичные первичные и вторичные в связи с потенциальными и фоновыми, благодаря чему в пределах

Биогеохимическое районирование территории СССР

Рис. 2.7. Биогеохимическое районирование территории СССР:

  • 7 — таежно-лесной регион; 2 — лесостепной и степной; 3 — сухостепной и пустынный;
  • 4 — горные зоны

субрегионов биосферы районирование проводится по принципу географической непрерывности. Объединение по этому же принципу субрегионов биосферы в регионы биосферы дает конкретное представление о биогеохимической гетерогенности, мозаичности биосферы. Это хорошо иллюстрируется картами и картосхемами биогеохимического районирования, а также таблицами, показывающими в пределах субрегионов биосферы различия в характеристике типичных биогеохимических провинций, первичных и вторичных, а также потенциальных и фоновых (в пределах субрегиона биосферы может быть не только одна провинция типичная, их может быть несколько, как потенциальных, так и фоновых). Кроме того, при биогеохимическом районировании используются данные геохимической экологии, основанной на представлении о единстве среды и жизни, на принципе И.М. Сеченова: «В понятие жизни входит понятие среды». Этот же принцип лежит в основе представления В.И. Вернадского о строении биосферы. Он является основным методологическим условием для анализа системной организованности биосферы на всех уровнях ее эволюции. Например, при построении догадок о происхождении жизни необходимо иметь в виду возможность возникновения локальных биосфер, т.е. систем «организм—живое вещество—среда».

Геохимическая экология — это раздел биогеохимии и экологии, наука о взаимодействии организмов и их сообществ с геохимической средой в биосфере, а также организмов между собой в условиях популяций биоценозов, биогеохимических провинций и зон как структурных частей единой целой системы — биосферы. Основная задача геохимической экологии — выяснение процессов приспособлений организмов, популяций и других сообществ к условиям окружающей среды.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >