Биологический круговорот химических элементов в распространенных тропических сообществах
го
фундамента, концентрация меди равна 71*10-4%, а в аналогичных травах на
площади распространения вулканических лав — 120*10-4%. Концентрация цинка
соответственно меняется от 120 до 450 •10-4%), TiOz - от 200 до 1800 •10-
4%.
В таблице сопоставлено содержание рассеянных элементов в золе трав и
ветвей деревьев (акаций) из саванн Восточной Африки. Видно, что тяжелые
металлы сильнее аккумулируются в травах, а барий и стронций — в деревьях.
Следует отметить, что концентрация последнего возрастает с усилением
засушливости. В аридных районах южной Танзании мы обнаружили концентрацию
стронция в золе ветвей баобаба около 4500 мкг/г, а в одном случае в ветвях
акаций в 3 раза больше.
Интенсивность биологического поглощения и концентрация рассеянных
элементов в золе трав и деревьев саванн Восточной Африки (по
В.В.Добровольскому, 1973)
|Элемент|Концентрация, |Коэффициент |
|ы |мкг/г |биологического |
|•' | |поглощения Кб |
| |травы, |ветви |травы |ветви |
| | |акаций, | |акаций |
| |6 проб |9 проб | | |
|Ti |1140 |230 |0,1 |0,03 |
|Mn |1880 |943 |1,9 |0,9 |
|V |59 |45 |0,3 |0,2 |
|Сг |28 |12 |0,2 |0,08 |
|№ |39 |144 |0,6 |2,0 |
|Со |20 |12 |0,6 |0,4 |
|Си |' 85 |39 |1,5 |0,7 |
|РЬ |34 |21 |1.5 |0,9 |
|Zn |118 |79 |1,2 |0,8 |
|Mo |57 |6 |7,1 |0,8 |
|Nb |59 |18 |0,9 |0,3 |
|Zr |165 |92 |0,5 |0,3 |
|Ga |36 |4 |1,6 |0,2 |
|Sr |450 |3340 |3,5 |25,7 |
|Ba |440 |630 |3,0 |4,3 |
Надземная часть саванновых трав обладает высокой зольностью - от 6 до
10%, отчасти обусловленной примесью мелких частиц минеральной пыли,
обнаруживаемой под микроскопом, а иногда и невооруженным глазом. Количество
минеральной пыли составляет 2—3% от массы абсолютно сухого вещества
надземной части трав. По-видимому, примесь минеральной пыли сказывается на
повышенной концентрации галлия,, слабо поглощаемого растениями, но
содержащегося в высокодисперсном глинистом материале, энергично переносимом
ветром. Но даже после исключения нерастворимой силикатной пыли сумма
зольных элементов в саванновых злаках в 2 раза больше, чем в злаках
высокогорных лугов.
Наиболее активно вовлекаются в биологический круговорот в тропических
биоценозах стронций, барий, марганец, цинк, медь, молибден, никель
независимо от их содержания в почвах и почвообразующих породах. Величина Кб
этих элементов, как правило, больше единицы. Наиболее слабо вовлекаются в
биологическую миграцию бериллий, цирконий, титан, ванадий. Эти общие черты
неодинаково проявляются в разных ландшафтах. Интенсивность поглощения
марганца и цинка травянистой растительностью горно-луговых ландшафтов
Килиманджаро, располагающихся выше 3 тыс.м над уровнем моря, больше, чем
поглощение травянистой растительностью светлых лесов и саванн плато
Танганьики. В свою очередь, травянистая растительность саванн более
интенсивно поглощает медь, никель и особенно молибден, Кб которого
превышает 7. Относительно высокая величина Кб галлия, ниобия и некоторых
других элементов в саванновых травах, возможно, связана с упомянутым выше
постоянным налетом тонкой силикатной пыли. Деревья горного постоянно
влажного, туманного леса Килиманджаро более интенсивно поглощают тяжелые
металлы (марганец, цинк, медь, свинец) по сравнению с деревьями сухих лесов
плато Танганьики, в которых наиболее активно аккумулируется стронций.
Биологический круговорот элементов в тропических сухих лесах и саваннах.
Немецкий геоботаник Г.Вальтер (1968) справедливо обратил внимание на
неопределенность термина "саванна". Этим термином обозначают многочисленные
варианты растительности тропического пояса, состоящей из самых
разнообразных сочетаний деревьев, кустарников и трав. К саваннам относят
небольшие светлые леса, чередующиеся с открытыми пространствами, покрытыми
травянистой растительностью. Такие ландшафты существуют в условиях хорошего
атмосферного увлажнения и сухого периода, не превышающего 4 месяцев. Вместе
с тем к саваннам относят сильно засушливые территории с сухим периодом,
продолжающимся 7—10 месяцев. В таких условиях не только деревья, но и
многие травы не могут существовать, растительность представлена
преимущественно зарослями колючих кустарников, находящихся большую часть
года без листьев для уменьшения транспирации. По существу термином
"саванна" обозначают тропические и субтропические лесостепи, существующие в
широком интервале атмосферного увлажнения — от 200—300 до 1000 мм/год и
более.
Количественное определение биомассы продукции и опада растительности
саванн связано со значительными методическими трудностями. Поэтому большой
интерес представляют результаты детального изучения биогеохимии засушливой
саванны на западе Индии (Л.Е.Родин и др., 1977).
Изученная область известна под названием пустыни Тар и представляет собой
низменную аллювиальную равнину, образованную рекой Инд. Количество осадков
в пределах области меняется от 200 до 600 мм/год. Растительность
представлена редкостоящими деревьями (виды Acacia, Prosopis spicigera,
Salvadora persica), кустарниками и злаковыми травами. На песчаных
отложениях деревья отсутствуют и ландшафт приобретает облик пустыни.
Опустыненность территории является результатом влияния человека. В 326
г. до н.э., когда армия Александра Македонского подошла к Инду, здесь
существовали саловые леса, от которых в настоящее время не осталось и
следа.
Структура кассы растительного сообщества сухой саванны Раджпутана (по
данным Л.Е.Родина и др., 1977)
|Компоненты |Биомасса |Продукция |
| |т/км2 |% |т/(км2 • |% |
| | | |год) | |
|Зеленые части |290 |11 |290 |42 |
|растений | | | | |
|Многолетние | | | | |
|надземные | | | | |
|части растений |1060 |47 |40 |2 |
|Корни |1130 |42 |353 |56 |
|Вся биомасса |2680 |100 |680 |100 |
Структура массы растительности сухой саванны показана в таблице. Из
приведенных данных следует, что биомассу растительности саванны, равную
2680 т/км2, составляют преимущественно деревья. Результаты исследования
показали, что деревьям принадлежит 60% всей корневой массы и 98% надземной
массы растительного сообщества саванны. В то же время основную часть
ежегодной продукции сообщества обеспечивают травы. В общей массе продукции
сообщества на долю трав приходится 76% прироста зеленых органов растений и
83% прироста корней. Следовательно, главное значение в вовлечении масс
химических элементов в биологический круговорот в экогеосистемах
тропической лесостепи (саванны) имеет травянистая растительность.
Распределение масс химических элементов в биологическом круговороте
представлено в таблице. Рассмотрение полученных результатов позволяет
заключить, что в зеленой части саванновой растительности сосредоточивается
более половины всей массы зольных элементов и азота, вовлекаемых в
биологический круговорот, в корнях — около 40%. В стволы и ветви поступает
не более 5%. В
Распределение масс химических элементов в биологическом круговороте в
засушливой саванне Раджпутана
|Элемен|В |В ежегодной продукции |
|ты |биомас| |
| | | |
| |се, | |
| |кг/км2| |
| | | |
| |J | |
| | | |
| | | | | |
| | |зеленая |корни |вся |
| | |часть | |продукция |
| | |кг/к|% |кг/к|% |кг/км|% |
| | |м2 | |м2 | |2 | |
|N |17934 |4286|59 |2614|36 |7208 |100 |
|Si |5381 |2214|52 |2021|48 |4248 |100 |
|Са |25625 |3422|57 |1928|32 |5978 |100 |
|К |11 121|3157|61 |1868|36 |5204 |100 |
|Mg |4869 |680 |51 |540 |41 |1330 |100 |
|Р |1219 |357 |56 |268 |42 |642 |100 |
|S |1760 |886 |72 |318 |26 |1239 |100 |
|А1 |1937 |246 |52 |180 |38 |469 |100 |
|Fe |1137 |164 |53 |121 |39 |311 |100 |
|Мп |284 |101 |48 |107 |51 |209 |100 |
|Na |952 |279 |58 |195 |40 |482 |100 |
|С1 |1496 |516 |54 |427 |45 |951 |100 |
Е (без N) 57 181 12 022 57 7973 38 21 063 100
зеленых органах растений наиболее активно аккумулируются азот, калий и
сера, составляющие около 60% и более от всей массы каждого из этих
элементов в годовой продукции, а также фосфор, кальций и натрий (57—58%). В
корнях наибольшая относительная аккумуляция марганца и кремния, массы
которых распределяются примерно поровну в приросте зеленых органов и
корней. В абсолютном выражении в наибольшем количестве в биологический
круговорот вовлекаются кальций, калий, кремний,
| |  скачать работу |
Биологический круговорот химических элементов в распространенных тропических сообществах |
