Биологический круговорот химических элементов в распространенных тропических сообществах

Страница 2

Образцы: 52 — разреженный травянистый покров низкотравной саван­ны с преобладанием представителей родов Sporobolus, Cynodon, KyUinga, Северо-Западная Танзания.

76 — ствол Podocarpus, дождевой лес южного склона Килиманджаро, Танзания.

42 — лесная подстилка дождевого леса южного склона Килиманджаро, Танзания.

210 — стебли папируса (Cyperus papyrus), пойма Белого Нила вблизи истока из озера Альберта, Уганда.

Массы рассеянных элементов, вовлекаемые в биологический круговорот в тропических лесах

Элементы

Постоянно влаж­ные тропические леса

Сезонно увлажня­емые тропические леса и парковые саванны

Средняя зольность, % Захват суммы золь­ных элементов, т/(км2- год) Масса элементов, кг/(км2- год):

4,6 150

4 4-5 50

Элементы

Постоянно влаж­ные тропические леса

Сезонно увлажня­емые тропические леса и парковые саванны

Fe Mn Sr Ti Zn : Ba Cu Zr Ni Cr V Pb Co Mo Sn Ga Cd

600 615 105 97 90 67 24 22 6,0 5,2 4,5

3,7, 1,5 1,5 0,75 0,15 0,11

200 205 35 32 30 22 8,0 7,5 2,0 1,7 1,5 1,2 0,5 0,5 0,25 0,05 0,035

Уровни концентрации рассеянных элементов в почвообразующем субстрате разных районов тропической суши неодинаковы. Это отражается на содержании элементов в растениях. Например, в Восточной Африке в злаковых травах, собранных на площади распространения кристаллических пород докембрийского 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)

Элементы

Концентрация, мкг/г

Коэффициент биологического

•'

 

поглощения Кб

 

травы,

ветви акаций,

травы

ветви 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.