Микроэлементы в наземных экосистемах Алтайской горной области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук

На правах рукописи

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Микроэлементы в наземных экосистемах Алтайской горной области

03.00.16 - Экология

Ельчининова Ольга Анатольевна

Барнаул - 2009



Работа выполнена в Институте водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Пузанов Александр Васильевич.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Куприянов Андрей Николаевич

доктор биологических наук, Сысо Александр Иванович

доктор сельскохозяйственных наук Заблоцкий Владимир Ильич

Ведущая организация: Новосибирский государственный аграрный университет

Защита состоится 2009 г. на заседании диссертационного совета ДМ 220.002.03. при ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет» по адресу: 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98, факс 8 (3852) 62-83-96.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор С.В. Макарычев



Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Глобальные масштабы круговорота химических элементов в природе являются причиной того, что растительные и животные организмы неразрывно связаны с геохимической средой их обитания, получают из нее все доступные элементы, и химический состав их изменяется соответственно составу среды (Виноградов, 1935; 1960; Ковальский, 1974; Вернадский, 1987; Ермаков, Тютиков, 2008).

Целенаправленное изучение элементного химического состава окружающей среды началось сравнительно недавно, во второй половине 19 века. Большой вклад в решение этой проблемы внесли американский геохимик Ф. Кларк, норвежский ученый В.М. Гольдшмидт и отечественные ученые В.И. Вернадский, А.П. Виноградов, А.Е. Ферсман, В.В. Ковальский.

Процессы взаимодействия организмов и среды обитания через биогенную миграцию химических элементов и их биологическую роль рассматривает наука - геохимическая экология, к числу важнейших практических задач которой относятся оценка эколого-геохимического состояния отдельных территорий, оценка и прогноз развивающихся в их пределах различных эколого-геохимических изменений (Алексеенко, 2006).

На современном этапе развития человеческой цивилизации необходимость в эколого-геохимических исследованиях различных регионов мира и нашей страны стоит весьма остро.

Очень важным эколого-геохимическим направлением является фоновый мониторинг природной среды, для осуществления которого необходимо знание закономерностей естественных процессов миграции и концентрации химических элементов в ландшафтах различных природных зон и провинций.

Эколого-биогеохимические исследования отличаются комплексным подходом, что, наряду с общей оценкой состояния окружающей среды, позволяет сделать прогноз его изменения в будущем и наметить пути снижения поступления техногенных токсикантов в трофические цепи (Ермаков, 1999).

Алтайская горная область - регион наших исследований - интересна в двух аспектах. Во-первых, местоположение её в центре Азии, удалённость от крупных промышленных центров, практически полное отсутствие собственной промышленности, слабое антропогенное воздействие позволяют изучать здесь эталонное состояние элементного химического состава компонентов наземных экосистем.

Во-вторых, наличие полиметаллических и ртутных месторождений, рудопроявлений и их ореолов рассеяния (Курайско-Сарасинская ртутная зона) обусловливает локальное загрязнение компонентов наземных экосистем. Последнее явилось серьезной проблемой при экологической экспертизе проектов Катунских ГЭС и побудило ученых к тщательному исследованию содержания, пространственного распределения и поведения ртути в компонентах ландшафтов Алтая. В связи с этим в Алтайской горной области задачи геохимического мониторинга и геохимической экологии окружающей среды и, прежде всего, биогеохимии микроэлементов и тяжелых металлов актуальны и в настоящее время.

Цель и задачи исследований. Цель работы - выявление закономерностей распределения и поведения биогенных микроэлементов (Mn, Zn, Cu, Co, Мо) и тяжелых металлов (Pb, Cd и Hg) в компонентах наземных экосистем Алтайской горной области.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1.Выявить закономерности пространственного распределения микроэлементов и тяжелых металлов в почвообразующих породах и почвенном покрове в системе высотной поясности.

2.Установить региональное среднее содержание микроэлементов и тяжелых металлов в почвообразующих породах.

3.Установить региональное среднее содержание микроэлементов и тяжелых металлов в почвах региона.

4.Изучить особенности внутрипрофильного распределения микроэлементов и тяжелых металлов в основных типах почв Алтайской горной области и выявить определяющие их факторы.

5.Определить особенности элементного химического состава растений.

6.Дать экологическую оценку уровней концентраций микроэлементов-биофилов и тяжелых металлов в наземных экосистемах Алтайской горной области.

Научная новизна. Впервые установлен региональный кларк Мо, Zn, Pb, Cd и Hg и уточнен - Mn, Cu, Co в основных типах четвертичных отложений (элювиальных, элювио-делювиальных, делювиальных, аллювиальных, лессовидных карбонатных суглинках, бескарбонатных бурых глинах) и почвах Алтайской горной области в системе высотной поясности.

Выявлены закономерности пространственного распределения химических элементов в почвенном покрове в системе высотной почвенной поясности.

Изучены особенности внутрипрофильного распределения микроэлементов и тяжелых металлов в основных типах почв Алтайской горной области и выявлены основные определяющие их факторы (состав материнских пород, содержание гумуса, карбонатов, гранулометрический состав, величина ёмкости поглощения, содержание катионов кальция и магния).

Определены особенности элементного химического состава растений-доминантов. Показана ведущая роль почвообразующих пород в формировании уровня содержания и вариабельности микроэлементов в ландшафтно-геохимических условиях Алтайской горной области.

Дана оценка буферной способности почв по отношению к тяжелым металлам в системе высотной поясности.

Практическая значимость работы. Данные по микроэлементному составу почв и растений важны при решении задач фонового геохимического мониторинга. Сведения о микроэлементном составе почв являются базовыми при биогеохимическом районировании. Полученные результаты могут быть использованы в практике сельскохозяйственного производства.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на межлабораторном семинаре в ИВЭП СО РАН, на международном симпозиуме «Проблемы формирования и развития эколого-экономической зоны «Горный Алтай» (Горно-Алтайск, 1992), Российских и Международных биогеохимических школах (Горно-Алтайск, 2000; Москва, 2003; Семипалатинск, 2004; Астрахань, 2008), Международных научно-практических конференциях (Горно-Алтайск, 1997; Томск, 1997; Барнаул, 1999; Ховд, 2001; Семипалатинск, 2002, 2004, 2006; Оренбург, 2004; Смоленск, 2006), региональных научно-практических конференциях (Барнаул, 1999; Горно-Алтайск, 2005, 2006).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 43 работы, общим объёмом 24,2 п.л., доля автора 73 %.

Личный вклад. Диссертация - результат обобщения материалов, полученных при личном участии автора в экспедиционных, камеральных и аналитических работах при выполнении плановых научно-исследовательских работ в рамках программ СО АН СССР, СО РАН, интеграционных проектов СО РАН (№ 33, 65), грантов РФФИ (98-05-03164, 99-05-96017, 00-05-79097) и РГНФ (02-06-18009е), ФЦП "Интеграция" МО369.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Уровень концентраций, закономерности пространственного и внутрипрофильного распределения биогенных микроэлементов и тяжелых металлов в почвенном покрове Алтайской горной области определяются свойствами и особенностями почвообразующих пород, направленностью почвообразовательных процессов, физическими и физико-химическими свойствами почв.

2. Содержание биогенных микроэлементов и тяжелых металлов в растениях фоновых территорий Алтайской горной области в большей степени определяется систематической принадлежностью вида, исследованным органом растения (корни, надземная часть, цветки, листья) и, в меньшей, - местом произрастания.

3. Почвы Алтайской горной области обладают высокой, повышенной и средней степенью буферности по отношению к элементам, подвижным в кислой среде, и повышенной, средней и низкой - по отношению к элементам, подвижным в щелочной среде.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и предложений, списка литературы, который включает 550 источников, в том числе 25 - иностранных. Объём диссертации - 404 страницы, в том числе 89 таблиц, 32 рисунка и 5 приложений.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему учителю д.б.н., профессору М.А. Мальгину и научному консультанту д.б.н., профессору А.В. Пузанову. Особую признательность автор выражает Н.П. Цаплиной. Автор благодарен коллегам: Е.Ю. Черных, к.б.н. Т.А. Рождественской, Н.В. Гуляевой, Г.М. Медниковой за оказание помощи при выполнении работы.



Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна и практическое значение.

В главе 1 «Природные условия и факторы, определяющие биогеохимические циклы микроэлементов и тяжелых металлов в наземных экосистемах» рассматриваются природно-климатические условия Алтайской горной области, отличающиеся сложностью геоморфологических, геологических, гидрографических, климатических условий и значительной пестротой растительного и почвенного покрова.

В настоящей работе рассматривается территория, которая по существующему административному делению относится к Республике Алтай и которую принято называть Горный Алтай.

На исследуемой территории выделяют четыре типа рельефа: высокогорный, среднегорный, низкогорный, межгорно-котловинный.

В Алтайской горной области выделяют следующие агроклиматические районы: Северный, Центральный и Юго-Восточный.

В Алтайской горной области А.В. Куминовой (1960) выделено четыре геоботанические подпровинции: Северный, Западный, Центральный и Юго-Восточный Алтай. экологический почвообразующий алтайский

Выделены три почвенных пояса (Почвы, 1973): 1) горно-тундровых, горно-луговых и горных лугово-степных почв высокогорий (на высотах 1600-3500 м); 2) горно-лесных почв высокогорий, среднегорий и низкогорий (на высотах 600-2500 м); 3) лесостепных почв низкогорий (на высотах менее 600 м). Кроме этих поясов выделяются межпоясные районы степных почв высокогорных, среднегорных и низкогорных котловин и речных долин. По типам структуры вертикальной почвенной поясности, связанной с высотными уровнями и общими биоклиматическими особенностями, Горный Алтай разделяется на три района: Северный, Центральный и Юго-Восточный.

В целом, по характеру природных условий территория Алтайской горной области подразделяется на 6 физико-географических провинций: Северо-Западную Алтайскую, Северо-Алтайскую, Северо-Восточную Алтайскую, Центрально-Алтайскую, Восточно-Алтайскую и Юго-Восточную Алтайскую) и 39 районов (рис.) (Самойлова, 1972; Маринин, Самойлова, 1987).

В главе 2 «Объекты и методы исследований» дана характеристика объектов исследования: почвообразующих пород разного генезиса (элювио-делювиальных, аллювиальных, аллювиально-делювиальных отложений, лессовидных карбонатных суглинков, бескарбонатных бурых глин), типов почв, доминантов естественных фитоценозов и агрофитоценозов Алтайской горной области. Исследованы дикорастущие растения 29 ботанических семейств, культурные растения (зерновые и кормовые) и культивируемые лекарственные растения разного возраста.

Рис. Физико-географическое районирование Алтайской горной области

В основу полевых исследований положен сравнительно-географический метод. Почвенные разрезы закладывали в системе геоморфологических профилей. Почвенные образцы отбирали по генетическим горизонтам.

Определение свойств почв выполнено общепринятыми в почвоведении и агрохимии методами (Аринушкина, 1970; Агрохимические…, 1975). Содержание химических элементов в почвах и растениях определено методом атомной абсорбции на спектрофотометре фирмы Perkin Elmer. При интерпретации полученного материала использован сравнительно-генетический метод.

Полученную информацию подвергали вариационно-статистической обработке и корреляционному анализу.

В главе 3 «Свойства почв Алтайской горной области, определяющие содержание и поведение химических элементов в наземных экосистемах» приведены основные свойства почв, определяющие содержание и поведение химических элементов: гранулометрический состав, содержание гумуса, карбонатов, реакция среды, величина ёмкости катионного обмена, содержание кальция и магния.

Глава 4 «Биогенные микроэлементы в наземных экосистемах» посвящена группе биогенных микроэлементов: Mn, Zn, Cu, Co, Mo.

Определены уровни концентраций их в почвообразующих породах и региональный кларк.

Максимальные концентрации марганца, цинка и кобальта приурочены к породам тяжелого гранулометрического состава (бескарбонатным бурым глинам), молибдена и меди - к легким (аллювиальным и аллювиально-делювиальным) разного петрографического состава. Последнее связано не столько с гранулометрическим составом, сколько с исходным содержанием элементов в породе.

Для почвенного покрова Алтайской горной области характерна высокая неоднородность содержания биогенных микроэлементов.

Большая вариабельность концентраций валового марганца (от 40 до 5000 мг/кг) свойственна не только педосфере Алтайской горной области в целом, но и разным типам почв в системе высотной поясности (табл. 1). География марганца в педосфере Горного Алтая характеризуется убыванием концентрации элемента от почв горно-лесного пояса к почвам лесостепного пояса и межгорных котловин.

Неоднородно распределение марганца и в почвенном покрове разных физико-географических провинций Алтайской горной области. Самые высокие концентрации элемента обнаружены в почвах Северо-Западной Алтайской (905±57 мг/кг) и Северо-Восточной Алтайской (867±20 мг/кг) провинций, почвенный покров которых представлен в основном почвами горно-лесного пояса - горно-лесными бурыми, горно-лесными дерново-глубокоподзолистыми, горно-лесными серыми и горно-лесными черноземовидными. Наименьшие концентрации марганца свойственны почвам Северо-Алтайской провинции (609±16 мг/кг), представленным освоенными чернозёмами выщелоченными и оподзоленными. Высокая вариабельность содержания исследуемого элемента характерна для почвенного покрова Юго-Восточной Алтайской провинции, потому что в выборке представлены почвы как высокогорных котловин (каштановые и светло-каштановые), так и их горных окаймлений (горно-тундровые, горно-луговые и горные лугово-степные).

Распределение марганца в почвенной толще также неоднородно. Кислая реакция среды и обильное увлажнение почв высокогорного пояса обусловливают высокую миграционную способность марганца в почвенном профиле и вынос его в нижележащие горизонты в горно-луговых и горных лугово-степных почвах. В горно-тундровых почвах аккумулятивно-иллювиальный тип распределения марганца связан одновременно с биогенным накоплением элемента и промыванием его в нижележащие горизонты.

В горно-лесном поясе аккумулятивный тип распределения микроэлемента наблюдается во всех типах почв: в горно-лесных бурых и горно-лесных черноземовидных, содержащих в верхнем горизонте много грубого гумуса (до 18,6%), который при слабокислой реакции среды способен связывать марганец, поступающий в большом количестве с ежегодным лесным опадом и отмирающим горно-лесным разнотравьем; в горно-лесных дерново-глубокоподзолистых и горно-лесных серых почвах отмечается незначительное увеличение концентрации элемента в иллювиальном горизонте, что связано с процессами оподзоливания.

В почвах лесостепного пояса - черноземах выщелоченных и оподзоленных, а также черноземах межгорных котловин - обыкновенных и южных - ярко выражен аккумулятивный тип распределения элемента. Миграция марганца вниз по профилю сводится к минимуму в связи с тем, что нижележащие горизонты содержат карбонаты, препятствующие передвижению микроэлемента.

Для каштановых и светло-каштановых почв высокогорных котловин характерно равномерное распределение марганца по профилю при незначительном увеличении его в гумусовом горизонте.

В интразональных почвах, представленных черноземно-луговыми, лугово-черноземными и лугово-болотными почвами, формирующимися в условиях повышенного увлажнения, характеризующимися кислой и слабокислой реакцией среды, создаются восстановительные условия, благоприятные для миграции марганца в нижележащие горизонты. Вместе с тем, повышенное увлажнение создает предпосылки для интенсивного роста и развития травянистой растительности, гумусообразования и гумусонакопления. Но в этих условиях соотношение процессов выщелачивания и биогенной аккумуляции марганца сдвигается в пользу первого. Закреплению марганца в нижних горизонтах рассматриваемых почв способствует также интенсивно протекающий процесс оглеения.

Установлена слабая корреляционная зависимость между содержанием марганца и гумусом, глинистой фракцией и илом. Для горно-лесных дерново-глубокоподзолистых и горно-лесных серых почв она отрицательная.

Средние концентрации цинка в разнотипных почвах региона исследований варьируют незначительно, в то время как минимальные и максимальные значения различаются в пределах типа в десятки раз (см. табл. 1). Наибольшие концентрации обнаружены в почвах горно-лесного пояса: горно-лесных бурых, горно-лесных черноземовидных и горно-лесных серых, наименьшие - в почвах высокогорного пояса.

Черноземные почвы занимают промежуточное положение. В этих же пределах находится среднее содержание элемента в черноземно-луговых и лугово-черноземных почвах. Наибольшая вариабельность в содержании цинка отмечается в типе каштановых почв, что, вероятно, связано с разной насыщенностью цинком почвообразующих субстратов.

Более заметны различия в содержании цинка в почвенном покрове физико-географических провинций Алтая. Максимальные концентрации микроэлемента обнаружены в почвенном покрове Северо-Западной Алтайской провинции, основу которого составляют горно-лесные почвы.

В почвенном покрове Северо-Восточной Алтайской провинции значительную долю занимают горно-лесные дерново-глубокоподзолистые почвы, характеризующиеся более низким содержанием элемента.

Почвенный покров Северо-Алтайской провинции представлен в основном пахотно-пригодными почвами черноземного типа со сравнительно низким содержанием элемента, и в Центрально-Алтайской провинции - почвами черноземного типа и темно-каштановыми, отличающимися более высокой концентрацией цинка, что, соответственно, отразилось на содержании микроэлемента в почвенном покрове.

Внутрипрофильное распределение цинка в почвах Горного Алтая в основном равномерное. Элювиально-иллювиальный тип распределения отмечен в горно-лесных дерново-глубокоподзолистых почвах, что связано, во-первых, с проявлением процессов оподзоливания и, во-вторых, с образованием более подвижных соединений цинка с фульвокислотами.

Обедненность цинком элювиального горизонта наблюдается в горно-лесных серых почвах, при этом значительного обогащения элементом иллювиального горизонта не обнаружено. В остальных типах почв миграция цинка в нижележащие горизонты ограничена сорбционным концентрированием элемента путем комплексообразования с гуминовыми кислотами. Однако связь с гуминовыми кислотами не означает полного выведения элемента из миграции. Незначительная аккумуляция цинка отмечена в гумусовом горизонте горно-лесных бурых почв.

Не обнаружено аккумуляции цинка в органогенных горизонтах почв черноземного типа. Имеющиеся в литературе данные по этому вопросу довольно противоречивы. В лугово-черноземных и черноземно-луговых почвах Алтайской горной области процессы выщелачивания преобладают над процессами аккумуляции, и биогенного накопления цинка не отмечается.

Установлена положительная корреляционная зависимость (средняя и сильная) между содержанием цинка и содержанием гумуса в черноземах южном, обыкновенном и каштановой почве, ила - в черноземе южном и горно-лесной дерново-глубокоподзолистой почве, физической глины - в черноземе южном, карбонатов - в горно-лесной дерново-глубокоподзолистой почве, физической глины - в горно-лесной дерново-глубокоподзолистой почве, всех подтипах черноземов и каштановой почве, катионов кальция и магния - в горно-луговой, горной лугово-степной и каштановой почвах, черноземе южном, величиной рН - в горно-лесной серой, ёмкости поглощения - в горной лугово-степной почве.

Биогеохимия меди в почвах Горного Алтая ранее изучалась М.А. Мальгиным (1978). Полученные нами данные по содержанию меди в некоторых типах почв несколько выше.

Наибольшие концентрации элемента свойственны всем подтипам черноземов, особенно чернозёмам оподзоленным и выщелоченным, что связано, с одной стороны, с высоким содержанием гумуса, тяжелым гранулометрическим составом, и, с другой стороны, агротехногенным загрязнением этих почв - применением медьсодержащих пестицидов на хмельниках и овощных культурах, занимающих значительную долю пашни в Северо-Алтайской провинции во 2-ой половине прошлого столетия. Медь является относительно малоподвижным элементом в почвах ввиду того, что её ионы легко осаждаются такими анионами, как сульфид, карбонат и гидроксид, связываются гуминовыми кислотами. Поэтому, несмотря на промывной и периодически промывной типы водного режима, выщелачивания элемента из почвы не происходит.

Из почв горно-лесного пояса наибольшим содержанием микроэлемента выделяются горно-лесные черноземовидные и горно-лесные серые, меньшим - горно-лесные бурые. Полученные данные по содержанию меди несколько выше средних в почвах бывшего СССР.

Самое низкое содержание меди в почвах высокогорного пояса, что связано с незначительным содержанием элемента в почвообразующих породах, большой долей в составе гумуса фульвокислот, способствующих миграции меди за пределы почвенного профиля.

В типе каштановых почв наименьшие концентрации меди обнаружены в подтипе темно-каштановых. Определенное нами содержание меди превосходит таковое в почвах бывшего СССР почти в 3 раза.

Закономерности пространственного распределения меди в почвенном покрове в системе высотной поясности Горного Алтая распространяются и на почвы разных физико-географических провинций Алтая.

В большинстве исследованных нами почв Алтайской горной области отмечается равномерное распределение меди по профилю: в почвах высокогорного пояса, горно-лесного пояса, каштановых почвах. Незначительное увеличение концентрации элемента обнаружено в карбонатных горизонтах черноземов выщелоченных и южных. В остальных типах почв установить каких-либо закономерностей внутрипрофильного распределения меди не удалось.

Положительная зависимость средней и высокой степени обнаружена между содержанием меди и содержанием ила, физической глины в горно-лесных бурых и горно-лесных дерново-глубокоподзолистых почвах, черноземах южных и каштановых почвах; карбонатов - в горно-лесных бурых и горно-лесных черноземовидных, с величиной рН - в горно-лесных серых.

Среднее содержание кобальта в совокупности почв Горного Алтая равно 17,0±0,3 мг/кг (см. табл. 1) и превышает в 2 раза кларк, составляющий для почв бывшего СССР, 8 мг/кг (Виноградов, 1957). На более высокое содержание Co в почвах Горного Алтая (15,8±0,2 мг/кг), по сравнению с другими регионами, указывает М.А. Мальгин (1978), в почвах прилегающих равнинных районов Алтайского края (20 мг/кг) - Я.Г. Баркан (1969).

Повышенное содержание валового кобальта так же, как и валовой меди, в почвенной толще горной страны связано со значительными концентрациями элемента в горных и почвообразующих породах, на которых развивается почвенный покров.

В разнотипных почвах Горного Алтая средние содержания микроэлемента различаются не более чем в 2 раза, в то время как внутри типа эти различия могут достигать 30 и более раз (каштановые почвы). Максимальные концентрации элемента обнаружены в почвах горно-лесного пояса. Несколько меньше обогащены кобальтом почвы черноземного ряда. На обследованной территории содержание кобальта в разных подтипах чернозема снижается от выщелоченных и оподзоленных к южным.

Наиболее высокими концентрациями кобальта характеризуются почвы Северо-Восточной Алтайской провинции, представленные горно-лесными бурыми, дерново-глубокоподзолистыми и серыми тяжелого гранулометрического состава, формирующимися под лесной растительностью, отличающейся большей биологической аккумуляцией кобальта по сравнению с травянистой дикорастущей и культурными растениями. Повышенные концентрации элемента в почвах Восточно-Алтайской провинции обусловлены влиянием расположенных здесь месторождений и рудопроявлений, создающих ореолы рассеяния кобальта.

В почвах, находящихся под полевыми и кормовыми культурами, биологическая аккумуляция кобальта незначительная, что отражается на содержании изучаемого микроэлемента в почвенном покрове Северо-Алтайской и Центрально-Алтайской провинций, где сосредоточена основная доля пахотнопригодных почв Горного Алтая.

В большинстве исследованных почв Алтайской горной области отмечается равномерное распределение кобальта по профилю во всех типах почв горно-лесного пояса, черноземах обыкновенных, всех подтипах каштановых почв. Некоторая обогащенность кобальтом горизонта В обнаружена в горных лугово-степных почвах и черноземах южных, нижележащих горизонтов - в почвах высокогорного пояса, что обусловлено, вероятно, существующими здесь ореолами рассеяния этого элемента.

Из всех исследованных свойств почв обнаружена достоверная положительная корреляционная зависимость (средняя и сильная) между содержанием кобальта и величиной ёмкости поглощения, содержанием Ca²⁺, Mg²⁺.

Концентрация молибдена в совокупности почв Алтайской горной области варьирует в довольно широких пределах: от 1,2 до 32, в среднем составляя 4,2±0,1 мг/кг, что в 2 раза превышает кларковое значение (см. табл. 1).

Минимальные концентрации элемента характерны для всех исследованных типов почв высокогорного пояса, прежде всего, его горных окаймлений. Выше содержание молибдена в светло-каштановых почвах высокогорных котловин Чуйской и Курайской. Наибольшие концентрации свойственны почвам черноземного ряда и темно-каштановым. Промежуточное положение занимают почвы горно-лесного пояса, с максимальными концентрациями в горно-лесных черноземовидных и минимальными - в горно-лесных бурых.

Для молибдена в почвах нашей страны определены узкие пределы минимальных и максимальных пороговых концентраций: нижний критический предел - < 1,5, верхний - > 4 мг/кг.

Из физико-географических провинций максимальные концентрации молибдена в почвах (7,4±0,3 мг/кг) обнаружены в Восточно-Алтайской, минимальные - в Юго-Восточной Алтайской (3,1±0,1 мг/кг) и Северо-Восточной Алтайской (3,3±0,1 мг/кг). Определяющими факторами здесь являются совокупность почв, образующих почвенный покров провинции, и содержание микроэлемента в почвообразующих породах.

В почвах Алтайской горной области во всех исследованных типах и подтипах отмечается равномерное распределение молибдена по профилю, за исключением горно-луговых почв, где обнаружено биогенное накопление элемента.

Положительная достоверная корреляционная зависимость средней и высокой степени между содержанием гумуса, ила, физической глины, карбонатов и содержанием молибдена установлена только в черноземах южных и каштановых почвах.

Содержание марганца, цинка, меди, кобальта и молибдена в растениях зависит от видовой принадлежности и содержания его в почвах. Среди горно-лесной растительности выделяется группа растений - манганофилов, отличающихся содержанием марганца, превышающим его нормальные содержания.

В данной главе приведены сводные данные результатов полевых опытов по изучению влияния микроудобрений (марганцевых, кобальтовых, медно-кобальтовых, молибденовых) на урожайность и химический состав сельскохозяйственных культур (пшеницы, ячменя, свеклы сахарной, овса, капусты, картофеля, конских бобов) и естественных сенокосов и пастбищ, проведенных разными исследователями и автором на разнотипных почвах (черноземах выщелоченных, обыкновенных, темно-каштановых, каштановых, лугово-черноземных, горно-лесных серых) в разных природно-климатических районах Алтайской горной области. Установлено, что применение микроудобрений в Горном Алтае не дает ожидаемого эффекта, ввиду обеспеченности почв соответствующими микроэлементами.

Глава 5 «Тяжелые металлы в компонентах ландшафта» посвящена группе элементов-токсикантов - Pb, Cd, Hg.

Для Горного Алтая, где основным и практически единственным видом транспорта является автомобильный, проблема свинцового загрязнения весьма актуальна.

В почвообразующих породах Алтайской горной области концентрация свинца варьирует в широких пределах: от 6 до 200 мг/кг, в среднем составляя 19,9±1,3 мг/кг. Максимальные концентрации обнаружены в аллювиально-делювиальных отложениях и лессовидных карбонатных суглинках, минимальные - в аллювиальных отложениях. Наибольшая вариабельность отмечается в породах тяжелого гранулометрического состава - бескарбонатных бурых глинах, для них же характерны максимальные абсолютные содержания.

Среднее содержание свинца в почвах Алтайской горной области практически равно таковому в почвообразующих породах, 19,1±0,9 и 19,9±1,3 мг/кг соответственно (табл. 2).



Таблица 2 Содержание тяжелых металлов в почвах Горного Алтая, мг/кг

Почвы	Pb	Cd	Hg
1	2	3	4
Почвы высокогорного пояса
Горно-тундровые		Не опр.	Не опр.
Горно-луговые		- « » -	- « » -
Горные лугово-степные		- « » -	- « » -
Почвы горно-лесного пояса
Горно-лесные бурые		0,03-0,07
Горно-лесные дерново-глубокоподзолистые		Не опр.
Горно-лесные серые		- « » -
Горно-лесные черноземовидные		- « » -
Почвы лесостепного пояса
Черноземы выщелоченные и оподзоленные		0,01-0,03
Почвы межгорных котловин и речных долин
Черноземы обыкновенные		0,01-0,09
Черноземы южные		0,01-0,11
Темно-каштановые		0,01	Не опр.
Каштановые		0,08-0,11
Светло-каштановые		Не опр.
Интразональные почвы
Черноземно-луговые и лугово-черноземные		Не опр.
Лугово-болотные		- « » -	Не опр.
В среднем

Примечание. Не опр. - не определяли

Наименьшие концентрации исследуемого элемента обнаружены во всех типах почв высокогорного пояса и всех подтипах каштановых почв, наибольшие - в почвах лесостепного пояса - черноземах выщелоченных и оподзоленных.

Пространственное распределение свинца в почвенном покрове отдельных физико-географических провинций определяется набором почв, составляющих его. Максимальные концентрации обнаружены в почвах Северо-Алтайской и Центрально-Алтайской провинций, где основная доля в почвенном покрове приходится на черноземные почвы. Кроме того, территория Северо-Алтайской провинции подвержена локальному свинцовому загрязнению, в основном, за счет многочисленных котельных и высокой насыщенности автотранспортными средствами.

Распределение свинца по профилю исследуемых почв не подчиняется строгой закономерности.

В почвах высокогорного пояса наблюдается накопление свинца в горизонте В. В почвах горно-лесного пояса - в горно-лесных бурых почвах и горно-лесных серых - отмечается два максимума содержания элемента: в горизонте А (биогенное накопление) и горизонте В. В этих же почвах обнаружена достоверная положительная корреляционная зависимость между концентрацией свинца и содержанием гумуса. В дерново-глубокоподзолистых почвах также обнаружено два максимума содержания свинца - в иллювиальном горизонте и материнской породе.

В почвах черноземного ряда биогенное накопление обнаружено только в черноземах южных. Равномерное распределение характерно для темно-каштановых почв. В интразональных почвах максимум содержания свинца - в горизонте В.

Почти во всех типах почв наблюдается достоверная отрицательная корреляционная зависимость между концентрацией свинца и реакцией почвенного раствора.

В целом, уровень концентраций свинца в почвенном покрове Алтайской горной области находится на уровне фоновых значений.

Максимальные концентрации свинца обнаружены в растениях Северного Алтая, минимальные - Центрального Алтая, что соответствует содержанию его в почвах этих районов.

Не обнаружено значительных колебаний в среднем содержании свинца и в растениях разных ботанических семейств при заметных различиях внутри них. Максимальные концентрации обнаружены в корнях Polemonium coeruleum L. и Paeonia anomala L.

Максимальные фоновые концентрации кадмия тяготеют к почвообразующим породам тяжелого гранулометрического состава - бескарбонатным бурым глинам и варьируют в широких пределах: от 0,8 до 2,2 мг/кг.

В районах месторождений (Чаган-Узунское ртутное месторождение, в районе озера Чибит-Коль) содержание элемента возрастает в десятки и сотни раз и варьирует от 1,2 до 11,4 мг/кг.

В чернозёмных почвах Алтайской горной области, фоновое содержание кадмия значительно ниже кларка (см. табл. 2).

В почвах, отобранных в районах месторождений, среднее содержание кадмия в целом по профилю выше фонового в 400 раз и варьирует в верхних горизонтах от 1, 3 до 8,6 мг/кг.

Заметные различия между фоновыми почвами и почвами, развитыми в районах месторождений, проявляются не только в уровне концентраций, но и в характере внутрипрофильного распределения элемента. Если в фоновых почвах отмечается в основном равномерное распределение кадмия по профилю, то в почвах в районах месторождений более высокие концентрации тяготеют к нижней части профиля - к почвообразующей породе.

Содержание кадмия в растениях Алтайской горной области варьирует в довольно широких пределах - от 0,001 до 1,600 мг/кг.

Содержание ртути в почвообразующих субстратах Алтайской горной области колеблется: от 0,009 до 0,400 мг/кг. Большие различия свойственны аллювиальным и элювио-делювиальным отложениям, что обусловлено участием в формировании этих седиментов полипетрографического материала.

Сравнительно меньшее варьирование концентраций ртути отмечается в тонкодисперсных отложениях: бескарбонатных бурых глинах и лессовидных суглинках. На характер распределения микроэлемента в тонкодисперсных фракциях влияют, вероятно, процессы переотложения. В целом, тонкодисперсные материнские породы Алтайской горной области меньше насыщены ртутью, чем супесчаные и песчаные аллювиальные и элювио-делювиальные.

В целом, региональный фон ртути в почвообразующих породах Алтайской горной области находится на уровне кларка.

Из исследованных почв Алтайской горной области наименьшие концентрации ртути обнаружены в горно-лесных дерново-глубокоподзолистых и горно-лесных серых (см. табл. 2).

Максимальное содержание ртути в черноземах южных и каштановых почвах обусловлено, вероятно, щелочной реакцией среды и наличием карбонатного биогеохимического барьера, а также более высоким уровнем концентраций элемента в аллювиальных и аллювиально-делювиальных отложениях, на которых формируются эти почвы.

Проведенный анализ пространственного распределения ртути в почвенном покрове (с учетом почвенного разнообразия) Алтайской горной области выявил четкую закономерность: почвам Северо-Восточного Алтая свойственны самые низкие концентрации ртути; самые высокие - почвам районов, тяготеющих к Катунскому разлому и районам ртутной полиметаллической минерализации. Остальная, большая часть рассматриваемого региона, по уровню содержания ртути в почве занимает промежуточное положение между первой и второй. В целом, география содержания ртути в почвенном покрове Алтайской горной области повторяет пространственные закономерности концентрации микроэлемента в почвообразующих породах.

В фоновых почвах Алтайской горной области биогенного накопления ртути не наблюдается. Почти во всех исследованных типах и подтипах распределение ртути по профилю равномерное.

В условиях Алтайской горной области уровень концентраций ртути не зависит от гранулометрического состава, а определяется её содержанием в почвообразующем субстрате. Так, горно-лесные почвы Северо-Восточной Алтайской провинции, несмотря на тяжелый гранулометрический состав, отличаются низким содержанием ртути, а почвы долины р. Катуни (Северо-Алтайская) - черноземы южные и каштановые легкого гранулометрического состава более насыщены ртутью.

Сильная положительная корреляционная зависимость обнаружена между содержанием илистой фракции (чернозем южный), емкостью катионного обмена (черноземные и каштановые почвы).

Значительная удаленность Горного Алтая от крупных индустриальных центров и экстенсивное ведение сельского хозяйства практически исключают антропогенное загрязнение ртутью. Однако, наличие на территории горной области промышленных месторождений ртути, мелких рудопроявлений и точек киноварной минерализации не исключает природных локальных загрязнений почв ртутью.

Нами исследовано содержание ртути в почвах Чаган-Узунского и Акташского месторождений, находящихся в бассейне р. Чуи. Результаты исследований свидетельствуют о высоком содержании ртути в почвах над месторождениями и в ореолах рассеяния: в несколько раз выше фоновых значений, а в отдельных разрезах - ПДК микроэлемента в почвах (2,33±0,24 мг/кг). В отдельных точках концентрации этого элемента достигают 36 мг/кг.

Внутрипрофильное распределение ртути над месторождениями независимо от типа почвообразования характеризуется нарастанием содержания ее с глубиной, вероятно, сказывается прямое влияние рудного тела.

Таким образом, пространственное распределение ртути в почвенном покрове Алтайской горной области определяется в основном закономерностями географии ртути в почвообразующих субстратах, а внутрипрофильное распределение ртути является функцией почвообразовательных процессов и исходного содержания элемента в почвообразующей породе.

В исследованных растениях Горного Алтая концентрация ртути варьирует в широких пределах: от 0,003 до 0,180 мг/кг, в среднем составляя 0,0188±0,0013 мг/кг.

Глава 6 «Эколого-биогеохимическая оценка наземных экосистем Алтайской горной области». Педосфера - специфическая оболочка биосферы, не только аккумулирующая различные химические элементы, но и выступающая в качестве естественного буфера, регулирующего транспорт химических элементов в основные компоненты биосферы - атмосферу, гидросферу и живое вещество. Тяжелые металлы и другие приоритетные токсиканты, поступающие из различных источников, попадают, в конечном итоге, в верхние горизонты почв, где в дальнейшем их поведение определяется свойствами последних. Длительность пребывания тяжелых металлов в педосфере существенно больше, чем в других компонентах биосферы. Металлы, аккумулирующиеся в почвах, сравнительно медленно удаляются при выщелачивании, поглощении растениями и в результате экзогенных процессов.

Уровень концентрации тяжелых металлов в почвах определяется, главным образом, их содержанием в почвообразующих породах. Сравнение уровней содержания исследованных химических элементов в почвообразующих породах Алтайской горной области с их содержанием в земной коре показывает, что содержание меди, кобальта и ртути близко к кларку, марганца, цинка, кадмия - ниже, а молибдена и свинца - выше кларка (табл. 3).

По сравнению с почвообразующей породой в почвах Алтайской горной области отмечается заметное накопление только марганца и ртути, незначительное - цинка. Содержание молибдена и свинца в почвообразующих породах и почвах исследуемого региона практически одинаковое. Уровень концентрации остальных изучаемых элементов в почвах Алтайской горной области ниже, чем в почвообразующих породах. Установленные нами закономерности не совпадают с мировыми данными, что связано со спецификой почвообразовательного процесса и перераспределением химических элементов в системе почвообразующая порода - почва в условиях горного рельефа. В то же время, как указывает А.А. Алексеенко (2000), в настоящее время кларки многих элементов подлежат уточнению.

Таблица 3 Содержание химических элементов, мг/кг

Химический элемент	Почвообразующие породы Горного Алтая	Кларк в земной коре (Виноградов, 1962)	Почвы Горного Алтая	Кларк в почвах мира
				Виноградов, 1962	Кабата-Пендиас, 1989
Mn	664,9±17,4	1500	707,5±10,5	850	545
Zn	55,7±1,6	83,0	58,3±0,7	50	61,5
Cu	45,1±1,3	47,0	40,6±0,6	20	23,0
Co	18,7±0,6	18,0	16,9±0,3	10	8,5
Mo	4,3±0,2	1,0	4,2±0,1	2	2,0
Pb	19,9±1,3	16,0	19,1±0,9	10	10,0
Cd	0,01-2,2	13	0,01-0,11	0,5	0,5
Hg	0,089±0,012	0,08	0,116±0,003	0,01	0,01

Для эколого-биогеохимической оценки почвенного покрова Алтайской горной области был проведен сравнительный анализ элементного химического состава гумусовых горизонтов и почвенного профиля в целом.

Нами установлено, что гумусовые горизонты обогащены марганцем по сравнению с профилем в целом во всех типах почв горно-лесного пояса, почвах черноземного ряда и каштановых, что связано с биогенным накоплением элемента. В почвах высокогорного пояса этого не наблюдалось.

Для всех остальных химических элементов, как биогенных, так и токсикантов, уровни содержания в гумусовых горизонтах и в профиле в целом практически не различаются, что свидетельствует об отсутствии в Горном Алтае техногенного загрязнения тяжелыми металлами.

Концентрации исследуемых химических элементов в почвах Горного Алтая, за исключением районов ртутного рудопроявления, можно считать фоновыми, так как эти почвы не подвержены ни природному, ни антропогенному загрязнению.

В последние десятилетия проявляется все больший интерес к Горному Алтаю, как к территории, привлекающей многочисленных туристов. В ближайшем будущем планируется создание туристско-рекреационной зоны, поэтому большой теоретический интерес представляет определение устойчивости почвенного покрова к воздействию повышенных концентраций тяжелых металлов, под которой понимают потенциальный запас буферности почв (Глазовская, 1997). Защитные возможности почв по отношению к микроэлементам, большинство из которых являются тяжелыми металлами, не беспредельны. Чем выше защитные возможности почвы, тем большее количество тяжелых металлов она в состоянии переводить в малодоступные для растений и слабомигрирующие соединения. Таким образом ограничивается движение избыточных количеств химических элементов по пищевой цепочке и в сопредельные среды (Ильин, 1995).

При расчете буферной способности почв нами за основу была взята разработанная В.Б. Ильиным (1995, 2007), В.Б. Ильиным, А.И. Сысо (2001) шкала буферности почв к тяжелым металлам на базе данных об инактивирующем влиянии на микроэлементы (тяжелые металлы) свойств и состава почвы, которое ранее было достаточно полно изучено Г.Я. Ринькисом (1972), Г.Я. Ринькисом, В.Ф. Ноллендорфом (1982).

Полученные результаты показывают, что высокой степенью буферности по отношению к элементам, подвижным в кислой среде, отличаются черноземные и темно-каштановые почвы, повышенной - горные лугово-степные, каштановые и светло-каштановые, средней - все типы почв горно-лесного пояса и почвы высокогорного пояса (горно-тундровые и горно-луговые) (табл. 4).

По отношению к элементам, подвижным в щелочной среде, буферная способность почв Горного Алтая значительно ниже (см. табл. 4).

Для оценки и прогнозирования воздействия загрязняющих веществ на отдельные компоненты природной среды разработаны системы нормативов. При проведении эколого-биогеохимической оценки территории наиболее часто используются нормы предельно допустимой концентрации (ПДК) или ориентировочно допустимой концентрации (ОДК) химических веществ в почве.

В таблице 5 приведены средние концентрации химических элементов в почвах Алтайской горной области в сравнении с некоторыми нормативными показателями валового содержания тяжелых металлов в почвах, принятые в разные годы в России и за рубежом. В нашей стране предъявляются более жесткие требования к этим показателям. Содержание тяжелых металлов в почвах Горного Алтая не превышает величину ПДК и ОДК по всем исследованным элементам.

Таблица 5 Содержание тяжелых металлов в почвах Горного Алтая и нормативные показатели, мг/кг

Элемент	Класс опасности	Содержание в почвах Горного Алтая	ПДК, Кloke (1980)	ОДК, ГН 2.1.7.020-94	ОДК, 1995	ПДК, МУ 2.1.7.730-99
				песчаные	кислые	нейтральные
Mn	3	707,5±10,5					1500	1500
Zn	1	58,3±0,7	300	55,0	110,0	220,0	100
Cu	2	40,6±0,6	100	33,0	66,0	132,0	55
Co	2	16,9±0,3	50
Mo		4,2±0,1	5,0
Pb	1	19,1±0,9	100	32,0	65,0	130,0	30	32
Cd	1	1,6±0,2	3	0,5	1,0	2,0
Hg	1	0,12±0,01						2,1

Химический состав растений зависит от состава почв, на которых они произрастают, но не повторяет его, так как растения избирательно поглощают необходимые им элементы в соответствии с физиологическими и биохимическими потребностями.

В совокупности исследованных растений Горного Алтая средние содержания цинка, меди, кобальта близки к кларковым значениям, немного выше - молибдена, свинца, кадмия и ртути (табл. 6). Высокие верхние значения концентраций марганца, превышающие нормальные содержания, свойственны растениям-манганофилам, что не должно вызывать тревоги.

Растения Горного Алтая в основном используются в 2-х направлениях: как лекарственные и кормовые. Содержание исследуемых элементов в растениях Горного Алтая не превышает максимально допустимый уровень в кормах, а концентрация элементов-токсикантов - допустимый уровень для БАДов (биологически активных добавок) на растительной основе (табл. 7).



Таблица 6 Содержание химических элементов в растениях, мг/кг

Химический элемент	Растения Горного Алтая	Растительность суши	Авторы
Mn		15-500	А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас, 1989
Zn		1,2-73 30,0	-« »- В.В. Добровольский, 1998
Cu		5-30,0	А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас, 1989
Co	Сл. - 1,98	0,01-2,0	-« »-
Mo		0,03-1,0	-« »-
		0,6	В.В. Добровольский, 1983б
Pb		0,1-10,0 1,25	А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас, 1989 В.В. Добровольский, 1998
Cd		0,08-0,28	А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас, 1989
		0,005	В.В. Иванов, 1997
Hg		0,015	В.В. Ковальский, 1974
		0,012	В.В. Добровольский, 1983б

Таблица 7 Пороговые и нормативные концентрации химических элементов, мг/кг

Элемент	Среднее содержание в растениях Горного Алтая	Недостаток (нижняя пороговая концентрация)	Норма (пределы нормальной регуляции)	Избыток (верхняя пороговая концентрация)	МДУ для кормов	ДУ для БАДов
Mn	154,1±16,7	до 20	20-60	? 500	-
Zn	29,3±1,2	20-30	20-60	? 500	50-100
Сu	5,6±0,3	3-5	3-12	20-40	30-80
Co	Сл. - 1,98	0,1-0,3	0,3-1,0	? 1	1-3
Mo	0,99±0,01	0,2-2,5	1,0-2,5	? 2	2-3
Pb	1,80±0,09			? 60	3-5	6,0
Cd	0,095±0,015				0,3-0,4	1,0
Hg	0,0188±0,0013				0,05-0,1	0,1

Выводы

1. Разнообразные природно-климатические условия, отличающиеся сложностью геоморфологических, геологических, гидрографических, климатических условий, значительной пестротой растительного и почвенного покрова, обусловили различия в содержании и характере распределения химических элементов в наземных экосистемах Алтайской горной области.

Свойства основных почвообразующих пород различного генезиса (элювиально-делювиальных, аллювиальных, аллювиально-делювиальных, лессовидных карбонатных суглинков и бурых бескарбонатных глин) значительно варьируют.

Установленные физические и физико-химические параметры почв, влияющие на концентрацию, пространственное и внутрипрофильное распределение химических элементов: содержание гумуса, карбонатов, реакция среды, емкость поглощения, поглощенные катионы, а также гранулометрический состав изменяются в широких пределах. Содержание гумуса в органогенных горизонтах колеблется от 1,6±0,3 в светло-каштановых до 24,4±2,7% в горно-тундровых почвах; карбонатов - от 0 в почвах высокогорного и горно-лесного поясов до 8,6±1,5% в каштановых почвах. Реакция среды находится в диапазоне от сильнокислой в горно-лесных дерново-глубокоподзолистых и горно-тундровых до сильнощелочной в каштановых почвах; гранулометрический состав - от песчаного до глинистого.

Неоднородность почвообразующего субстрата и свойств горных почв, ландшафтно-геохимических условий миграции в системе высотной поясности обусловливают значительную вариабельность концентраций биогенных микроэлементов и тяжелых металлов в педосфере Алтайской горной области.

По сравнению с почвообразующей породой в почвах фоновых территорий Алтайской горной области отмечается заметное накопление только марганца и ртути, незначительное - цинка. Содержание молибдена и свинца в почвообразующих породах и почвах исследуемого региона практически одинаковое. Уровень концентрации остальных изучаемых элементов в почвах Алтайской горной области ниже, чем в почвообразующих породах.

2. Концентрации микроэлементов и тяжелых металлов в почвообразующих породах находятся в пределах кларковых и фоновых значений и составляют: Mn - 664,9±17,4; Zn - 55,7±1,6; Cu - 45,1±1,3; Co - 18,7±0,6; Mo - 4,3±0,2; Pb - 19,9±1,3; Cd - 0,01±2,2; Hg - 0,089±0,012 мг/кг.

3. Уровни концентраций биогенных микроэлементов в почвах Алтайской горной области находятся в пределах кларка и фоновых значений, за исключением меди, содержание которой превышает кларк в 2 раза, и составляют: Mn - 707,5±10,5; Zn - 58,3±0,7; Cu - 40,6±0,6; Co - 16,9±0,3; Mo - 4,2±0,1 мг/кг.

Применение микроудобрений не повлияло достоверно на величину и качество урожая, а также практически не изменило содержание внесенных микроэлементов в растительной массе.

Концентрации тяжелых металлов в почвах Алтайской горной области, за исключением районов ртутного рудопроявления, можно считать фоновыми, так как эти почвы не подвержены ни природному, ни антропогенному загрязнению и составляют: Pb - 19,1±0,9; Cd - 0,01±0,11; Hg - 0,116±0,003 мг/кг.

Аномальные концентрации тяжелых металлов (ртути и кадмия) обнаружены в почвах, формирующихся над рудными месторождениями, где среднее содержание ртути равно 2,33±0,24 мг/кг и превышает фоновое более чем в 20 раз. В отдельных точках концентрации этого элемента достигают 36 мг/кг. Такие высокие содержания свойственны почвам, находящимся непосредственно над рудными телами. Ореолы рассеяния локализованы в пространстве, содержание ртути в почвах ореолов в 2-3 раза выше фоновых значений. Уровень концентраций кадмия в почвах в районах месторождений превышает фоновые в 380-400 раз.

4. Внутрипрофильное распределение биогенных микроэлементов и тяжелых металлов в почвах, как и изменяющиеся с глубиной свойства почв, характеризуется неоднородностью. Исследованным почвам свойственны все типы внутрипрофильного распределения микроэлементов: равномерное, с биогенным накоплением, с максимумом в карбонатном горизонте, элювиально-иллювиальное.

Внутрипрофильное распределение ртути и кадмия в почвах над месторождениями независимо от типа почвообразования характеризуется нарастанием их содержания с глубиной.