CC BY
9
УДК 502.72:504.064.3:574(477.75)
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛЬНОГО МОНИТОРИНГОВОГО ПРОФИЛЯ ОПУКСКОГО ПРИРОДНОГО ЗАПОВЕДНИКА
В В. КОРЖЕНЕВСКИЙ1, Е Ю. ДУБС1, Ю.В. КОРЖЕНЕВСКАЯ2
Никитский ботанический сад - Национальный научный центр, г. Ялта 2Европейский университет (Ялтинский филиал), г. Ялта
Впервые проведен анализ геохимического состояния почв модельного профиля в Опукском природном заповеднике. Рассчитан коэффициент концентрации для всех выявленных химических элементов, определена геохимическая ассоциация каждой пробной площади, оценен уровень аномальности. Результаты послужат основой долгосрочного мониторинга заповедных экосистем.
Ключевые слова: биоразнообразие, мониторинг, модельный профиль, аномальность, геохимическая ассоциация, коэффициент концентрации, коэффициент обогащения.
Введение
Экосистема - явление функциональное, которое оценивается по интенсивности потока энергии, протекающей через нее, характеру круговоротов веществ, величине биологической продукции (первичной и вторичной). Изучение биоразнообразия -живого населения экосистемы, в которой в конечном итоге отражается ее функция, играет важную роль. Биоразнообразие зависит от общего богатства флоры, инвайронментального "сита", где важнейшим выступает геохимическая составляющая, переменности режима среды, наличие виолента, режима нарушений, возраста экосистемы и др. Все перечисленные факторы формирования видового богатства взаимодействуют, чем и объясняется сложность прогноза биоразнообразия.
Для проведения мониторинговых исследований и получения данных о прохождении через экосистему вещества необходимы сведения о современном геохимическом составе почвенного покрова. Получение точной и надежной информации о химическом составе веществ - актуальнейшая задача, которая может быть решена только с привлечением различных физических и химических методов анализа и исследования. Определение химического состава многокомпонентных минеральных веществ и других природных объектов лежит в основе большинства работ, выполняемых в геохимии, экологии, агрохимии и других отраслях науки. Очевидно, что от качества этих измерений зависит достоверность многих научных гипотез, эффективность и правильность решений, а также возможность осуществления мониторинга за состоянием экосистем в условиях заповедного режима [1].
Объекты и методы исследования
Модельный профиль в Опукском природном заповеднике (ОПЗ, ОКК) был заложен в августе 1988 года еще до создания заповедника и специально планировался для проведения долгосрочного мониторинга экосистем. Начало профиля находится на приморском склоне г. Опук (дикий пляж шириной 7 м, экспозиция склона 120°, крутизна - 3°, высота над уровнем моря 0-1 м. Горная порода - валуны и глыбы известняка поперечником до 1,5 м (описание 2671а) до западного склона (тело древнего стабильного оползня, слабо выраженная оползневая терраса, переработанная антропогенным производством в античное время. На поверхности депрессии глубиной до 1 м, выступы глыб известняка высотой до 0,5 м, скотопрогонные тропы. Экспозиция склона 310°, крутизна - 5-10°, высота над уровнем моря - 120-140 м. Горная порода -известняковые блоки и глыбы древнего деляпсия. Почвы - южный чернозем,
карбонатный, частично смытый (описание 2693). Всего было заложено 40 геоботанических описаний, взяты укосы биомассы, включая ветошь и подстилку, а также отобраны почвенные образцы (глубина отбора 0-10 см).
Специально приготовленные образцы (растертые до состояния "пудры" в агатовой ступке) были переданы в лабораторию спектрального анализа объединения "Крымгеология". Пробы анализировались на содержание 45 микро- и макроэлементов. В пробах не были обнаружены следующие микроэлементы: W, As, Tl, Sb, Hg, Ta, Hf, U, Th, In, Cd, Au, при этом заметим, что они не обнаружены не потому, что их нет, а потому, что возможности спектрального анализа имеют свои ограничения на чувствительность в той рабочей области, на которую настроен прибор. Оценка концентрации в пробах выполнена относительно рабочего стандарта "Почва НБС" (№ 901-76 по Госреестру мер СССР). В зависимости от установленного порядка утверждения стандартные образцы подразделяется на следующие категории: стандартные образцы для оценки явлений глобального масштаба (СОГ); стандартные образцы регионального уровня (СОР); стандартные образцы для оценки на локальном уровне (СОЛ). В нашем исследовании использованы все три стандарта. Это позволило получить представление о геохимической ситуации в заповеднике и вести сравнительные наблюдения как на фоне биосферных, так и локальных изменений.
Результаты и обсуждение
Для смешанных выборок, характеризующих неоднородные геохимические поля исследуемых микроэлементов, выше названная оценка вполне приемлема. Однако, учитывая опыт обработки геохимических данных, можно использовать среднее содержание для количественной оценки ограниченного участка территории и определения меры аномальности концентрации исследуемого элемента на данной площади.
Уровень аномальности содержания элементов определялся путем подсчета коэффициента концентрации (К"с), который рассчитывается как отношение среднего содержания элемента в объекте или в точке опробования к среднему фоновому содержанию (табл.1).
Таблица 1
Коэффициент концентрации химических элементов в почве модельного профиля ОПЗ
Table 1
Concentration ratio of chemical elements in the soil of model profile ONR
№ Описания Химические элементы
СОГ СОЛ СОР СОГ СОЛ СОР СОГ СОЛ СОР СОГ СОЛ СОР СОГ СОЛ СОР
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Медь Свинец Кобальт Никель Цинк
2672а 0,11 0,23 0,20 0,39 0,32 0,17 0,30 0,31
2672б 0,11 0,23 0,20 0,50 0,40 0,14 0,24 0,25
2673а 0,26 0,54 0,48 0,94 0,75 0,35 0,63 0,42 0,26 0,45 0,47
2673б 0,26 0,54 0,48 0,94 0,75 0,44 0,80 0,53 0,26 0,45 0,47 0,30 0,48 0,25
2674а 0,26 0,54 0,48 0,75 0,60 0,56 1,00 0,67 0,34 0,61 0,62 0,12 0,19 0,10
2674б 0,21 0,45 0,40 0,75 0,60 0,44 0,80 0,53 0,26 0,45 0,47 0,18 0,29 0,15
2675 0,17 0,36 0,32 0,75 0,60 0,28 0,50 0,33 0,26 0,45 0,47 0,24 0,38 0,20
2676а 0,26 0,54 0,48 0,94 0,75 0,35 0,63 0,42 0,26 0,45 0,47 0,18 0,29 0,15
2676б 0,17 0,36 0,32 0,75 0,60 0,21 0,36 0,37
2677а 0,11 0,23 0,20 0,75 0,60 0,28 0,50 0,33 0,21 0,36 0,37
2677б 0,13 0,29 0,25 0,75 0,60 0,28 0,50 0,33 0,21 0,36 0,37
2678а 0,17 0,36 0,32 0,75 0,60 0,28 0,50 0,33 0,21 0,36 0,37 0,14 0,23 0,12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
26786 0,26 0,54 0,48 1,25 1,00 0,44 0,80 0,53 0,34 0,61 0,62 0,24 0,38 0,20
2679а 0,13 0,29 0,25 0,75 0,60 0,21 0,36 0,37
2679б 0,21 0,45 0,40 0,75 0,60 0,44 0,80 0,53 0,26 0,45 0,47 0,18 0,29 0,15
2680а 0,26 0,54 0,48 0,75 0,60 0,35 0,63 0,42 0,26 0,45 0,47 0,14 0,23 0,12
2680б 0,26 0,54 0,48 0,94 0,75 0,44 0,80 0,53 0,26 0,45 0,47 0,24 0,38 0,20
2680с 0,32 0,68 0,60 0,94 0,75 0,56 1,00 0,67 0,34 0,61 0,62 0,30 0,48 0,25
2680д 0,26 0,54 0,48 0,94 0,75 0,56 1,00 0,67 0,34 0,61 0,62 0,24 0,38 0,20
2681а 0,26 0,54 0,48 0,94 0,75 0,35 0,63 0,42 0,26 0,45 0,47 0,18 0,29 0,15
2681б 0,21 0,45 0,40 0,75 0,60 0,35 0,63 0,42 0,26 0,45 0,47 0,14 0,23 0,12
2682а 0,26 0,54 0,48 1,56 1,25 0,44 0,80 0,53 0,34 0,61 0,62 0,38 0,62 0,32
2682б 0,26 0,54 0,48 0,75 0,60 0,44 0,80 0,53 0,26 0,45 0,47 0,18 0,29 0,15
2683а 0,13 0,29 0,25 0,62 0,50 0,28 0,50 0,33 0,21 0,36 0,37
2683б 0,21 0,45 0,40 0,75 0,60 0,56 1,00 0,67 0,26 0,45 0,47 0,24 0,38 0,20
2683с 0,21 0,45 0,40 0,75 0,60 0,28 0,50 0,33 0,21 0,36 0,37
2683д 0,21 0,45 0,40 0,75 0,60 0,28 0,50 0,33 0,21 0,36 0,37 0,24 0,38 0,20
2684а 0,11 0,23 0,20 0,75 0,60 0,28 0,50 0,33 0,21 0,36 0,37
2684б 0,17 0,36 0,32 0,94 0,75 0,28 0,50 0,33 0,26 0,45 0,47
2686 0,21 0,45 0,40 0,94 0,75 0,28 0,50 0,33 0,26 0,45 0,47 0,14 0,23 0,12
2687 0,17 0,36 0,32 0,75 0,60 0,17 0,30 0,31 0,14 0,23 0,12
2689 0,43 0,91 0,80 1,25 1,00 0,67 1,20 0,80 0,69 1,21 1,25 0,76 1,21 0,63
2690 0,32 0,68 0,60 0,94 0,75 0,35 0,63 0,42 0,26 0,45 0,47 0,24 0,38 0,20
2691 0,26 0,54 0,48 0,75 0,60 0,56 1,00 0,67 0,34 0,61 0,62 0,24 0,38 0,20
2692 0,32 0,68 0,60 1,25 1,00 0,67 1,20 0,80 0,55 0,97 1,00 0,38 0,62 0,32
2693 0,32 0,68 0,60 0,75 0,60 0,56 1,00 0,67 0,34 0,61 0,62 0,30 0,48 0,25
Молибден Хром Ванадий Титан Олово
2672а 0,12 0,12 0,20 0,04 0,04 0,03 0,06 0,06 0,05
2672б 0,12 0,12 0,20 0,30 0,03 0,02 0,06 0,06 0,05
2673а 0,50 0,50 0,50 0,30 0,30 0,50 0,13 0,16 0,12 0,22 0,23 0,20
2673б 0,80 0,80 0,80 0,60 0,61 1,00 0,22 0,26 0,20 0,33 0,34 0,30 0,60 0,38 0,18
2674а 0,50 0,50 0,50 0,48 0,49 0,80 0,11 0,13 0,10 0,27 0,27 0,24
2674б 0,39 0,39 0,64 0,11 0,13 0,10 0,22 0,23 0,20
2675 0,50 0,50 0,50 0,24 0,24 0,40 0,09 0,10 0,08 0,22 0,23 0,20
2676а 0,63 0,63 0,63 0,39 0,39 0,64 0,11 0,13 0,10 0,22 0,23 0,20 0,60 0,38 0,18
2676б 0,30 0,30 0,50 0,07 0,08 0,06 0,18 0,18 0,16
2677а 0,50 0,50 0,50 0,14 0,14 0,24 0,06 0,06 0,05 0,09 0,09 0,08
2677б 0,14 0,14 0,24 0,06 0,06 0,05 0,14 0,14 0,12
2678а 0,50 0,50 0,50 0,24 0,24 0,40 0,09 0,10 0,08 0,18 0,18 0,16
2678б 0,63 0,63 0,63 0,60 0,61 1,00 0,28 0,32 0,25 0,44 0,45 0,40 0,80 0,51 0,25
2679а 0,50 0,50 0,50 0,24 0,24 0,40 0,07 0,08 0,06 0,14 0,14 0,12
2679б 1,00 1,00 1,00 0,39 0,39 0,64 0,17 0,19 0,15 0,27 0,27 0,24 0,80 0,51 0,25
2680а 0,63 0,63 0,63 0,39 0,39 0,64 0,17 0,19 0,15 0,18 0,18 0,16 0,48 0,31 0,15
2680б 0,63 0,63 0,63 0,39 0,39 0,64 0,17 0,19 0,15 0,27 0,27 0,24 0,60 0,38 0,18
2680с 0,80 0,80 0,80 0,60 0,61 1,00 0,36 0,42 0,32 0,56 0,57 0,50 0,80 0,51 0,25
2680д 0,80 0,80 0,80 0,48 0,49 0,80 0,36 0,42 0,32 0,44 0,45 0,40 0,80 0,51 0,25
2681а 0,50 0,50 0,50 0,48 0,49 0,80 0,13 0,16 0,12 0,22 0,23 0,20 0,60 0,38 0,18
2681б 0,50 0,50 0,50 0,48 0,49 0,80 0,11 0,13 0,10 0,33 0,34 0,30
2682а 0,63 0,63 0,63 0,48 0,49 0,80 0,17 0,19 0,15 0,71 0,73 0,64 0,80 0,51 0,25
2682б 0,50 0,50 0,50 0,48 0,49 0,80 0,17 0,19 0,15 0,33 0,34 0,30 0,48 0,31 0,15
2683а 0,30 0,30 0,50 0,09 0,10 0,08 0,11 0,11 0,08
2683б 0,50 0,50 0,50 0,30 0,30 0,50 0,13 0,16 0,12 0,44 0,45 0,40 0,48 0,31 0,15
2683с 0,24 0,24 0,40 0,07 0,08 0,06 0,27 0,27 0,24
2683д 0,50 0,50 0,50 0,24 0,24 0,40 0,17 0,19 0,15 0,27 0,27 0,24
2684а 0,18 0,18 0,30 0,17 0,19 0,15 0,11 0,11 0,08
2684б 0,24 0,24 0,40 0,09 0,10 0,08 0,18 0,18 0,16
2686 0,24 0,24 0,40 0,07 0,08 0,06 0,27 0,27 0,24
2687 0,14 0,14 0,24 0,04 0,05 0,04 0,09 0,09 0,08 0,60 0,38 0,18
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2689 1,00 1,00 1,00 0,76 0,77 1,26 0,89 1,03 0,80 1,11 1,14 1,00 1,28 0,82 0,40
2690 0,63 0,63 0,63 0,48 0,49 0,80 0,13 0,16 0,12 0,33 0,34 0,30 4,00 2,60 0,12
2691 0,80 0,80 0,80 0,48 0,49 0,80 0,36 0,42 0,32 0,56 0,57 0,50 0,80 0,51 0,25
2692 0,80 0,80 0,80 0,96 0,98 1,60 0,56 0,65 0,50 0,71 0,73 0,64 1,28 0,82 0,40
2693 0,80 0,80 0,80 0,48 0,49 0,80 0,28 0,32 0,25 0,44 0,45 0,40 0,80 0,51 0,25
Марганец Барий Бериллий Цирконий Галлий
2672а 0,15 0,25 0,15 0,97 1,46 1,97 0,24 0,09 0,20 0,06 0,12 0,12
2672б 0,08 0,14 0,08 1,85 2,79 3,75 0,06 0,12 0,12
2673а 0,40 0,68 0,40 1,23 1,86 2,50 0,37 0,14 0,32 0,17 0,32 0,32
2673б 0,50 0,85 0,50 0,77 1,16 1,56 0,59 0,22 0,50 0,26 0,50 0,50
2674а 0,63 1,07 0,63 0,97 1,46 1,97 0,47 0,18 0,40 0,21 0,40 0,40
2674б 0,50 0,85 0,50 0,62 0,93 1,25 0,47 0,18 0,40 0,21 0,40 0,40
2675 0,40 0,68 0,40 0,77 1,16 1,56 0,29 0,11 0,25 0,17 0,32 0,32
2676а 0,50 0,85 0,50 1,54 2,32 3,12 0,37 0,14 0,32 0,21 0,40 0,40
2676б 0,40 0,68 0,40 1,85 2,79 3,75 0,29 0,11 0,25 0,13 0,25 0,25
2677а 0,32 0,54 0,32 1,85 2,79 3,75 0,24 0,09 0,20 0,11 0,20 0,20
2677б 0,25 0,42 0,25 0,77 1,16 1,56 0,24 0,09 0,20 0,13 0,25 0,25
2678а 0,50 0,85 0,50 0,97 1,46 1,97 0,37 0,14 0,32 0,17 0,32 0,32
2678б 0,80 1,36 0,80 1,23 1,86 2,50 0,71 0,27 0,60 0,26 0,50 0,50
2679а 0,32 0,54 0,32 0,77 1,16 1,56 0,26 0,50 0,40 0,29 0,11 0,25 0,17 0,32 0,32
2679б 0,50 0,85 0,50 0,97 1,46 1,97 0,47 0,18 0,40 0,26 0,50 0,50
2680а 0,40 0,68 0,40 1,23 1,86 2,50 0,37 0,14 0,32 0,21 0,40 0,40
2680б 0,63 1,07 0,63 1,23 1,86 2,50 0,47 0,18 0,40 0,21 0,40 0,40
2680с 0,80 1,36 0,80 0,77 1,16 1,56 0,88 0,33 0,75 0,26 0,50 0,50
2680д 0,50 0,85 0,50 0,97 1,46 1,97 0,71 0,27 0,60 0,26 0,50 0,50
2681а 0,50 0,85 0,50 1,23 1,86 2,50 0,47 0,18 0,40 0,21 0,40 0,40
2681б 0,40 0,68 0,40 1,54 2,32 3,12 0,37 0,14 0,32 0,21 0,40 0,40
2682а 0,63 1,07 0,63 0,97 1,46 1,97 0,26 0,50 0,40 1,18 0,44 1,00 0,21 0,40 0,40
2682б 0,50 0,85 0,50 0,97 1,46 1,97 0,59 0,22 0,50 0,21 0,40 0,40
2683а 0,40 0,68 0,40 1,85 2,79 3,75 0,24 0,09 0,20 0,11 0,20 0,20
2683б 0,50 0,85 0,50 0,77 1,16 1,56 0,26 0,50 0,40 0,59 0,22 0,50 0,17 0,32 0,32
2683с 0,32 0,54 0,32 0,77 1,16 1,56 0,29 0,11 0,25 0,17 0,32 0,32
2683д 0,50 0,85 0,50 0,97 1,46 1,97 0,26 0,50 0,40 0,59 0,22 0,50 0,17 0,32 0,32
2684а 0,32 0,54 0,32 0,97 1,46 1,97 0,29 0,11 0,25 0,11 0,20 0,20
2684б 0,40 0,68 0,40 1,23 1,86 2,50 0,37 0,14 0,32 0,17 0,32 0,32
2686 0,40 0,68 0,40 1,54 2,32 3,12 0,37 0,14 0,32 0,17 0,32 0,32
2687 0,32 0,54 0,32 0,62 0,93 1,25 0,24 0,09 0,20 0,08 0,15 0,15
2689 1,00 1,69 1,00 0,97 1,46 1,97 0,39 0,75 0,60 1,47 0,56 1,25 0,53 1,00 1,00
2690 0,63 1,07 0,63 0,62 0,93 1,25 0,71 0,27 0,60 0,21 0,40 0,40
2691 0,63 1,07 0,63 0,77 1,16 1,56 0,26 0,50 0,40 0,88 0,33 0,75 0,33 0,63 0,63
2692 0,80 1,36 0,80 0,77 1,16 1,56 0,88 0,33 0,75 0,53 1,00 1,00
2693 0,80 1,36 0,80 1,54 2,32 3,12 0,26 0,50 0,40 0,71 0,27 0,60 0,26 0,50 0,50
Серебро Скандий Стронций Литий Фосфор
2672а 0,03 0,06 3,53 9,23 0,54 0,68 0,79
2672б 3,53 9,23 0,54 0,68 0,79
2673а 2,35 4,71 0,68 0,85 1,00
2673б 0,05 0,10 1,47 2,94 0,31 0,50 0,50 0,68 0,85 1,00
2674а 0,63 0,52 0,32 2,35 4,71 0,39 0,60 0,60 0,68 0,85 1,00
2674б 0,63 0,52 0,32 1,85 3,71 0,31 0,50 0,50 0,54 0,68 0,79
2675 0,03 0,06 0,63 0,52 0,32 1,85 3,71 0,54 0,68 0,79
2676а 0,09 0,20 2,94 7,69 0,54 0,68 0,79
2676б 0,03 0,06 3,53 9,23 0,68 0,85 1,00
2677а 0,63 0,52 0,32 2,94 7,69 0,68 0,85 1,00
2677б 0,63 0,52 0,32 1,85 3,71 0,68 0,85 1,00
2678а 0,03 0,06 3,53 9,23 0,31 0,50 0,50 0,68 0,85 1,00
2678б 0,03 0,06 0,63 0,52 0,32 0,39 0,60 0,60 0,68 0,85 1,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2679а 0,04 0,08 0,63 0,52 0,32 2,35 4,71 0,54 0,68 0,79
2679б 1,47 2,94 0,68 0,85 1,00
2680а 0,80 0,67 0,40 2,35 4,71 0,68 0,85 1,00
2680б 2,35 4,71 0,39 0,60 0,60 0,54 0,68 0,79
2680с 0,03 0,06 0,39 0,60 0,60 1,08 1,35 1,59
2680д 0,06 0,12 1,00 0,83 0,50 1,47 2,94 0,39 0,60 0,60 0,68 0,85 1,00
2681а 0,63 0,52 0,32 2,35 4,71 0,31 0,50 0,50 0,54 0,68 0,79
2681б 0,03 0,06 0,80 0,67 0,40 2,35 4,71 0,54 0,68 0,79
2682а 0,04 0,08 0,63 0,52 0,32 0,39 0,60 0,60 0,68 0,85 1,00
2682б 0,04 0,08 1,20 1,00 0,60 1,47 2,94 0,68 0,85 1,00
2683а 2,94 7,69 0,54 0,68 0,79
2683б 1,47 2,94 0,31 0,50 0,50 0,54 0,68 0,79
2683с 0,03 0,06 0,63 0,52 0,32 1,47 2,94 0,54 0,68 0,79
2683д 1,47 2,94 0,86 1,08 1,27
2684а 0,03 0,06 0,68 0,85 1,00
2684б 1,85 3,71 0,68 0,85 1,00
2686 2,94 7,69 0,31 0,50 0,50 0,54 0,68 0,79
2687 0,06 0,12 0,63 0,52 0,32 1,85 3,71 1,61 2,03 2,38
2689 0,05 0,10 1,50 1,25 0,75 0,62 1,00 1,00 0,86 1,08 1,27
2690 0,04 0,08 0,80 0,67 0,40 0,31 0,50 0,50 1,08 1,35 1,59
2691 0,06 0,12 0,63 0,52 0,32 1,47 2,94 0,49 0,75 0,75 0,54 0,68 0,79
2692 0,03 0,06 1,00 0,83 0,50 0,62 1,00 1,00 0,68 0,85 1,00
2693 0,05 0,10 1,50 1,25 0,75 1,47 2,94 0,39 0,60 0,60 0,86 1,08 1,27
Лантан Иттрий Иттербий Цезий Алюминий
2672а 0,12 0,18 0,16
2672б 0,10 0,15 0,13
2673а 0,52 0,39 0,60 0,41 0,31 0,48 0,25 0,36 0,32
2673б 0,41 0,32 0,48 0,41 0,31 0,48 0,05 0,50 0,73 0,63
2674а 0,41 0,32 0,48 0,41 0,31 0,48 0,05 0,40 0,58 0,51
2674б 0,40 0,58 0,51
2675 0,34 0,26 0,40 0,40 0,58 0,51
2676а 0,41 0,31 0,48 0,36 0,30 0,38 0,40 0,58 0,51
2676б 0,25 0,36 0,32
2677а 0,15 0,22 0,19
2677б 0,34 0,26 0,40 0,41 0,31 0,48 0,36 0,30 0,38 0,15 0,22 0,19
2678а 0,34 0,26 0,40 0,41 0,31 0,48 0,31 0,46 0,40
2678б 0,86 0,66 1,00 0,41 0,31 0,48 0,36 0,30 0,38 0,62 0,91 0,79
2679а 0,25 0,36 0,32
2679б 0,41 0,31 0,48 0,36 0,30 0,38 0,40 0,58 0,51
2680а 0,34 0,26 0,40 0,25 0,36 0,32
2680б 0,52 0,39 0,60 0,41 0,31 0,48 0,40 0,58 0,51
2680с 0,86 0,66 1,00 0,62 0,91 0,79
2680д 0,52 0,39 0,60 0,41 0,31 0,48 0,36 0,30 0,38 0,12 0,73 0,63
2681а 0,34 0,26 0,40 0,41 0,31 0,48 0,05 0,40 0,58 0,51
2681б 0,34 0,26 0,40 0,36 0,30 0,38 0,40 0,58 0,51
2682а 0,69 0,51 0,80 0,45 0,38 0,47 0,78 1,15 1,00
2682б 0,52 0,39 0,60 0,52 0,38 0,60 0,45 0,38 0,47 0,62 0,91 0,79
2683а 0,41 0,31 0,48 0,25 0,36 0,32
2683б 0,52 0,39 0,60 0,05 0,40 0,58 0,51
2683с 0,41 0,31 0,48 0,05 0,31 0,46 0,40
2683д 0,52 0,39 0,60 0,52 0,38 0,60 0,05 0,31 0,46 0,40
2684а 0,25 0,36 0,32
2684б 0,25 0,36 0,32
2686 0,34 0,26 0,40 0,40 0,58 0,51
2687 0,41 0,31 0,48 0,15 0,22 0,19
2689 0,86 0,66 1,00 1,38 1,02 1,60 1,21 1,00 1,25 0,05 0,99 1,46 1,27
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2690 0,78 1,15 1,00
2691 0,69 0,53 0,80 0,52 0,38 0,60 0,78 1,15 1,00
2692 0,52 0,39 0,60 0,62 0,91 0,79
2693 0,52 0,39 0,60 0,52 0,38 0,60 0,78 1,15 1,00
Железо Кальций Кремний Магний Натрий
2672а 0,14 0,24 0,25 8,45 21,55 6,25 0,08 0,06 0,10 0,80 2,46 1,88 0,16 0,68 1,00
2672б 0,14 0,24 0,25 10,81 27,59 8,00 0,07 0,04 0,08 0,80 2,46 1,88 0,08 0,34 0,50
2673а 0,32 0,56 0,60 8,45 21,55 6,25 0,34 0,23 0,40 0,64 1,97 1,50 0,13 0,54 0,80
2673б 0,54 0,94 1,00 5,07 12,93 3,75 0,41 0,27 0,48 0,53 1,64 1,25 0,16 0,68 1,00
2674а 0,32 0,56 0,60 6,76 17,24 5,00 0,34 0,23 0,40 0,80 2,46 1,88 0,16 0,68 1,00
2674б 0,32 0,56 0,60 8,45 21,55 6,25 0,34 0,23 0,40 0,64 1,97 1,50 0,13 0,54 0,80
2675 0,32 0,56 0,60 6,76 17,24 5,00 0,17 0,11 0,20 0,53 1,64 1,25 0,10 0,42 0,62
2676а 0,32 0,56 0,60 5,07 12,93 3,75 0,41 0,27 0,48 1,07 3,28 2,50 0,16 0,68 1,00
2676б 0,26 0,45 0,48 8,45 21,55 6,25 0,34 0,23 0,40 1,34 4,10 3,12 0,13 0,54 0,80
2677а 0,26 0,45 0,48 10,81 27,59 8,00 0,14 0,09 0,16 1,71 5,24 4,00 0,13 0,54 0,80
2677б 0,17 0,30 0,32 10,81 27,59 8,00 0,08 0,06 0,10 0,43 1,31 1,00 0,08 0,34 0,50
2678а 0,32 0,56 0,60 6,76 17,24 5,00 0,21 0,14 0,25 0,53 1,64 1,25 0,13 0,54 0,80
2678б 0,54 0,94 1,00 5,07 12,93 3,75 0,51 0,34 0,60 0,53 1,64 1,25 0,20 0,85 1,25
2679а 0,26 0,45 0,48 8,45 21,55 6,25 0,27 0,18 0,32 0,53 1,64 1,25 0,10 0,42 0,62
2679б 0,54 0,94 1,00 6,76 17,24 5,00 0,41 0,27 0,48 0,53 1,64 1,25 0,13 0,54 0,80
2680а 0,32 0,56 0,60 8,45 21,55 6,25 0,41 0,27 0,48 0,64 1,97 1,50 0,13 0,54 0,80
2680б 0,43 0,75 0,80 6,76 17,24 5,00 0,34 0,23 0,40 0,64 1,97 1,50 0,16 0,68 1,00
2680с 0,54 0,94 1,00 5,07 12,93 3,75 0,68 0,45 0,80 0,80 2,46 1,88 0,20 0,85 1,25
2680д 0,54 0,94 1,00 5,07 12,93 3,75 0,68 0,45 0,80 0,64 1,97 1,50 0,16 0,68 1,00
2681а 0,32 0,56 0,60 6,76 17,24 5,00 0,41 0,27 0,48 1,07 3,28 2,50 0,16 0,68 1,00
2681б 0,32 0,56 0,60 6,76 17,24 5,00 0,41 0,27 0,48 0,64 1,97 1,50 0,16 0,68 1,00
2682а 0,43 0,75 0,80 5,07 12,93 3,75 0,51 0,34 0,60 0,64 1,97 1,50 0,16 0,68 1,00
2682б 0,43 0,75 0,80 5,07 12,93 3,75 0,34 0,23 0,40 0,53 1,64 1,25 0,13 0,54 0,80
2683а 0,26 0,45 0,48 10,81 27,59 8,00 0,07 0,04 0,08 0,53 1,64 1,25 0,08 0,34 0,50
2683б 0,32 0,56 0,60 5,07 12,93 3,75 0,41 0,27 0,48 0,53 1,64 1,25 0,08 0,34 0,50
2683с 0,26 0,45 0,48 6,76 17,24 5,00 0,34 0,23 0,40 0,43 1,31 1,00 0,10 0,42 0,62
2683д 0,26 0,45 0,48 6,76 17,24 5,00 0,34 0,23 0,40 0,43 1,31 1,00 0,08 0,34 0,50
2684а 0,22 0,38 0,40 10,81 27,59 8,00 0,14 0,09 0,16 0,43 1,31 1,00 0,10 0,42 0,62
2684б 0,32 0,56 0,60 8,45 21,55 6,25 0,27 0,18 0,32 0,53 1,64 1,25 0,10 0,42 0,62
2686 0,26 0,45 0,48 6,76 17,24 5,00 0,34 0,23 0,40 0,43 1,31 1,00 0,08 0,54 0,50
2687 0,17 0,30 0,32 8,45 21,55 6,25 0,14 0,09 0,16 0,34 1,03 0,79 0,05 0,20 0,30
2689 0,86 1,50 1,60 1,69 4,31 1,25 0,85 0,56 1,00 0,64 1,97 1,50 0,20 0,85 1,25
2690 0,43 0,75 0,80 6,76 17,24 5,00 0,34 0,23 0,40 0,43 1,31 1,00 0,13 0,54 0,80
2691 0,43 0,75 0,80 5,07 12,93 3,75 0,68 0,45 0,80 0,43 1,31 1,00 0,08 0,34 0,50
2692 0,69 1,20 1,28 4,05 10,34 3,00 0,68 0,45 0,80 0,64 1,97 1,50 0,20 0,85 1,25
2693 0,54 0,94 1,00 5,07 12,93 3,75 0,51 0,34 0,60 1,07 3,28 2,50 0,13 0,54 0,80
После расчета Кс каждая выборка характеризуется перечнем относительных показателей аномальности исследуемых химических элементов, который представляет качественную и количественную оценки геохимической ассоциации изучаемого объекта. Например, городская геохимическая ассоциация может быть охарактеризована следующей формулой накапливающихся микроэлементов:
Щ30,0 Pbl0,5 ZЩ6 ^7,2 N3,1 ^2,6
(цифры при индексах элементов - коэффициенты концентрации Кс).
Термин "геохимическая ассоциация" используется для обозначения группы элементов, характеризующих определенный миграционный поток и объединенных
чаще всего общностью источника поступления. В пространственном аспекте это выражается в сопряженности и однонаправленности изменчивости содержания элементов. Ассоциация может характеризовать не только среднюю выборку для территории, но и конкретный участок в точке опробования [2].
Для изображения структуры аномалий используется понятие "ассоциация сонахождения" (простая ассоциация). Условимся называть так группу элементов, содержания которых в пределах простого контура внутри техногенной аномалии характеризуются минимальной неоднородностью по отношению ко всей площади аномалии. В результате миграционный поток (т. е. его "след" на местности, зафиксированный в составе почвы) представляется в виде совокупности простых контуров, отражающих последовательную смену ассоциаций сонахождения. Общая ассоциация потока может быть названа сложной, так как в ее пределах аномальные содержания элементов претерпевают значительные изменения. Сложная ассоциация при картографировании обычно фиксируется в виде контура, разделенного внутренними границами на элементы структуры.
Для характеристики ассоциаций по выборкам и в отдельных точках опробования необходимо установить определенный "порог аномальности". В исследованиях аномальность рекомендуется оценивать по порогам, кратным фоновому среднему содержанию элемента. За нижний порог аномальности принимаются значения с коэффициентом концентрации, равным 1,5. Это рекомендовано в основном для оценки геохимических аномалий в условиях сильного антропогенного пресса на урбанизированных территориях [3]. В экосистемах заповедной территории за нижний порог аномальности мы принимаем значение 1,1 (табл. 2).
Таблица 2
Состав геохимических аномалий в почве модельного профиля ОПЗ
Table 2
The composition of geochemical anomalies in soil of model profile ONR
Номер описания Глобальный уровень Региональный уровень Локальный уровень
1 2 3 4
2672а Ca8,45, Sr3,53 Ca21,55, Sr9,23, Mg2,46, Ba1,46 ^25^ Ba1,97, Mg1,88
2672б СаЩ8Ъ S^^ Ba1,85 Ca27,59, Sr9,23, Ba2,79, Mg2,46 Ca8,0, Ba3,75, Mg1,88
2673а Ca8,45, Sr2,35, Ba1,23 Ca21,55, Sr4,71, Mft^ Ba1,86 Ca6,25, Ba2,5, Mg1,5
2673б Ca5№ Sr1,47 Ca12,93, Sr2,94, Mft^ Ba1,16 Ca3,75, Ba1,56, Mg1,25
2674а Ca6,76, Sr2,35 C&n^ Sr4,71, Mg2,46, Ba1,46 Ca5,0, Ba1,97, Mg1,88
2674б Ca8^ Sr1,85 ^21^ Sr3,71, Mg1,97 Ca6,25, Mg1,5, Ba1,25
2675 Ca6,76, Sr1,85; Ca17,24, Sr3,71, Mft^ Ba1,16 Ca5,0, Ba1,56, Mg1,25
2676а Ca5,07, Sr2,94, Ba1,54 Ca12,93, Sr7,69, Mg3,28, Ba2,32 Ca3,75, Ba3,12, Mg2,5
2676б Ca8,45, Sr3,53, Ba1,85, Mg1,34 Ca21,55, Mg4,b Ba2,79 Ca6,25, Ba3,75, Mg4,12
2677а Ca10,81, Sr2,94, Ba1^ Mg1,71 Ca27,59, Sr7,69, Mg5,24, Ba2,79 Ca8,0, Ba1,56
2677б Ca10,81, Sr1,8,5 Ca27,59, Sr3,71, Mg1,3U Ba1,16 Ca8,0, Sr3,71, Mg1,31, Ba1,16
2678а Ca6,76, Sr3,53 Ca17,24, Sr9,23, Mft^ Ba1,46 Ca5,0, Ba1,97, Mg1,25
2678б Ca5,07, Pbl,25, Ba1,23 Ca12,93, Ba1,86, Mg1,64, Mn1,36 Ca3,75, Ba2,5, Mg1,25, Na1,25
2679а Ca8,45, Sr2,35 Ca21,55, Sr4,71, Mft^ Ba1,16 Ca6,25, Ba1,56, Mg1,25
2679б Ca6,76, Sr1,47 C&n^ Sr2,94, Mft^ Ba1,46 Ca5,0, Ba1,97, Mg1,25
2680а Ca8,45, Sr2,35, Ba1,23 Ca21,55, Sr4,71, Mft^ Ba1,86 Ca6,25, Ba2,5, Mg1,5
2680б Ca6,76, Sr2,35, Ba1,23; Ca17,24, Sr4,71, Mg1,97, Ba1,86 Ca5,0, Ba2,5, Mg1,5
2680с Ca5,07 Ca12,93, Mg2,46, Mn1,36, P1,35, Ba1,16 Ca3,75, Mg1,88, P1,59, Ba1,56, Na1,25
2680д Ca5,07, Sr1,47 Ca12,93, Sr2,94, Mg1,97, Ba1,46 Ca3,75, Ba1,97, Mg1,5
2681а Ca6,76, S^^ Ba1,23 Ca17,24, Sr4,71, Mft^ Ba1,86 Cas,0, Ba2,5, Mg2,5
2681б Ca6,76, Sr2,35, Ba1,54; Ca17,24, Sr4,71, Mg1,97 Cas,0, Ba3,12, Mg1,5
Продолжение таблицы 2
1 2 3 4
2682а СЯб^ Pb:^ Sc^ Zr1,18 Ca12,93, M^^ Ba1,46 Ca3,75, Ba1,97, Mg1,5, Pb1,25
2682б СЯб^ Sr1,47 Ca12,93, Sr2,94, Mft^ Ba1,46 Ca3,75, Ba1,97, Mg1,25
2683а Ca10,8b Ba1,85 Ca27,59, ^7,6% Ba2,79, Mg1,64 Ca8,0, Ba3,75, Mg1,25
2683б СЯб^ Sr1,47 Ca12,93, Sr2,94, Mg1,64,Ba1,16 Ca3,75, Ba1,56, Mg1,25
2683с Ca6,76, Sr1,47 Ca17,24, Sr2,94, Mg1,3b Ba1,16 Ca5,0, Ba1,56
2683д Ca6,76, Sr1,47 C&n^ Sr2,94, Ba1,46, Mg1,31 Ca5,0, Ba1,97, P1,27
2684а Ca10,81 Ca27,59, Ba1,46, Mg1,31 Ca8,0, Ba1,97
2684б Ca8, 45, Sr1,85, Ba1,23 Ca21,55, Sr3,71, Ba1,86, Mg1,64 Ca6,25, Ba2,5, Mg1,25
2686 Ca6,76, Sr2,94, Ba1,54 Ca17,24, Sr7,69, Ba2,31, Mg1,31 Ca5,0, Ba3,12
2687 Ca8,45, ^^ P1,61 Ca21,55, Sr3,71, P2,03 Ca6,25, P2,38, Ba1,25
Ca1,69, Sc1,5, Yj^ Ca4,31, Mg!,97, Mn!,69, Fe1,5, Ba1,97, Fe1,6, Y1,6, Mgu,
Sn1,28, ^^ Pb1,25, Yb1,21, Ba1,46, SC1,25, C01,2, Ni],21, Zn!,21, Al1,27, P1,27, Cr1,26, Ni1,25,
2689 TiU1 Ti],14 Bi1.2s, Yb1,25, Ca!.25, Na^
2690 Ca6,76, Sn4,0 Ca17,24, Sn2,6, P1,35, Mg!,3!, Al1,15 Ca5,0, P1,59, Ba1,25
Ca5,07, Sr1,47 Sr2,94, Mg1,31, Ba1,16, Ca3,75, Ba1,56
2691 Al1,15
Ca4,05, Sn1,28, Pb1,25 Ca10,34, Mg1,97, Mn1,36, Fe1,2, Ca3,0, Cr1,6, Ba1,56, Mg1,5,
2692 Co1,2, Ba1,16 Fe1,28, Na1,25
Ca5,07, Ba1,54 Ca12,93, Mg3,28, Ba2,32, Sr1,47, Ca3,75, Ba3,12, Sr2,94, Mg2,5,
2693 MnU6, Al1,15 P1,27
Коэффициенты концентрации микро- и макроэлементов в почвенном покрове модельного профиля Опукского природного заповедника приведены в табл. 1. Как уже выше отмечалось, в таблице последовательно указаны данные по каждому выявленному элементу при сравнении его со стандартами на глобальном, региональном и локальном уровнях. Прочерки в столбцах и строках свидетельствуют об отсутствии соответствующих данных в стандарте или в пробе.
Таблица 3
Уровень аномальности (загрязнения) почвенного покрова модельного профиля ОПЗ
Table 3
The level of abnormality (contamination) of soil model profile ONR
Номер описания Глобальный уровень Региональный уровень Локальный уровень
1 2 3 4
2672а 10,98 31,7 8,1
2672б 14,19 39,07 11,63
2673а 10,03 27,09 8,25
2673б 8,11 22,87 6,85
2674а 5,54 15,67 4,56
2674б 9,3 25,23 7,0
2675 7,61 20,75 5,81
2676а 7,55 23,22 7,37
2676б 12,17 34,67 11,12
2677а 14,31 40,31 13,75
2677б 11,66 30,77 8,56
2678а 9,29 26,57 6,22
2678б 5,55 14,79 5,75
2679а 9,8 26,06 7,06
2679б 7,23 20,28 6,22
2680а 10,03 27,09 8,25
2680б 8,34 22,78 7,0
2680с 5,07 15,26 6,03
2680д 5,54 16,3 5,22
1 2 3 4
2681а 8,34 24,09 8,0
2681б 8,65 23,24 7,62
2682а 6,01 14,51 5,47
2682б 5,54 19,97 4,97
2683а 13,6 36,71 11,0
2683б 5,54 15,67 4,56
2683с 7,23 19,65 5,56
2683д 7,23 19,95 6,24
2684а 10,81 28,36 8,97
2684б 9,53 25,76 8,0
2686 9,24 25,56 7,12
2687 9,91 25,29 7,88
2689 4,14 8,4 5,72
2690 9,76 19,65 5,84
2691 5,54 15,49 4,31
2692 4,58 12,23 5,19
2693 5,61 17,51 9,58
Таким образом, однозначно установлено, что на модельном профиле ОПЗ явно выражена известняковая аномалия с повышенным содержанием по сравнению с фоном (на глобальном, региональном и локальном уровнях) целого ряда химических элементов (Са, Ва, Mg, £г). Требуется подтвердить, что аномальность предопределена природным факторами среды и не является антропогенно обусловленной. Это выполнено с использованием коэффициента обогащения, который представляет собой отношение содержаний исследуемого (сравниваемого) и опорного элементов в исследуемой системе к отношению концентраций тех же элементов в системе, играющей роль исходной и опорной:
Коб = СхКоп/СопКх>
где: Коб - коэффициент обогащения;
Сх - содержание исследуемого элемента;
Соп - содержание опорного элемента;
Кх - концентрация исследуемого элемента;
Коп - концентрация опорного элемента.
При исследовании почвенных геохимических аномалий сопоставляемой системой является образец почвы, а системой сравнения - литосфера. В этом случае роль опорного элемента играет алюминий, железо или скандий, поскольку предполагается, что эти элементы имеют литогенное происхождение. Если коэффициент обогащения близок к единице, то считается, что присутствие данного элемента обусловлено литогенной основой. Если же коэффициент обогащения значительно больше единицы, то присутствие элемента в образце вызвано антропогенным или геохимическим аномальным источником загрязнения (табл. 3).
Выводы
Исходя из полученных результатов (см. табл. 1, 2), можно утверждать следующее:
В пределах мониторингового профиля не зарегистрировано аномально высокого уровня загрязнения, связанного с антропогенной деятельностью.
Отмеченные в ряде проб повышенные значения коэффициента концентрации не
превышают порога аномальности, равного 1,5 (то есть находятся в пределах варьирования фоновых показателей).
На территории Опукского природного заповедника находится типичная известняковая аномалия (см. табл. 2). Подводя итог, отметим следующее: в пределах модельного профиля, по всей видимости, и на всей территории ОПЗ ореолов антропогенного загрязнения не отмечено. По всей длине профиля фиксируется известняковая природная аномалия с характерными для нее чертами сродства с некоторыми микроэлементами, уровень обогащения которыми находится в рамках естественного, не выходя за пределы территорий с незначительной интенсивностью загрязнения почв на региональном уровне. Морфология ореолов моноэлементная, реже двух-трех элементная без ясно выраженной закономерности. Скорее всего, это результат дальнего и ближнего переноса и выпадения пылевидных осадков. Приведенные данные должны быть положены в основу долгосрочного мониторинга условий среды ОПЗ.
Благодарности
Авторы признательны геоморфологу, доценту ТНУ |А.А. Клюкину| и сотрудникам спектральной лаборатории за содействие и помощь в проведении настоящих изысканий.
1. Герасимов И.П. Охрана окружающей среды. Программа фундаментальных исследований // Вестн. АН СССР. - 1978. - Вып. 2. - С. 59-70.
2. Сает Ю.Е., Смирнова Р.С. Геохимические принципы выявления зон воздействия промышленных выбросов в городских агломерациях // Ландшафтно-геохимическое районирование и охрана среды. Вопросы географии. - М.: Мысль. - 1983. - Вып. 120. - С. 45-55.
3. Сорокина Е.П. Картографирование техногенных аномалий в целях геохимической оценки урбанизированных территорий // Ландшафтно-геохимическое районирование и охрана среды. Вопросы географии. - М.: Мысль. - 1983. - Вып. 120. - С. 55-67.
Корженевський В.В., Дубс С.Ю., Корженевська Ю.В. reoxiMi4Hi особливоси модельного монггорингового профшю Опукського природного заповщника // Пращ Держ. НЫт. ботан. саду. -2013. - Т. 135. - С. 58-67.
Вперше проведено аналiз reoxiMi4Horo стану грунпв модельного профшю в Опукському природному заповщнику. Розраховано коефщент концентраци для вах виявлених хiмiчних елеменпв, визначено геохiмiчну асощащю кожно! пробно! площ^ оцшено рiвень аномальности Результати послужать основою для довгострокового мониторингу заповщних екосистем.
Ключoвi слова: бюргзноманття, монторинг, модельний проф1лъ, аномальтсть, геох1м1чна асоц1ац1я, коефщгент концентрацИ, коефщгент збагачення.
Korzhenevsky V.V., Dubs E.Yu., Korzhenevskaya Yu.V. Geochemistry of model monitoring of profile of Opuksky Nnature Reserve // Proceedings of the State Nikit. Botan. Gard. - 2013. - Vol. 135. - P. 58-67.
For the first time the analysis of geochemical conditions of model soil profile in Opuksky Nature Reserve has been done. Concentration ratio for all identified chemical elements has been calculated, geochemical association of each test area has been defined, the level of abnormality has been avaluated. The results will form the basis for long-term monitoring of protected ecosystems.
Keywords: biodiversity, monitoring, model profile, deviance, geochemical association, the concentration ratio, the ratio of enrichment.
