CC BY
20
УДК 631.4:550.4(470.318) O.A. Самонова, E.H. Асеева
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОКРОВНЫХ И МОРЕННЫХ СУГЛИНКОВ БАССЕЙНА СРЕДНЕЙ ПРОТВЫ В ПРОЦЕССЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ1
Анализ трансформации подстилающих отложений почвообразовательными процессами — одно из важных направлений в ландшафтно-геохимических исследованиях. Он является частью характеристики почвенно-геохимической структуры территории, позволяет выявить участие химических элементов в почвообразовательных процессах, прогнозировать геохимические параметры природных и природно-техно-генных ландшафтов. Результаты предыдущих работ [9, 11, 16 и др.] содержали оценку распределения валовых и подвижных форм металлов и их пространственно-временной вариабельности в почвах элементарных ландшафтов и катенах, характеристику радиальной и латеральной дифференциации в различных ландшафтных блоках, а также ассоциаций металлов в генетических типах почв и отдельных горизонтах. На основе полученных данных были построены количественные модели подвижности металлов в ландшафтах смешанных лесов Смоленско-Московской возвышенности. Проведенные исследования не включали анализа гранулометрического состава почвообразую-щих пород и почв, а также геохимическую характеристику отдельных гранулометрических фракций. Этой теме была посвящена работа [17]. В данной статье рассматривается трансформация покровных и моренных суглинков почвообразовательными процессами по геохимическим параметрам гумусовых горизонтов сформировавшихся на них почв.
Объекты и методы
Изученная территория входит в состав Смоленско-Московской физико-географической провинции, природные условия которой характерны для Нечерноземного центра Русской равнины, рельеф типичен для вторичных моренных равнин юго-востока Смоленско-Московской возвышенности, перекрытых покровными и делювиальными суглинками [10, 14]. В системе почвенного районирования участок исследования относится к Среднерусской провинции дерново-подзолистых среднегумусированных почв [7]. Морфологические свойства и геохимическая дифференциация почв описаны в работах [4, 5, 9, 11, 16].
Пробы гумусовых горизонтов дерново-подзолис-тых и дерновых почв, почвообразуюших пород (покровных и моренных суглинков) отобраны из почвенных разрезов, расположенных на право- и левобережье р. Протвы. Изученные почвы развиваются преимуще-
ственно под лесными, реже луговыми растительными сообществами. Четкая приуроченность растительных сообществ к почвам на определенных почвообразуюших породах не отмечена.
Покровные суглинки охарактеризованы пробами из горизонтов ВС и С дерново-подзолистых почв автономных и трансэлювиальных ландшафтов. Глубина отбора проб составила 1,5—1,8 м. Моренные суглинки московского времени (горизонт Ml) [10] — почвообразующие породы дерновых почв на крутых склонах, а также подстилающие покровные суглинки в дерново-подзолистых почвах отобраны с глубины 0,6—0,8 м в первом случае и с глубины 2,0—2,2 м во втором. Глубина отбора проб из горизонтов А1 составляла в среднем 5—10 см; пробы отобраны из средней части горизонтов.
Гранулометрический анализ выполнен пирофос-фатным методом в химической лаборатории Института географии РАН. Силикатный анализ в наиболее типичных пробах2 («=12), а также во фракциях 0,25—0,01 мм (п = 8); анализ валового содержания металлов в общей массе пробы во фракциях 0,25—0,01 мм и <0,001 мм проведен в лаборатории геолого-геохимической экспедиции г. Бронницы. Валовое содержание Ti, Zr, Mn, Си. Ni, Со, Сг, Pb, Zn определено количественным спектральным методом, a Fe — атомно-абсорбционным. Точность количественного спектрального анализа составляет ±10%. Объем выборки каждого типа отложений для спектрального анализа — не менее 11. Статистическая обработка результатов проведена в программе SPSS: проверка гипотез о равенстве средних по /-критерию Стьюден-та, влияние гранулометрического состава отложений на содержание металлов и формирование их параге-нетических ассоциаций изучены с помощью корреляционного анализа. Для каждой выборки использованы логтрансформированные концентрации металлов и содержание гранулометрических фракций. В зависимости от доверительной вероятности (Р) и коэффициента корреляции линейные связи описаны как сильные (при Р= 0,99) и средние (при Р=0,95). Оценка трансформации почвообразующих отложений по отдельным признакам включала количественный анализ изменения гранулометрического и химического состава гумусовых горизонтов формирующихся на них почв. Авторами предложен коэффициент дистанции D, характеризующий обобщенное раз-
1 Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 01-05-65286) и программы "Университеты России" (проект № УР.08.03.048).
2 п — число проб.
личие (дистанцию между кривыми на графике) между рассматриваемыми объектами по 3 группам признаков: гранулометрическому, макроэлементному и микроэлементному составу. Этот показатель рассчитывался следующим образом:
( п
{хи-х2)2
I п
объектах сравнения; п — число признаков, характеризующих состав объектов.
При /)=0 объекты имеют идентичный состав. Интерпретация значений коэффициента, отличных от нуля, проводится внутри каждой группы признаков. Увеличение коэффициента свидетельствует об усилении различий (дивергенции, трансформации) между объектами по рассматриваемым признакам, снижение — о сходстве (конвергенции).
где хи, хъ
выборочное среднее значение /-го признака (содержание элемента, гранулометрической фракции) в сравниваемых объектах 1 и 2; = Ц. + х2у! — среднее значение того же признака в
>» и- 1—0,25 рази 0,25— 0,05 юр фр. 0,05— 0,07 1КЦИЙ, 1 0,01— 0,005 1М 0,005— 0,001 <0,001
Л=1 моренные суглинки 14,0 24,9 20,0 5,1 7,8 28,1
покровные суглинки 6,0 3,6 46,6 9,1 9,4 25,3
Результаты и их обсуждение
По гранулометрическому составу (рис. 1, А) покровные суглинки относятся к разновидности тяжелых, реже средних, крупнопылеватых (по классификации Н.А. Качинского) [3]. Фракция крупной пыли (0,05—0,01 мм) преобладает и составляет в среднем 46,6%, вторая по содержанию фракция илистая (<0,001 мм) — 25,3%. Моренные отложения представлены средними суглинками и легкими глинами, которые относятся к разновидности крупнопылеватых; отдельные пробы опес-чанены. В моренных суглинках преобладает илистая фракция, ее содержание составляет в среднем 28%, на втором месте фракция мелкого песка (0,25-0,05 мм) - 25%.
В гумусовых горизонтах дерново-подзолистых почв, формирующихся на покровных суглинках, содержание тонких фракций снижается — средне-суглинистые разности преобладают над тяжелосуглинистыми; содержание фракции крупной пыли возрастает в среднем на 10%, а содержание илистой фракции уменьшается на эту же величину. В гумусовых горизонтах дерново-подзолистых и дерновых почв на моренных суглинках также выявлено накопление фракции крупной пыли и обеднение — илистой (в среднем на 17%), отмечено снижение вариабельности гранулометрического состава, присущее почвообразующим породам; преобладают средние суглинки, легкие встречаются реже.
В почвах на обоих типах отложений одинаково сокращается содержание физической глины — почти на 10% (до 32—34%). Таким образом, результатом почвообразовательных процессов стал рост содержания фракции крупной пыли и снижение содержания илистой фракции в горизонте А1 Рис. 1. Среднее содержание гранулометрических фракций в покровных и моренных ПОЧВ. Накопление фракции крупной суглинках (А, горизонт С) и в гумусовых горизонтах формирующихся на них почв (Б, ПЫЛИ МОЖНО СВЯЗЭТЬ С атмосферным
горизонт А1) поступлением или остаточным накоп-
лением, а вынос илистой фракции в
5 X
я а.
а
X
(13 *
а
а> §
о
60 50-40-30-20-10
и- 1—0,25 разл 0.25— 0,05 юр фр: 0,05-0,07 1КЦИЙ, 1 0,01— 0,005 т 0,005 — 0,001 <0,001
моренные суглинки 14,0 16,9 37,2 8,9 11,5 11,5
Ш покровные суглинки 5,8 4,4 55,0 10,3 11,7 15,3
(рис. 1, А), во-вторых, активно участвует в механической миграции, в поверхностном и внутрипочвенном стоке. Содержание БЮ2 в этой фракции на 10—15% выше в обеих группах отложений. В данной фракции покровных суглинков отмечено более низкое содержание А1203, Ре203, М§0 (в 2—3 раза) и повышенное N326, К20, ТЮ2 (почти в 1,5 раза) по сравнению с общей массой. Моренные суглинки отличаются от покровных тем, что в этой фракции содержание ТЮ2 значительно ниже, чем в общей пробе, а №20 и К20 — практически одинаково.
В гумусовых горизонтах почв на покровных суглинках возрастает содержание 5Ю2, ТЮ2, СаО, К20, Р205, МпО, С02 по сравнению с почвообразующей породой, а в почвах на моренных суглинках это относится лишь к К20, Р205, МпО, С02, в накоплении которых решающую роль играет биогенный фактор. Более высокое абсолютное содержание Р205 и МпО в гумусовых горизонтах почв на покровных суглинках обусловлено вторичным обогащением почвообразующих отложений биогенными элементами. Снижение содержания оксидов Ре и А1 в обоих случаях, очевидно, связано с разрушением первичных минералов и миграцией в растворимой форме в нижнюю часть профиля. Значение коэффициента Б (табл. 1) в покровных суглинках выше, чем в моренных, что указывает на более интенсивное изменение валового содержания элементов в первом случае.
Фракция 0,25—0,01 мм горизонта А1 почв на покровных суглинках обогащена А1203 и Р205 по сравнению с аналогичной фракцией почвообразующей породы; содержание других элементов либо не меняется, либо несколько снижается (табл. 2). Таким об-
Табл и ца 2
Химический состав почвообразующих пород и гумусовых горизонтов почв (в % на прокаленную навеску,
среднее из 3 проб)
Объект Оксиды
5Ю2 А1203 ТЮ2 | Ре20, СаО ЩО №20 к2о р2о5 МпО со2
Покровные суглинки
Обшая масса 77,61 10,66 0,35 4,40 0,53 1,01 0,50 0,45 0,10 0,05 0,95
Фракция 0,25-0.01 мм 88,56 5,75 0,59 1,33 0,52 0,30 0,73 0,64 0,025 0,04 1,43
Гумусовые горизонты почв на покровных суглинках
Обшая масса 79,30 8.80 0,55 3,00 0,80 0,67 0,60 0,59 0,14 0,13 2,00
Фракция 0,25-0,01 мм 87,54 6,52 0,34 1,25 0,58 0,29 0,74 0,62 0,05 0,05 1,54
Моренные суглинки
Общая масса 76,17 10,85 0,45 4,95 0,66 0,97 0,37 0,30 0,09 0,05 1,91
Фракция 0,25-0,01 мм 91,41 4,48 0,24 1,21 0,36 0,2 0,34 0,26 0,05 0,04 0,66
Гумусовые горизонты почв на моренных суглинках
Обшая масса 75,50 7,80 0,40 4,10 0,61 0,67 0,35 0,40 0,11 0,08 2,00
Фракция 0,25-0,01 мм 87,40 5,61 0,40 1,30 0,35 0,60 0,50 0,50 0,03 0,03 1,40
Таблица 1
Оценка близости гранулометрического и элементного состава почвообразующих отложений и гумусовых горизонтов формирующихся на них почв по коэффициенту И
Объекты сравнения, горизонты Группа признаков
гранулом етрически й состав макроэлементы микроэлементы
общая масса фракция 0,25— 0,01 мм общая масса фракция 0,25-0,01 мм фракция <0,001 мм
А1— А1 на покровных и моренных суглинках 4,38 0,07 0,06 18,3 1165,9 136,2
Покровные—моренные суглинки 10,36 0,08 0,18 206,2 1413,9 206,6
А1-С, покровные суглинки 1,17 0,20 0,03 141,3 25,62 663,8
А1-С, моренные суглинки 5,12 0,11 0,15 614,51 78,8 1260,5
нижнюю часть профиля — с промывным водным режимом, развитием лессиважа. Полученные результаты позволяют говорить о "конвергенции" гранулометрического состава гумусовых горизонтов почв на различных литологических типах отложений. Из данных табл. 1 видно, что коэффициент Д характеризующий близость анализируемых объектов, в гумусовых горизонтах почв уменьшается почти в 2 раза.
По валовому содержанию макроэлементов покровные и моренные суглинки (табл. 2) близки. Концентрация макроэлементов во фракции 0,25—0,01 мм заметно отличается от общей массы отложений. Для геохимического анализа почвообразующих пород и почв объединенная фракция 0,25—0,01 мм (мелкий песок и крупная пыль) представляет интерес по двум причинам: во-первых, она является преобладающей
10 ■
□ общая проба
□ фракция 0,25—0,01 мм ¡фракция <0,001 мм
>5 5
а
га
е-
X
о X
о к
¥ а
га
Ре Л Мп Ъг Ъп РЬ Си Со N1 Сг
0,1
10
>5
а-
га О.
ь
X
ф
:г
X
о
о.
я
п
□ общая проба
□ фракция 0,25—0,01 мм § фракция <0,001 мм
ТЛ
Ре
14
Мп
Ъг
Ъа.
РЬ
Си
Со
Рис. 2. Кларки концентраций металлов в почвообразуюших отложениях в моренных (А) и в покровных (Б) суглинках. Кларки концентраций металлов рассчитаны относительно кларков осадочных пород (глинистых сланцев), по [18]
разом, валовой состав фракции 0,25—0,01 мм из горизонта А1 и подстилающих их покровных суглинков отличается мало.
Во фракции 0,25—0,01 мм из горизонта А1 содержится больше А1203,
ТЮ2, Иа,0, К,О, Р,0„ СО
2 5» 2'
Ре203, СаО,
отмечена одинаковая концентрация МпО и более низкое содержание 8Ю2, чем в этой же фракции из подстилающих моренных суглинков. Макроэлементный состав данной фракции горизонта А1 на моренных суглинках ближе к аналогичной фракции горизонта А1 почв на покровных суглинках, чем к собственной почвообразующей породе (табл. 1). Это, возможно, связано либо с ее общим генезисом в гумусовых горизонтах этих разновидностей почв, либо с конвергенцией химического состава пылева-
тых фракций покровных и моренных суглинков (имеющих различный генезис) в процессе почвообразования, протекавшем в одинаковых климатических и геохимических условиях. Отношение 81/А1 в данной фракции гумусовых горизонтов довольно близкое, что является дополнительным доказательством конвергенции химического состава этих фракций в случае их различного генезиса.
Содержание металлов3 в покровных и моренных суглинках охарактеризовано на рис. 2, А, Б, оно в среднем соответствует литературным данным [1, 2, 4, 6, 15]. Региональная особенность покровных суглинков изученной территории — более низкая концентрация Мп, Си и высокая Ъх по сравнению с покровными и лёссовидными суглинками Подмосковья [6]. Отклонение содержания других элементов от полученных ранее данных не более 50%.
В предыдущей работе [17] выявлены значимые различия между покровными и моренными суглинками (общая масса) по большинству изученных металлов. В покровных суглинках среднее содержание Ъх, Т1, РЬ, Сг, Со, Си выше, а Ре, Мп, N1 ниже, чем в моренных (рис. 2). Концентрация Ъп в обоих типах отложений одинакова. Различие между указанными группами отложений контрастно лишь по Мп (в 2 раза), для остальных металлов оно, как правило, не превышает 10%.
Содержание металлов в гумусовых горизонтах дерново-подзолистых и дерновых почв отличается от такового по литературным данным, как правило, не более чем в 2 раза и зависит от территории исследования, используемой методики анализа, конкретного элемента. Например, полученные нами данные (табл. 3) и результаты П.В. Маданова [12] для подзолистых почв Русской равнины близки для Со, Мп, Си, Ъх\, а содержание N1 почти в 2 раза ниже в почвах бассейна р. Протвы. Сопоставление с данными Б.Н. Золотаревой (в почвах Верхнеокского бассейна) [8] выявило близкие концентрации N1 и Ъп, и более высокое содержание концентрации Си, Мп, РЬ (в 1,5—2 раза) в изученных нами почвах.
В гумусовых горизонтах почв относительно покровных суглинков содержание Мп возрастает в 2 раза, Ъп, РЬ, Ъх — в среднем на 10%. В почвах на моренных суглинках в целом сохраняется эта ассоциация эле-
№
Сг
3 В абсолютных единицах эти величины приведены в [17].
ментов, но вместо Ъп появляется Ть В среднем гумусовые горизонты почв на моренных суглинках отличаются более низкими концентрациями металлов, чем на покровных. Содержание элементов в гумусовых горизонтах почв отличается меньше, чем в соответствующих почвообразующих породах, что указывает на конвергенцию микроэлементного состава почв (табл. 1), обусловленную главным образом биогенными процессами, в ходе которых происходит перегруппировка связей элементов с отдельными гранулометрическими фракциями.
Статистически значимые различия между илистой фракцией и фракцией 0,25—0,01 мм покровных и моренных суглинков выявлены по содержанию Ре, Си, Ъп, Сг, Со, Мп, РЬ и Ъх [17]. К илистой фракции моренных суглинков приурочены более высокие концентрации Ре, РЬ, Ъх, Мп, а к такой же фракции покровных суглинков — Си, N1, Т1 и Ъп. Различия в средних концентрациях Со и Сг не выявлены. Вариабельность содержания всех металлов выше в моренных суглинках, чем в покровных.
Содержание металлов в илистых фракциях гумусовых горизонтов почв, формирующихся на различных отложениях, мало отличаются. Значимые различия выявлены лишь для Мп, Ъх, ТЦ концентрация Мп в почвах на моренных суглинках почти на 30% выше, чем в почвах на покровных суглинках, для Ъх и Т1 характерна обратная закономерность (больше в илистой фракции почв на покровных суглинках), причем различие по Ъх достигает 6 раз (рис. 3). Илистая фракция гумусовых горизонтов почв обогащена Мп, Ъп, РЬ, Си, Со, Ъх по сравнению с аналогичной фракцией почвообразующих пород; более высокие концентрации Ре, Т1, Сг отмечены в почвообразующих породах. Содержание N1 практически не дифференцировано по генетическим горизонтам. Содержание металлов в илистой фракции горизонта А1 анализируемых разновидностей почв отличается меньше, чем в илистой фракции почвообразующих отложений, что свидетельствует о конвергенции (см. табл. 1) их элементного состава.
Фракция 0,25—0,01 мм почвообразующих отложений обеднена по сравнению с илистой фракцией всеми изученными элементами, кроме Ъг и в некоторых случаях Ть Содержание РЬ, Сг и особенно Т1, Ъх выше в этой фракции покровных суглинков, а Ре, Со, №, Мп, Си, Ъп — в моренных. Вариабельность концентрации металлов в этой фракции двух типов отложений значительно выше, чем в илистой, а в моренных суглинках выше, чем в покровных. Общие ассоциации элементов с положительной связью в этой фракции отложений отсутствуют (табл. 5).
Табли ца 3
Содержание металлов в гумусовых горизонтах почв бассейна средней Протвы, мг/кг
Элементы Гумусовые горизонты почв
на моренных суглинках на покровных суглинках
общая масса (11) фракция <0,001 мм (4) фракция 0,25-0,01 мм (4) общая масса (23) фракция <0,001 мм (5) фракция 0,25-0,01 мм (5)
Fe, % 1,4-3,9 5,2-6,1 0,9-3,6 1,6-4,0 4,7-6,5 0,8-0,9
2,4 5,7 2,1 2,5 5,7 0,85
Ti, % 0,5-0,7 0,4-0,5 0,5-0,7 0,3-0,7 0,6-0,7 0,7-0,8
0,6 0,48 0,6 0,5 0,6 0,7
Мп 418-2000 1300-5600 340-600 290-2000 640-5200 290-680
1077 3050 463 833 2328 438
Zr 290-530 110-150 440-1000 420-950 140-1700 700-1000
417 125 705 597 772 880
Zn 30-80 190-390 30-190 40-100 160-560 40-50
56 270 78 64 280 44
Pb 13-26 35-68 17-23 10-30 37-46 16-20
18 44 19 20 42 18
Си 17-58 86-120 15-43 15-56 90-130 16-23
26 97 26 29 100 21
Co 6-13 33-45 4-13 6-13 23-56 3-6
9 37 8 9 40 5
Ni 10-28 72-88 12-34 13-32 60-78 12-16
21 79 22 20 71 14
Cr 34-55 130-170 44-64 28-66 110-180 55-60
44 150 53 50 138 57
Примечание. Для каждого элемента в верхней строчке приведено минимальное и максимальное значение, в нижней — среднее значение. В скобках — число проб.
Содержание металлов во фракции 0,25—0,01 мм гумусовых горизонтов данных почв отличается контрастнее, чем в илистой фракции. В горизонте А1 почв на моренных суглинках больше Ре (в 2,5 раза), Ъп (в 1,8 раза), Си, Со, N1 (в среднем на 30%) и Мп (менее чем на 10%), чем в почвах на покровных суглинках. Трансформация содержания металлов в пы-леватых фракциях горизонта А1 по сравнению с поч-вообразующими породами выглядит следующим образом: в горизонте А1 на покровных суглинках накапливаются Т1, Ъп, Си, а в горизонте А1 на моренных суглинках — Т1, Ъп, Си, Ъх, РЬ, Сг; содержание N1 дифференцировано слабо, Ре, Мп, Со концентрируются в данной фракции обоих типов почвообразующих пород. Расчет значений коэффициента В показал, что почвообразовательные процессы слабо изменили микроэлементный состав крупных фракций моренных и покровных суглинков (см. табл. 1).
Илистая фракция горизонта А1 обогащена по сравнению с фракцией 0,25—0,01 мм всеми элементами, кроме Т1, Ъх. Различия между этой и илистой фракцией по содержанию Т1 контрастнее в почвах на покровных суглинках, а по содержанию Ъх — на моренных. Радиальная дифференциация Ъх в пылеватой фракции различна: в почвах на моренных суглинках он слабо накапливается в горизонте А1, а в почвах на покровных суглинках не накапливается. Дифферен-
А
10,оси
□ общая проба
□ фракция 0,25—0,01 мм Д фракция <0,001 мм
I
га &
х
ф =г
о 1,00-
х а
я
I I
ЕЛ
'|_М 'I
Ге Т1 Мп Хг 1п РЬ Си Со № Сг
0,10^
10,00
□ общая проба
□ фракция 0,25—0,01 мм фракция <0,001 мм
0,10
Рис. 3. Кларки концентраций металлов в гумусовых горизонтах почв, формирующихся на: моренных суглинках (А), покровных суглинках (Б). Кларки концентраций металлов рассчитаны относительно кларков осадочных пород (глинистых сланцев), по [ 18]
цированное поведение основных минералообразую-щих элементов во фракции 0,25—0,01 мм гумусовых горизонтов может указывать на ее различный генезис в верхних частях почвенных профилей.
Главная особенность моренных суглинков — устойчивая связь Сг, N1, РЬ, Си с илистой фракцией (табл. 4, 5). Содержание Си, Т1 коррелирует с фракцией мелкой пыли (0,005—0,001 мм), а Т1 еще и с илистой (<0,001 мм); Бе, Мп достаточно устойчиво ассоциируют (табл. 5) и положительно связаны с мелкопесчаной фракцией (табл. 4). Концентрация Ъп и Ъх зависит от количества песчаных фракций (табл. 5), однако тесную ассоциацию они образуют лишь в илистой фракции (табл. 5). В покровных суглинках устойчива ассоциация Zn с Мп и Т1 (табл. 5), а также
с Си, положительная связь с гранулометрическими фракциями характерна лишь для Ре, Ъп, Ъх; в моренных суглинках эти элементы связаны с более крупными фракциями (табл. 4).
В гумусовых горизонтах обеих разновидностей почв Ъх и Ъп ассоциируют с более тонкими фракциями, а Т1, наоборот, с более крупными фракциями (табл. 4), чем в почвообразующих породах. В почвах на моренных суглинках N4 и Си остаются связанными с илистой фракцией, а на покровных эти элементы ассоциируются со средней и мелкой пылью. Так проявляется перестройка связи элементов с отдельными гранулометрическими фракциями. При интерпретации полученных результатов необходимо учитывать вероятность различного генезиса данных фракций в гумусовых горизонтах и почвообразующих породах (автохтонность или аллохтонность).
В покровных и моренных суглинках практически отсутствуют общие ассоциации (табл. 5). Лишь тесная связь Сг и Си объединяет эти различные по генезису отложения. В гумусовых горизонтах также выявлена лишь одна общая ассоциация РЬ—Сг, которая характерна и для моренных суглинков. В почвах на покровных суглинках также формируется ассоциация Си—Ъп, общая для почвообразующих пород и гумусовых горизонтов. В проанализированных фракциях гумусовых горизонтов почв и почвообразующих пород формируется одна общая пара Си—Со; таковые отсутствуют в почвах на покровных суглинках. Устойчивы пары Си—Ъп, Соре, связанные с различными гранулометрическими фракциями.
Выводы. 1. Выявлена конвергенция гранулометрического состава гумусовых горизонтов почв на покровных и моренных суглинках. Интенсивность трансформации гранулометрического состава моренных суглинков больше, чем покровных.
2. Трансформация валового состава макроэлементов в покровных суглинках выражена ярче, чем в моренных. Конвергенция этого признака в гумусовых горизонтах почв характерна лишь для фракции 0,25-0,01 мм.
3. Трансформация микроэлементного состава почвообразующих пород проявляется контрастнее в гумусовых горизонтах почв на моренных суглинках, чем на покровных. Степень конвергенции по данному признаку возрастает в ряду: фракция 0,25—0,01 мм илистая фракция общая масса отложений.
4. Почвообразовательные процессы привели к перестройке связей некоторых элементов (Ъп, Ъх, Т1)
Таблица 4
Корреляционная связь элементов с гранулометрическими фракциями в покровных и моренных суглинках и горизонта
А1 формирующихся на них почв
П оч вообразу ющие породы Горизонт Степень связи Размер фракции, мм
1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001
Моренные суглинки А1 Высокая и гг Тх
Средняя Тп Си
С Высокая Тп Си, ТС Си, N1, Сг, РЬ, Т1
Средняя Тг Ре, Мп
Покровные суглинки А1 Высокая Тп, ТС
Средняя №, Си Сг, Си, ТС
С Высокая Тг Ре
Средняя Тп, Ре
Таблица 5
Ассоциации металлов в покровных и моренных суглинках и горизонтах А1 формирующихся на них почв
Почвообразую-шие породы Горизонт Степень связи Обшая масса отложения Фракция 0,25—0,01 мм Фракция <0,001 мм
Моренные суглинки А1 Высокая Ре—Мп—Со Со-Си
Средняя РЬ-Сг, Со-Ре, Со-Мп, Си—Ре, Тп—Тх, Т\~Тх N1—Ре, Си—Тп Тг-Со, Тх-Си, РЬ-Со, Си-РЬ
С Высокая Сг—N1—РЬ—Си Сг—Си Мп-Ре, Тп-Тг, РЬ-Сг, Со-Си
Средняя Сг—Со, Со—Си, Со— N1, Мп—Ре, Ре—Тх
Покровные суглинки А1 Высокая РЬ—Сг. Тп—Си, Тп— Со, Сг-Тп, №-ТС, N1—Ре, N1—Си, Си-Мп—Ре
Средняя РЬ-Со Тт-¥е ь Мп-РЬ, Со-Ре, Си-гп
С Высокая Тп—Мп—ТС, Тп—Си, Си—Сг Со—Мп—Ре Сг—№
Средняя
с отдельными гранулометрическими фракциями. Анализ ассоциаций микроэлементов информативнее для комплекса почвообразовательных процессов, т.е. в общей массе пробы.
5. Геохимическая трансформация покровных и моренных суглинков в процессе почвообразования (в гумусовых горизонтах дерново-подзолистых и дерновых почв) отличается характером и интенсивностью.
Менее контрастное изменение покровных суглинков можно объяснить их неоднократным участием в процессах гипергенеза и почвообразования. При оценке преобразования моренных суглинков следует учитывать интенсивность эрозионных процессов и возможность накопления переотложенного материала в верхней части профиля.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Васильевская В.Д., Якушевская И.В. Микроэлементы в почвах Центрального экономического района // География почв и почвенное районирование Центрального экономического района СССР. М., 1972. С. 411-421.
2. Веригина К.В. Цинк, медь, кобальт в почвах Московской области // Микроэлементы в некоторых почвах СССР. М„ 1964. С. 27-84.
3. Воронин А.Д. Основы физики почв. М., 1986.
4. Гаврилова И.П. Микроэлементы в почвах Сатинско-го полигона // Материалы географических исследований Сатинского учебного полигона и смежных территорий в
бассейне средней Протвы. Вып. 3. Деп. ВИНИТИ 21.05.79. № 1893-79.
5. Герасимова М.И. Почвы Сатинского учебного полигона // Комплексная географическая практика в Подмосковье. М., 1980.
6. Добровольский В.В. Гипергенез четвертичного периода. М., 1966.
7. Добровольский В.В., Урусевская И.С. География почв. М., 1984.
8. Золотарева Б.Н. Тяжелые металлы в почвах Верхнеокского бассейна // Почвоведение. 2003. № 2. С. 173—182.
9. Касимов Н.С., Самонова O.A., Кошелева Н.Е. Фоновая геохимическая дифференциация ландшафтов смешанных лесов центра Русской равнины // География и окружающая среда. СПб., 2003. С. 256-273.
10. Комплексный анализ четвертичных отложений Са-тинского учебного полигона / Ред. Г.И. Рычагов, С.И. Антонов. М., 1992.
11. Кошелева Н.Е., Касимов Н. С., Самонова O.A. Регрессионные модели поведения тяжелых металлов в почвах Смоленско-Московской возвышенности // Почвоведение. 2002. № 8. С. 954-966.
12. Маданов П.В. и др. Микроэлементы и микроудобрения в подзолистой зоне Русской равнины. Казань, 1972.
13. Материалы географических исследований Сатин-ского учебного полигона и смежных территорий в бассейне средней Протвы. Вып. 2. Результаты палеогеографических исследований. Деп. ВИНИТИ 14.03.77. № 1124-77.
Кафедра геохимии ландшафтов и географии почв
14. Материалы географических исследований Сатин-ского учебного полигона и смежных территорий в бассейне средней Протвы. Вып. 3. Деп. ВИНИТИ 21.05.79. № 1893-79.
15. Микроэлементы в почвах СССР. Подвижные формы микроэлементов в почвах европейской части СССР. М., 1981.
16. Самонова O.A., Кошелева Н.Е., Касимов Н.С. Ассоциации микроэлементов в профиле дерново-подзолистых почв южной тайги // Вестн. Моск. ун-та. Сер. Почвоведение. 1998. № 2. С. 14-19.
17. Самонова O.A., Асеева E.H. Геохимический анализ покровных и моренных суглинков бассейна средней Протвы // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2006. № 2. С. 43-48.
18. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. М., 1990.
Поступила в редакцию 12.12.2005
O.A. Samonova, E.N. Aseeva
GEOCHEMICAL TRANSFORMATION OF COVER AND MORAINE
LOAMS OF THE MIDDLE PROTVA RIVER BASIN
Granulometric and chemical composition of humus horizons of sod-podzolic and sod soils and soil-forming cover and moraine loams was studied in the Middle Protva River basin. Amounts oi Fe, Ti, Zr, Mn, Cu, Co, Cr, Pb, Zn have been determined in the whole samples and their particular fractions (0,25—0,01 mm, <0,001 mm). Paragenetic associations of metals characteristic for the objects under study were analyzed. Convergence of the studied features of humus horizons in soils on different soil-forming sediments has been found. A quantitative method of evaluation of the intensity of convergence and transformation has been suggested.
