CC BY
25
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 504.064.36:574 DOI 10.18522/0321-3005-2016-3-49-57
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОНОВОГО СОДЕРЖАНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ ТУЛЫМСКОГО КАМНЯ (ПЕРМСКИЙ КРАЙ)
© 2016 г. С.А. Бузмаков, Е.А. Дзюба
Бузмаков Сергей Алексеевич - доктор географических наук, про- Buzmakov Sergei Alekseevich - Doctor of Geographical
фессор, заведующий кафедрой биогеоценологии и охраны приро- Science, Professor, Head of the Department of
ды, географический факультет, Пермский государственный на- Biogeocenology and Nature Protection, Geography Faculty,
циональный исследовательский университет, ул. Букирева, 15, Perm State National Research University, Bukirev St., 15,
г. Пермь, 614990, e-mail: lep@psu.ru Perm, 614990, Russia, e-mail: lep@psu.ru
Дзюба Екатерина Алексеевна - магистрант, географический Dzyuba Ekaterina Alekseevna - Master Student, Geogra-
факультет, Пермский государственный национальный исследо- phy Faculty, Perm State National Research University,
вательский университет, ул. Букирева, 15, г. Пермь, 614990, Bukirev St., 15, Perm, 614990, Russia, e-mail:
e-mail: aea_eco@mail.ru aea_eco@mail.ru
Приводятся данные по местному фоновому содержанию циклических элементов в почвах Тулымского Камня, расположенного на территории заповедника «Вишерский» Пермского края. Значения местного фонового содержания получены для 11 элементов: Sr, Pb, As, Zn, Cu, Ni, Co, Mn, Cr, V, Ti. Для этого были проведены измерения содержания элементов в почвах методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии на спектрометре «СПЕКТРОСКАН МАКС-G». Получены ряды элементов для 7 исследуемых фитоценозов горно-таежного и подгольцового поясов и Тулымского Камня в целом. В ходе анализа корреляционной матрицы между исследуемыми параметрами выявлены прямые и обратные зависимости. Представлены местные фоновые содержания циклических элементов для исследуемых фитоценозов: елово-пихтового леса кис-лично-мелкопапоротникового; смешанного леса; пихтово-елового леса чернично-мелкопапоротникового; пихтово-елового леса - черничника; ельника-черничника; березово-пихтового горного редколесья; разреженного смешанного леса - черничника; для горно-таежного и подгольцового поясов; для Тулымского Камня. Установлена зависимость содержания элементов в почвах в зависимости от высоты расположения станций отбора проб над уровнем моря. Полученные данные рекомендованы для использования при экологических исследованиях территорий.
Ключевые слова: заповедник «Вишерский», местное фоновое содержание, метод рентгенофлуоресцентной спектрометрии, Тулымский Камень, тяжелые металлы, циклические элементы.
Data for local background regular elements content in soils of Tulym Rock situated on the territory of Vishera Reserve in Perm Region is given. The local background content values for 11 elements including Sr, Pb, As, Zn, Cu, Ni, Co, Mn, Cr, V, Ti were received. For this purpose measurements of soil element content using X-ray fluorescence spectrometry on spectrophotometer «SPECTROSCAN MAX-G» were conducted. Numbers of elements were acquired for 7 phytocenosises of mountain taiga belt, pregolets belt and for Tulym Rock in whole. During analysis of correlation matrix direct and reverse dependencies between parameters investigated were revealed. Local background regular elements content values were presented for spruce-fir-sorrel-fine-fern forest, mixed forest, fir-spruce-bilberry-fine-fern forest, fir-spruce bilberry forest, bilberry spruce forest, sparse birch-fir montane forest, broken mixed bilberry forest; for mountain taiga and pregolets belts; for Tulym Rock. Dependence of soils elements content on elevation of field stations was determined. Data received could be recommended for environmental investigations purposes.
Keywords: Vishera Reserve, local background content, X-ray fluorescence spectrometry, Tulym Rock, heavy metals, regular elements.
Закон В.И. Вернадского о всеобщем рассеянии химических элементов в подобных системах или объ-
химических элементов утверждает, что во всех при- ектах. Почва относится к числу особо важных объек-
родных объектах есть все химические элементы, но тов исследования в данной проблеме [2, 3]. их распространение носит неравномерный характер В зависимости от геологического строения и пре-
[1]. Почва как биокосная система не является исклю- имущественного наличия в отдельных регионах пород
чением из данного закона. В различных природных того или иного типа среднее содержание некоторых
комплексах элементы распределены неравномерно. химических элементов в них может существенно от-
Знание содержания химических элементов в иссле- личаться от среднего содержания этих же элементов в
дуемой системе или отдельном объекте помогает в других регионах и от кларка земной коры в целом [2].
решении различных экологических проблем. Для По мнению В.И. Вернадского, для практических задач
этих целей необходимо знать эталонные содержания нужно исходить не из кларков, а из среднего состава
пород биосферы данной местности [1]. Чтобы охарактеризовать общие геохимические особенности таких регионов, было введено такое понятие, как «местные, или региональные, кларки» [2]. Они представляют собой среднее содержание химических элементов в земной коре определенных регионов и могут быть массовыми, атомными, объемными.
Содержание многих химических элементов зависит от хозяйственного использования территории [4-6]. Это привело к тому, что во многих случаях установить кларки для почв до антропогенного воздействия на них практически невозможно.
Большая работа по изучению распределения химических элементов в почвах, особенно в европейской части России, была проведена А.П. Виноградовым. Но к настоящему времени кларки многих элементов подлежат уточнению [2] в связи с возрастающей и неравномерной антропогенной нагрузкой на природные комплексы.
Чтобы выявить местное фоновое содержание, нужно выбрать территорию, которая относится к данной области, подвергается и подверглась раньше минимальному загрязнению по сравнению
с территориями, испытывающими постоянную антропогенную нагрузку. Загрязнения, произошедшие в результате техногенеза за последнее время, повлияли на корректность имеющихся данных по кларкам почв. Почва в таком случае является депонирующей средой, а загрязнение происходит неравномерно, из чего следует, что для каждого региона необходимо устанавливать свои фоновые местные содержания [7].
В данном исследовании фоновой территорией стал заповедник «Вишерский», который, исходя из своего природоохранного статуса, ограничен от хозяйственной деятельности, а значит, подвергается минимальному загрязнению, которое может происходить в основном трансграничными путями в атмосфере [8], причем доля атмосферных осадков в поставке тяжелых металлов составляет 25^50 % от выноса их с речным стоком [9]. Заповедник удален от источников антропогенной нагрузки, его территория располагается на крайнем северо-востоке Пермского края (рис. 1), в верховьях реки Вишеры, относится к Центрально-Уральской области ландшафтной страны Урал [10, 11].
Рис. 1. Географическое расположение заповедника «Вишерский»
По более узкому районированию - к верхне-вишерскому ландшафту складчатых и складчато-глыбовых среднегорий [12]. По природному районированию территория Тулымского Камня принадлежит северотаежной зоне с горными лесами и тундрами [13], в которой выделяются горнотаежный и подгольцовый пояса [14].
Цель исследования заключается в определении местного фонового содержания циклических элементов в почвах Тулымского Камня. Для ее достижения были поставлены следующие задачи: разработка маршрута обследования территории; отбор проб, геоботаническое и почвенное обследование исследуемых площадок; геохимический анализ почвенных проб; статистическая обработка и вычисление местного фонового содержания циклических элементов.
Исследования в предыдущие годы [8, 15] показали тенденцию к увеличению содержания в почвах циклических элементов. Исходя из выводов П.Н. Бахарева и др. [15], увеличение содержания загрязняющих веществ в почвах обусловлено возрастающей антропогенной нагрузкой.
Важно отметить, что установление фонового содержания необходимо для изучения экологического состояния региона [7], так как до настоящего времени для данной территории не были определены местные фоновые содержания циклических элементов.
Материал и методика
В ходе исследования были заложены пробные площадки в фитоценозах на разных высотах в районе Тулымского Камня.
В основу отбора проб были положены метод конверта и геохимическая съемка. Пробоподго-товка осуществлялась с учетом специфики измерения содержания тяжелых металлов методом рентгено-флуоресцентной спектрометрии. Для этого было необходимо подготовить таблетки из перетертых почвенных образцов на подложке из борной кислоты. Почва перетиралась в агатовой ступке и просеивалась через сито с диаметром ячеек 50 мкм. В результате такой подготовки были изготовлены максимально однородные образцы для получения результатов с погрешностью измерений, установленной для спектрометра «СПЕК-ТРОСКАН МАКС^».
В каждой пробе определялось валовое содержание 11 циклических элементов: Sr, Pb, As, Zn, №, Mn, &, V, Определение именно ва-
лового содержания обосновано при экологическом обследовании территории [16, 17].
Для полученных результатов была проведена статистическая обработка с применением Microsoft Excel 2007, в ходе которой были определены следующие параметры: среднее содержание элемента в почве (X, мг/кг), стандартное отклонение (о), стандартная ошибка среднего (SE), доверительный интервал (CI), коэффициент вариации (CV, %). На основе этих данных рассчитана корреляция между определяемыми параметрами; проанализировано их распределение по отношению к высоте над уровнем моря.
Результаты и обсуждение
Результаты по содержанию металлов в исследуемых фитоценозах представлены в табл. 1. Всего исследовано 7 фитоценозов горно-таежного и подгольцового поясов, которые распределены с юга на север и с запада на восток (рис. 2).
Исследуемые площадки находятся на высоте от 284 до 618 м над уровнем моря (м н.у.м).
Исследуемые почвы относятся к горно-подзолистым, кислым, по гранулометрическому составу являются средне- и тяжелосуглинистыми. Средняя кислотность почв - 4,3. Исходя из полученных данных рядов элементов можно выделить пять групп:
1. Елово-пихтовый лес кислично-мелкопа-поротниковый с характерным рядом элементов:
Ti>Mn>Cr>V>Zn>Sr>Cu>Ni>Pb>Co>As.
2. Смешанный лес; пихтово-еловый; чернично-мелкопапоротниковый; пихтово-еловый черничник. Характерный ряд элементов:
Ti>Mn>Cr>Sr> > Zn>Cu>Ni>Pb>Co>As.
3. Ельник-черничник. Характерный ряд элементов:
Ti>Mn>Cr>V>Sr>Zn>Cu>Ni>Pb>Co>As.
4. Березово-пихтовое горное редколесье. Характерный ряд элементов:
Ti>Cr>Mn>V>Sr>Cu>o> > i>Zn>Pb>As.
5. Разреженный смешанный лес - черничник. Характерный ряд элементов:
Ti>Mn>Cr>V>Sr>Cu> > n>Ni>Pb>As>Co.
Распределение титана, марганца и хрома имеет однородный характер, за исключением березово-пихтового горного редколесья, где содержание марганца меньше, чем стронция. Далее наблюдаются различные вариации по распределению ванадия и стронция. Для разреженного леса - черничника меньшее содержание отмечено для кобальта.
Таблица 1
Средние значения содержания элементов в почвенных образцах
Основные параметры Циклические элементы
Sr Pb As Zn Cu Ni Co Mn Cr V Ti
Елово-пихтовый лес кислично-мелкопапоротниковый (284 м н.у.м.)
x 69,59 14,12 7,82 85,48 44,89 34,61 12,92 514,66 137,10 110,26 10806
а 3,078 3,084 1,737 7,932 1,690 0,938 0,960 43,269 5,454 5,867 2732
SE 1,256 1,256 1,259 0,709 3,238 0,690 0,383 0,392 17,664 2,227 1115
CI (±) 3,230 3,230 3,237 1,823 8,326 1,774 0,984 1,008 45,415 5,725 2876
CV, % 4,423 21,833 22,22 9,280 3,766 2,710 7,432 8,407 3,978 5,322 25,285
Смешанный лес (310 м н.у.м.)
x 106,27 22,47 7,98 68,10 42,08 33,80 13,21 627,00 131,17 79,53 6963
а 3,544 0,472 0,289 1,674 0,735 1,607 0,661 6,622 2,294 4,580 176
SE 2,046 0,273 0,167 0,966 0,424 0,928 0,382 3,823 1,324 2,644 101,7
CI (±) 8,804 1,173 0,719 4,158 1,825 3,993 1,642 16,45 5,699 11,38 438
CV, % 3,335 2,101 3,627 2,458 1,746 4,755 5,001 1,056 1,749 5,759 2,5
Пихтово-еловый лес чернично-мелкопапоротниковый (333 м н.у.м.)
x 106,29 18,25 6,82 58,95 46,86 29,85 11,72 544,55 143,06 88,66 9380
а 0,901 0,815 0,281 0,730 1,147 0,437 0,565 1,235 0,628 1,115 204
Основные параметры Циклические элементы
Sr Pb As Zn Cu Ni Co Mn Cr V Ti
SE 0,520 0,470 0,162 0,421 0,662 0,252 0,326 0,713 0,363 0,644 117,9
CI (±) 2,238 2,024 0,697 1,813 2,850 1,086 1,403 3,067 1,560 2,77 507
CV (%) 0,848 4,464 4,113 1,238 2,448 1,465 4,821 0,227 0,439 1,258 2,2
Пихтово-еловый лес - черничник (341 м н.у.м.)
x 122,03 20,59 9,60 50,42 47,43 28,61 8,93 383,97 128,60 95,58 9130
а 6,853 0,959 0,468 1,484 1,796 1,414 0,263 1,235 0,805 0,258 373
SE 3,957 0,554 0,270 0,857 1,037 0,816 0,152 0,713 0,465 0,149 215,5
CI (±) 17,026 2,382 1,162 3,688 4,463 3,513 0,653 3,067 2,001 0,642 927
CV, % 5,616 4,657 4,869 2,944 3,787 4,942 2,945 0,227 0,626 0,270 4,1
Ельник-черничник (374м н.у.м.)
x 88,71 12,64 7,44 49,65 45,69 28,91 11,59 522,02 128,37 101,72 9387
а 0,249 0,203 0,399 0,123 1,162 0,129 0,390 0,520 1,150 0,552 386
SE 0,144 0,117 0,230 0,071 0,671 0,075 0,225 0,300 0,664 0,319 222,6
CI (±) 0,620 0,505 0,991 0,306 2,887 0,321 0,969 1,292 2,856 1,373 958
CV, % 0,281 1,608 5,360 0,248 2,543 0,447 3,365 0,100 0,896 0,543 4,1
Березово-пихтовое горное редколесье (618 м н.у.м.)
X 49,64 16,34 3,15 25,15 44,15 32,16 33,02 115,96 164,88 50,99 7530
а 1,159 0,548 0,385 0,200 0,751 0,619 1,400 0,948 0,989 0,932 610
SE 0,669 0,316 0,222 0,116 0,434 0,357 0,808 0,547 0,571 0,538 352,0
CI (±) 2,878 1,361 0,957 0,498 1,867 1,538 3,478 2,354 2,457 2,315 1514
CV, % 2,334 3,352 12,24 0,797 1,702 1,925 4,239 0,817 0,600 1,827 8,1
Разреженный смешанный лес - черничник (545 м н.у.м.)
x 45,58 11,66 5,82 22,95 43,77 15,70 1,00 142,06 118,01 70,83 8857
а 0,609 0,504 0,348 0,157 1,271 0,246 0,065 0,813 1,841 1,057 237
SE 0,352 0,291 0,201 0,090 0,734 0,142 0,037 0,469 1,063 0,610 136,8
CI (±) 1,513 1,253 0,864 0,389 3,158 0,611 0,161 2,019 4,575 2,627 589
CV, % 1,336 4,326 5,981 0,682 2,904 1,568 6,480 0,572 1,560 1,493 2,7
Проведена корреляция и составлена корреляционная матрица (табл. 2), в которой отмечены парная зависимость или ее отсутствие между содержанием элементов и их распределением относительно высоты над уровнем моря. Наиболее высокая зависимость отмечена для цинка с никелем, марганцем и ванадием, кобальта и хрома, ванадия и титана.
По выраженности парной зависимости выделены 4 группы. Высокая зависимость отмечена для цинка с никелем, марганцем, ванадием; кобальта с хромом; ванадия с титаном.
Средняя положительная зависимость выявлена у стронция со свинцом, мышьяком и марганцем; мышьяка с марганцем; меди с ванадием и титаном; никеля с кобальтом, марганцем и хромом; марганца с ванадием.
Средняя обратная зависимость, при которой отмечено увеличение содержания одного элемента и уменьшение содержания другого, прослеживается для мышьяка с хромом.
К четвертой группе относим остальные пары элементов со слабой и отсутствующей зависимостью.
Корреляционная матрица для анализируемых параметров исследуемых почв*
Циклические элементы Pb As Zn Cu Ni Co Mn Cr V Ti Высота, м н.у.м.
БГ 0,51 0,65 0,32 0,37 0,25 -0,21 0,66 -0,25 0,23 -0,04 -0,64
РЪ -0,09 0,23 0,22 0,45 0,05 0,28 0,39 0,20 0,29 -0,20
А8 0,43 0,13 0,07 -0,47 0,58 -0,62 0,39 -0,11 -0,76
Zn 0,09 0,71 -0,15 0,82 -0,01 0,71 0,12 -0,89
Си 0,09 -0,19 0,06 0,21 0,52 0,68 -0,20
N1 0,51 0,55 0,58 0,42 0,08 -0,50
Со -0,23 0,70 -0,45 -0,37 0,37
Мп -0,22 0,55 -0,01 -0,92
Сг 0,03 0,34 0,30
V 0,72 -0,69
Т1 -0,07
* - степень корреляции между параметрами: 0,01-0,19 - отсутствует; 0,2-0,49 - слабая; 0,5-0,69 - средняя; 0,7-0,99 -высокая.
Рис. 2. Точки отбора проб
Таблица 2
Важное значение имеют корреляция элементов с высотой над уровнем моря (табл. 2) и распределение по содержанию элементов относительно высоты над уровнем моря (рис. 3).
Высокая обратная зависимость характерна для мышьяка, цинка и марганца. Стронций, никель и ванадий проявляют среднюю обратную зависимость
между их концентрацией в почве и высотой над уровнем моря. Несущественно выражены тренды на понижение концентрации у свинца и меди (слабая отрицательная корреляция), на повышение содержания кобальта и хрома (слабая положительная корреляция). Распределение титана не зависит от высоты над уровнем моря (корреляция отсутствует).
Ti
У
28+ 310 333 3+1 37+ 5+5 618
Вькчн IL lliiJ >|>0ВНСЧ ЧП|1И. >1
Рис. 3. Распределение содержания элементов относительно высоты над уровнем моря
Исходя из проведенной статистической обработки, можно говорить о том, что прослеживаются ряды закономерностей при достаточной выборке. Необходимо отметить относительно небольшой разброс и выравненность исследуемых значений в отобранных пробах почв. Исключением являются результаты по кислично-мелкопапоротниковому елово-пихтовому лесу. Здесь наблюдается значительная степень вариации (20^33 %) для значений по содержанию свинца, мышьяка и титана. Данный разброс значений допускается по применяемой методике [18]. Полученное среднее значение позволяет говорить, что оно наиболее точно показывает содержание этих элементов на исследуемой территории.
Зависимость содержания элементов от высоты над уровнем моря может иметь ряд причин. Во-первых, с изменением высоты происходит изменение метеорологических условий. Тяжелые металлы переносятся с воздушными массами из западных и южных районов европейской части России. С севера и востока проникают воздушные массы, содер-
жащие меньше тяжелых металлов. На высотах около 600 м, по-видимому, превалирует атмосферный перенос воздушных масс с запада и востока. Косвенно на это указывает то, что обратные связи с высотой местности имеют содержание таких элементов, как свинец, цинк, мышьяк, медь, никель, т.е. входящих в список так называемых приоритетных тяжелых металлов. Несколько особняком стоят такие следовые элементы, как ванадий, марганец и стронций. Их распределение может контролироваться исключительно природными факторами и процессами. Во-вторых, при изменении высоты (в данном случае на 334 м) происходит изменение подстилающих пород и почвенного покрова. В-третьих, происходит смена фитоценозов с характерным уменьшением разнообразия и проективного покрытия растительного покрова. Обратное распределение тяжелых металлов с высотой местности, вероятно, связано с вертикальной дифференциацией следовых элементов, обусловленной выветриванием горных пород, выщелачиванием микроэлементов и их переносом вниз по склону.
Имеющие место флуктуации и зависимости определяются природными факторами и процессами.
В табл. 3 представлено содержание циклических элементов в почвах Тулымского Камня, горнотаежного и подгольцового поясов в почвах.
Для горно-таежного, подгольцового поясов и Тулымского Камня в целом характерны следующие ряды элементов:
Горно-таежный пояс: Т1>Мп>ОУ>Бг^п>Си> >№>РЪ>Со^.
Учитывая данный факт при проведении экологического мониторинга на территориях, которые подвергаются значительной антропогенной нагрузке, можно делать более реалистичные выводы о загрязнении, потому что имеющиеся на данный момент фоновые содержания становятся все менее актуальными при ус-
Исходя из полученных расчетов долей ПДК (ОДК), заключаем, что повышенное содержание
Подгольцовый пояс:
Т1>Сг>Мп^>Бг>Си^п>>№>Со>РЪ^.
Тулымский Камень:
Т1>Мп>ОУ>Бг^п>Си> >№>РЪ>Со^.
Статистическая достоверность полученных данных (табл. 1, 3) позволяет говорить о том, что в ходе данного исследования были получены местные фоновые содержания циклических элементов для Тулымского Камня, которые могут использоваться как эталонные показатели.
Таблица 3
ловии постоянной нарастающей антропогенной нагрузки, и только территории, извлеченные из хозяйственного использования, могут быть эталонными.
В табл. 4 представлен расчет долей предельно допустимых концентраций (ПДК), ориентировочно допустимых концентрации (ОДК).
Таблица 4
наблюдается у мышьяка на всех площадках, кроме березово-пихтового горного редколесья, где это
Местное фоновое содержание циклических элементов в почвах горно-таежного и подгольцового поясов Тулымского Камня
Циклические элементы Горно-таежный пояс Подгольцовый пояс Тулымский Камень
X ДИ (±) CV, % X ДИ (±) CV, % X г ДИ (±) CV, %
БГ 94,23 21,88 22,12 47,61 5,22 6,03 82,58 23,65 30,32
РЪ 18,75 4,88 24,81 14,00 6,02 23,64 17,56 4,49 28,31
А8 7,43 1,62 20,76 4,49 3,43 42,10 6,69 1,37 21,30
Zn 62,76 13,96 21,20 24,05 2,83 6,47 53,08 17,28 33,88
Си 45,65 2,08 4,34 43,96 0,49 0,61 45,23 1,74 4,28
N1 31,70 3,01 9,04 23,93 21,16 48,64 29,76 5,89 22,40
Со 11,31 1,84 15,49 17,01 41,16 133,11 12,74 3,77 42,82
Мп 498,09 97,33 18,62 129,01 33,55 14,31 405,82 142,11 35,55
Сг 138,32 13,37 9,21 141,45 60,25 23,43 139,10 12,46 10,29
V 100,61 17,88 16,93 60,91 25,5 23,03 90,68 17,16 19,92
Т1 9668 1816 18,54 8195 1702 11,42 9300 1421 17,16
Оценка содержания циклических элементов в почвах Тулымского Камня, доли ПДК
Sr Pb As Zn Cu Ni Co Mn Cr V Ti
ПДК (ОДК*) [19, 20]
- 32 5* 110* 66* 40* - 1500 - 150 -
Елово-пихтовый лес кислично-мелкопапоротниковый (284 м н.у.м.)
- 0,4 1,6 0,8 0,7 0,9 - 0,3 - 0,7 -
Смешанный лес (310 м н.у.м.)
- 0,7 1,6 0,6 0,6 0,8 - 0,4 - 0,5 -
Пихтово-еловый лес чернично-мелкопапоротниковый (333 м н.у.м.)
- 0,6 1,4 0,5 0,7 0,7 - 0,4 - 0,6 -
Пихтово-еловый лес - черничник (341 м н.у.м.)
- 0,6 1,9 0,5 0,7 0,7 - 0,3 - 0,6 -
Ельник-черничник (374 м н.у.м.)
- 0,4 1,5 0,5 0,7 0,7 - 0,3 - 0,7 -
Березово-пихтовое горное редколесье (618 м н.у.м.)
- 0,5 0,6 0,2 0,7 0,8 - 0,1 - 0,3 -
Разреженный смешанный лес - черничник (545 м н.у.м.)
- 0,4 1,2 0,2 0,7 0,4 - 0,1 - 0,5 -
значение равно 0,6 ОДК. Содержание остальных элементов находится в пределах допустимых норм.
Заключение
По результатам исследования можно сделать вывод о местных фоновых содержаниях циклических элементов ^г, Pb, As, Zn, №, Co, Mn, Cr, V, в почвах Тулымского Камня внутри типичных фитоценозов. Было рассмотрено 7 фитоцено-зов: елово-пихтовый лес кислично-мелкопапо-ротниковый; смешанный; пихтово-еловый чернич-но-мелкопапоротниковый; пихтово-еловый черничник; ельник-черничник; березово-пихтовое горное редколесье; разреженный смешанный лес -черничник. Сводные данные по местному фоновому содержанию исследуемых циклических элементов могут быть использованы при экологических исследованиях территорий в качестве фоновых. Заповедные экосистемы должны учитываться как эталонные показатели. Исследования на таких территориях должны быть положены в основу разработок местных фоновых содержаний.
По содержанию циклических элементов в почвах были составлены ряды элементов. Исследуемые фи-тоценозы по рядам элементов разделены на 5 групп: елово-пихтовый лес кислично-мелкопапоротни-ковый; П>Мп>Сг>У^п^г>Си>№>РЬ>Со^; смешанный лес; пихтово-еловый; чернично-мелкопапоротниковый; пихтово-еловый черничник Ti>Mn>Cr>Sr>V>Zn>Cu>Ni>Pb>Co>As; ельник-черничник с характерным рядом элементов: Ti>Mn>Cr>V>Sr>Zn>Cu>Ni>Pb>Co>As; березово-пихтовое горное редколесье с характерным рядом элементов: Ti>Cг>Mn>V>Sг>Cu>Co>Ni>Zn>Pb>As; разреженный смешанный лес - черничник Ti>Mn>Cr>V>Sr>Cu>Zn>Ni>Pb>As>Co.
Отдельно составлены ряды элементов для поясов:
- горно-таежного (Ti>Mn>Cг>V>Sг>Zn>Cu>Ni>Pb>Co>As);
- подгольцового (Ti>Cг>Mn>V>Sг>Cu>Zn>Ni>Co>Pb>As);
- Тулымского Камня (Ti>Mn>Cг>V>Sг>Zn>Cu>Ni>Pb>Co>As).
Высокую обратную зависимость между концентрацией элементов и высотой над уровнем моря проявляют мышьяк, цинк и марганец, среднюю -стронций, никель и ванадий. Практически отсутствует зависимость у кобальта, хрома, свинца, меди и титана.
Высокая взаимосвязь выявлена для цинка с никелем, марганцем, ванадием; кобальта с хромом; ванадия с титаном.
Выявленные флуктуации и зависимости в основном определяются природными факторами и процессами, прежде всего изменением почвообра-
зовательного процесса в зависимости от высотной поясности.
Литература
1. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли
и ее окружения. М., 2001. 376 с.
2. АлексеенкоВ.А. Экологическая геохимия. М., 2000. 627 с.
3. АлексеенкоВ.А., Суворинов А.В., АлексеенкоВ.Ап, Бофано-
ва А.Б. Металлы в окружающей среде. Почвы геохимических ландшафтов Ростовской области. М., 2002. 312 с.
4. Зимовец А.А., Федоров Ю.А. Тяжелые металлы в почвах
устьевой области реки Северная Двина // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2013. № 5. С. 70-74.
5. Пинский Д.Л., Минкина Т.М., Манджиева С.С., Федо-
ров Ю.А., Бауэр Д.Г., Невидомская Т.В. Особенности поглощения Cu(II), Pb(II) и Zn(II) черноземом обыкновенным из растворов нитратов, хлоридов, ацетатов и сульфатов // Почвоведение. 2014. № 1. С. 22-29.
6. Минкина ТМ, Манджиева С.С., ФедоровЮА., Сушкова С.Н.,
Бурачевская М.В., Невидомская Д.Г., Антоненко Е.М., Калиниченко В.П., Ендовицкий А.П., Ильин В.Б., Черненко В.В., Бакоев С.Ю. Способ оценки степени деградации техноландшафта при химическом загрязнении // Stredoevropsky vestnik pro vedu a vyzkum. 2015. Т. 76. С. 89.
7. Алексеенко В.А., Бузмаков С.А., Панин М.С. Геохимия
окружающей среды. Пермь, 2013. 359 с.
8. Хайрулина Е.А., Ворончихина Е.А. Оценка современного
биогеохимического состояния заповедных экосистем Пермского края // Вестн. Перм. ун-та. Биология. 2007. № 5. С. 155-160.
9. Доценко И.В., Федоров Ю.А. Оценка осаждения тяжелых
металлов мидией (Mytilus galloprovincialis Lam.) в морских экосистемах. Ростов н/Д., М., 2012. 221 с.
10. Бузмаков С.А., Зайцев А.А. Состояние региональных
особо охраняемых природных территорий Пермского края // Вестн. Удмурт. ун-та. Биология. Науки о Земле. 2011. № 6-3. С. 3-12.
11. Бузмаков С.А., Зайцев А.А., Санников П.Ю. Выявление
территорий, перспективных для создания природного парка в Пермском крае // Изв. Самар. науч. центра РАН. 2011. Т. 13, № 1 (6). С. 1492-1495.
12. Атлас Пермского края / под общ. ред. А.М. Тартаков-
ского. Пермь, 2012. 124 с.
13. Чибилев А.А., Чибилев Ант. А. Природное районирование Урала с учетом широтной зональности, высотной поясности и вертикальной дифференциации ландшафтов // Изв. Самар. науч. центра РАН. 2012. Т. 14, № 1 (6). С. 1660-1665.
14. Бахарев П.Н., Семенов В.В., Андреев Д.Н. Геоинформа-
ционная база данных территории заповедника «Вишер-ский» // Геогр. вестн. 2015. № 2. С. 56-62.
15. Бахарев П.Н., Ворончихина Е.А., Ильиных С.И., Лоску-
това Н.М. Технофильные элементы в особо охраняемых экосистемах западноуральской тайги // Изв. Са-мар. науч. центра РАН. 2012. Т. 14, № 1(8). С. 21362139.
16. Андреев Д.Н. Экогеохимическая диагностика антропо-
генной трансформации особо охраняемых природных территорий // Вестн. Удмурт. ун-та. Биология. Науки о Земле. 2013. № 3. С. 3-9.
17. Минкина Т.М., Федоров Ю.А., Невидомская Д.Г., Манд-
жиева С.С., Козлова М.Н. Особенности содержания и
подвижность тяжелых металлов в почвах реки Дон // Аридные экосистемы. 2016. Т. 22, № 1 (66). С. 86-98.
18. ПНД Ф 16.1.42-04. Методика выполнения измерений
массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв рентгенофлуоресцентным методом. С.-Прб., 2010. 50 с.
19. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации
(ПДК) химических веществ в почве. М., 2006.
20. ГН 2.1.7.2511-09. Ориентировочно допустимые концен-
трации (ОДК) химических веществ в почве от 18.05.2009 г. № 32. URL: consultant/ru/document/ cons_doc_LAW_88788 / (дата обращения: 20.03.2016).
References
1. Vernadskii V.I. Khimicheskoe stroenie biosfery Zemli i ee
okruzheniya [The chemical structure of the Earth's biosphere and its environment]. Moscow, 2001, 376 p.
2. Alekseenko V.A. Ekologicheskaya geokhimiya [Environ-
mental geochemistry]. Moscow, 2000, 627 p.
3. Alekseenko V.A., Suvorinov A.V., Alekseenko V.Ap., Bo-
fanova A.B. Metally v okruzhayushchei srede. Pochvy geokhimicheskikh landshaftov Rostovskoi oblasti [Metals in the environment. Soil geochemical landscapes of Rostov Region]. Moscow, 2002, 312 p.
4. Zimovets A.A., Fedorov Yu.A. Tyazhelye metally v poch-
vakh ust'evoi oblasti reki Severnaya Dvina [Heavy metals in the soils of the mouth area of the Northern Dvina]. Izv. Vu-zov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki, 2013, no 5, pp. 70-74.
5. Pinskii D.L., Minkina T.M., Mandzhieva S.S., Fedorov Yu.A.,
Bauer D.G., Nevidomskaya T.V. Osobennosti po-gloshcheniya Cu(II), Pb(II) i Zn(II) chernozemom obykno-vennym iz rastvorov nitratov, khloridov, atsetatov i sul'-fatov [Absorption properties Cu (II), Pb (II) and Zn (II) nitrate of ordinary chernozem solutions of chlorides, sulfates and acetates]. Pochvovedenie, 2014, no 1, pp. 22-29.
6. Minkina T.M., Mandzhieva S.S., Fedorov Yu.A., Sushkova S.N.,
Burachevskaya M.V., Nevidomskaya D.G., Antonenko E.M., Kalinichenko V.P., Endovitskii A.P., Il'in V.B., Chernenko V.V., Bakoev S.Yu. Sposob otsenki stepeni degradatsii tekhnolandshafta pri khimicheskom zagryaznenii [A method of estimating the degree tehnolandshafta degradation by chemical contamination]. Stredoevropsky vestnik pro vedu a vyzkum, 2015, vol. 76, p. 89.
7. Alekseenko V.A., Buzmakov S.A., Panin M.S. Geokhimiya
okruzhayushchei sredy [Geochemistry of the environment]. Perm, 2013, 359 p.
8. Khairulina E.A., Voronchikhina E.A. Otsenka
sovremennogo biogeokhimicheskogo sostoyaniya zapovednykh ekosistem Permskogo kraya [Assessment of the current state of the Perm Region protected ecosystem]. Vestn. Perm. un-ta. Biologiya, 2007, no 5, pp. 155-160.
9. Dotsenko I.V., Fedorov Yu.A. Otsenka osazhdeniya
tyazhelykh metallov midiei (Mytilus galloprovincialis Lam.) v morskikh ekosistemakh [Evaluation of heavy metal deposition mussel (Mytilus galloprovincialis Lam.) in marine ecosystems]. Rostov-on-Don; Moscow, 2012, 221 p.
Поступила в редакцию
10. Buzmakov S.A., Zaitsev A.A. Sostoyanie regional'nykh
osobo okhranyaemykh prirodnykh territorii Permskogo kraya [State of regional protected areas of the Perm Region]. Vestn. Udmurt. un-ta. Biologiya. Nauki o Zemle, 2011, no 6-3, pp. 3-12.
11. Buzmakov S.A., Zaitsev A.A., Sannikov P.Yu. Vyyavlenie
territorii, perspektivnykh dlya sozdaniya prirodnogo parka v Permskom krae [Identify areas, promising to create a natural park in the Perm Region]. Izv. Samar. nauch. tsentra RAN, 2011, vol. 13, no 1 (6), pp. 1492-1495.
12. Atlas Permskogo kraya [Atlas of the Perm Region]. Ed.
A.M. Tartakovsky. Perm, 2012, 124 p.
13. Chibilev A.A., Chibilev Ant. A. Prirodnoe raionirovanie
Urala s uchetom shirotnoi zonal'nosti, vysotnoi poyasnosti i vertikal'noi differentsiatsii landshaftov [Natural zoning of the Urals given latitudinal zonation, altitudinal zones, and vertical differentiation of landscapes]. Izv. Samar. nauch. tsentra RAN, 2012, vol. 14, no 1 (6), pp. 1660-1665.
14. Bakharev P.N., Semenov V.V., Andreev D.N.
Geoinformatsionnaya baza dannykh territorii zapovednika «Visherskii» [Geographic Information database of the reserve "Vishera"]. Geogr. vestn., 2015, no 2, pp. 56-62.
15. Bakharev P.N., Voronchikhina E.A., Il'inykh S.I., Losku-
tova N.M. Tekhnofil'nye elementy v osobo okhranyaemykh ekosistemakh zapadnoural'skoi taigi [Technophil elements of protected ecosystems of the Western Ural taiga]. Izv. Samar. nauch. tsentra RAN, 2012, vol. 14, no 1(8), pp. 2136-2139.
16. Andreev D.N. Ekogeokhimicheskaya diagnostika
antropogennoi transformatsii osobo okhranyaemykh prirodnykh territorii [Ecogeochemical diagnosis of anthropogenic transformation of protected areas]. Vestn. Udmurt. un-ta. Biologiya. Nauki o Zemle, 2013, no 3, pp. 3-9.
17. Minkina T.M., Fedorov Yu.A., Nevidomskaya D.G.,
Mandzhieva S.S., Kozlova M.N. Osobennosti soderzhaniya i podvizhnost' tyazhelykh metallov v pochvakh reki Don [Features of content and mobility of heavy metals in the soils of the river Don]. Aridnye ekosistemy, 2016, vol. 22, no 1 (66), pp. 86-98.
18. PND F 16.1.42-04. Metodika vypolneniya izmerenii
massovoi doli metallov i oksidov metallov v poroshkovykh probakh pochv rentgenofluorestsentnym metodom [PND F 16.1.42-04. Methods of measuring the mass fraction of metals and metal oxides in the powder X-ray fluorescence method of soil samples]. Saint Petersburg, 2010, 50 p.
19. GN 2.1.7.2041-06. Predel'no dopustimye kontsentratsii
(PDK) khimicheskikh veshchestv vpochve [GN 2.1.7.204106. Maximum permissible concentration (MPC) of chemicals in the soil]. Moscow, 2006.
20. GN 2.1.7.2511-09. Orientirovochno dopustimye
kontsentratsii (ODK) khimicheskikh veshchestv v pochve ot 18.05.2009 g. № 32 [GN 2.1.7.2511-09. The approximate permissible concentrations (APC) of chemicals in the soil from 18.05.2009 № 32]. Available at: consult-ant.ru/document/ cons_doc_LAW_887881 / (accessed 20.03.2016).
31 мая 2016 г.
