Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Диссертационная работа:

Дьяченко Владимир Викторович. Геохимия и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа : Дис. ... д-ра геогр. наук : 25.00.23 : Новороссийск, 2004 326 c. РГБ ОД, 71:05-11/11

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

1 Методология геоэкологических исследований ландшафтов Северного Кавказа и. анализ ранее проведенных работ 12

1.1 Полевые работы 14

1.2 Лабораторные исследования 15

1.3 Статистическая обработка и анализ материала 17

1.4 Картографирование и систематика ландшафтов 18

2 Факторы формирования и закономерности размещения геохимических ландшафтов Северного Кавказа 26

2.1 Природные особенности формирования ландшафтов 26

2.1.1 Формирование ландшафтов в нивальной зоне 26

2.1.2 Растительный покров как фактор формирования ландшафтов 28

2.1.3 Влияние аэральной миграции на формирование ландшафтов 3 6

2.1.4 Геоморфологические особенности ландшафтов региона 39

2.1.5 Почвообразующие комплексы Северного Кавказа 49

2.1.6 Химизм почвенных растворов как результат взаимодействия ландшафтообразующих факторов 54

2.2 Техногенное преобразование ландшафтов 59

2.3 Региональные закономерности формирования и распространения ландшафтов Северного Кавказа 70

3 Геохимия ландшафтов Северного Кавказа - 84

3.1 Геохимические особенности региональных ландшафтно- геохимических систем 88

3.1.1 Ландшафты Северо-Западного Кавказа 82

3.1.2 Ландшафты Западного Кавказа 94

3.1.3 Ландшафты Центрального Кавказа 98

3.1.4 Ландшафты Восточного Кавказа 101

3.1.5 Сравнительный анализ региональных ландшафтно-геохимических систем 107

3.2 Природные факторы и закономерности геохимической дифференциации ландшафтов 119

3.2.1 Геохимическая специфика ландшафтов с различным растительным покровом 120

3.2.2 Геохимические особенности эоловой дифференциации 128

3.2.3 Латеральная геохимическая дифференциация каскадных систем 142

3.2.4 Радиальная геохимическая дифференциация ландшафтов 155

3.2.4.1 Геохимические особенности почвообразующих комплексов Северного Кавказа 155

3.2.4.2 Взаимосвязь геохимии почв и горных пород 161

3.2.4.3 Выравнивание концентраций химических элементов в почвах как основная тенденция их перераспределения в системе породы - почвы 164

3.3 Геохимические особенности агрогенного преобразования ландшафтов 183

3.3.1 Влияние возделывания многолетних культур 183

3.3.2 Влияние возделывания однолетних культур 190-

3.3.3 Геохимические особенности ландшафтов пастбищ и сенокосов 199

3.4 Сравнительный анализ геохимии природных и антропогенных ландшафтов 209

4 Оценка состояния и антропогенного преобразования ландшафтов Северного Кавказа 219

4.1 Качественная оценка 219

4.1.1 Особенности и динамика антропогенной трансформации ландшафтов 219

4.1.2 Региональные аспекты антропогенной трансформации ландшафтов 229

4.2 Количественная оценка 231

4.2.1 Оценка состояния геохимических ландшафтов с позиций современного экологического нормирования 231

4.2.2 Аномалии и повышенные содержания химических элементов в почвах и роль геохимических барьеров в их формировании 241

4.2.3 Динамика концентраций химических элементов в почвах 251

4.2.4 Расчет и оценка региональных кларков почв и горных пород 257

. 4.2.5 Оценка геоэкологических особенностей ландшафтов относительно регионального фона 271

5 Ландшафтно-геохимические принципы экологического нормирования 285

5.1 Обоснование необходимости ландшафтно-геохимического подхода 285

5.2 Установление химических элементов, параметры распределения которых, могут быть использованы в экологическом нормировании 293

5.3 Практическое использование результатов ландшафтно-геохимических исследований в экологическом нормировании 295

Выводы 301

Литература 306 

Введение к работе:

Актуальность темы. При различных видах природопользования в активный биогеохимический круговорот поступают огромные массы химических соединений, до этого находящиеся в иммобилизованном состоянии или вообще ранее отсутствовавшие. Их дальнейшая судьба определяется параметрами: среды, в которую они поступают. В зависимости от ее ландшафтно-геохимических условий происходит рассеяние или локализация веществ в природных и техногенных системах. Результатом такой локализации часто является загрязнение окружающей среды; и особенно ее основной, наиболее консервативной депонирующей части, которой являются почвы.

Почвы длительное время хранят следы различных воздействий. Поэтому, изучая распределение, соотношение и особенности миграции в них химических элементов можно оценить историю развития ландшафта и состояние окружающей среды, установить конкретные факторы, определяющие его функционирование и влияние трансграничных миграционных потоков, смоделировать ситуацию в случае изменения физико-химических параметров среды: Все разнообразие и пестрота содержаний химических элементов в почвах формируется в результате взаимодействия и различной интенсивности многих процессов. Особую роль в их изучении играет ландшафтно-геохимический подход, который позволяет выделить сравнительно однородные территории — ландшафты, характеризующиеся определенным сочетанием внешних факторов миграции и, как следствие, различной концентрацией и соотношением.химических элементов в почвах и растениях, а также реакцией ландшафта на внешнее воздействие.

С этой - точки зрения изучение геохимии и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа, как, одного из самых населенных и разнообразно используемых регионов, а с другой стороны исключительно важного для Российской Федерации в рекреационном отношении, представляется чрезвычайно актуальным, так как позволяет решить три важнейшие геоэкологические проблемы, затрагиваемые в данной работе.

Первая. — изучение закономерностей миграции и концентрации химических элементов в различных ландшафтно-геохимических условиях для установления роли природных и антропогенных факторов.

Вторая - разработка критериев экосистемного нормирования, учитывающих основные особенности региона и позволяющих объективно оценить состояние окружающей среды и происходящих в ней изменений.

Третья — определение природоохранных принципов размещения сельскохозяйственных и промышленных производств с учетом ландшафтно-геохимических особенностей, позволяющих ограничить негативные процессы, порождаемые их эксплуатацией.

Первая проблема во многом решается методом сопряженного анализа и оценкой содержаний химических элементов в ландшафтно-геохимических системах и, главное, в почвах, так как именно в них пересекаются и взаимодействуют все компоненты ландшафтов. Вторая — методами ландшафтно-геохимического картографирования и разработкой методологии использования геохимической информации в экологическом нормировании. Решение третьей проблемы определяется успешностью выполнения первых двух и знанием геоэкологических особенностей различных технологий.

Цель работы - определение закономерностей формирования и размещения геохимических ландшафтов на территории Северного Кавказа, установление геохимических особенностей их географической дифференциации и антропогенной трансформации для оценки состояния региона и использования при разработке природоохранных мероприятий.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

- выявить закономерности формирования и пространственного размещения геохимических ландшафтов Северного Кавказа и осуществить их картографирование; установить комплекс факторов геохимической дифференциации ландшафтов Северного Кавказа и основных процессов, влияющих на геоэкологическую обстановку в регионе;.

- разработать принципы и создать основу для экологического нормирования на региональном и локальном уровнях.

Фактический материал, положенный в основу диссертации, собран автором во время работы в различных подразделениях Ростовского государственного университета (геолого-географический факультет, НИИФОХ, НИИГЪ) с 1983 по 1999 год и в Новороссийском политехническом институте Кубанского государственного технологического университета с 1992 по 2004 год. Личный вклад автора заключался в руководстве и непосредственном участии в проведении полевых работ на протяжении более 15 лет, обработке и обобщении полученных полевых и аналитических материалов, составлении карты геохимических ландшафтов Северного Кавказа масштаба 1:1000000 (на основе синтеза и переосмысления разномасштабных карт, составленных с участием автора в рамках различных исследований).

Научная новизна. • 1 .Установлена роль факторов в формировании региональных ландшафтно-геохимических систем Северного Кавказа и основные особенности геохимической дифференциации ландшафтов, составлена карта геохимических ландшафтов Северного Кавказа масштаба 1:1000000.

2,Определены основные закономерности природного и техногенного перераспределения химических элементов, а также геохимическая специфика различных видов природопользования.

3.Рассчитаны параметры распределения и региональные кларки микроэлементов в почвах и горных породах геохимических ландшафтов региона.

4.Произведена комплексная оценка состояния, тенденций и степени антропогенной трансформации региона.

5.Создана информационная и методическая основа для внедрения на Северном Кавказе принципов экосистемного нормирования.

б.Разработана методика интегральной геоэкологической оценки состояния и специфики ландшафтов, которая учитывает природную дифференциацию региона и степень антропогенного преобразования.

Защищаемые положения:

1. По особенностям геохимической дифференциации ландшафты Северного Кавказа образуют несколько ассоциаций, представляющих собой укрупненные модели формирования: фоновой геохимической структуры региона: избыточного увлажнения с кислым выщелачиванием и пониженными концентрациями химических элементов в почвах; «экологического оптимума» с повышенным уровнем содержаний химических элементов и слабой интенсивностью их перераспределения; недостаточного увлажнения с интенсивной дифференциацией химических элементов и значительным отклонением от регионального фона; гетерономные гидроморфные с восстановительной обстановкой.

2. Основной природной закономерностью перераспределения микроэлементов в ландшафтах Северного Кавказа является конвергенция их концентраций в почвах, в сравнении с литогенной основой, ведущая роль, в которой принадлежит живому веществу почв и аэральной миграции, сопровождающей процесс почвообразования. Преобразуя исходный субстрат в соответствии с геохимической спецификой жизнедеятельности живое вещество почв нивелирует разнообразие горных пород и зонального растительного покрова, формируя соотношения и концентрации химических элементов, определяющие региональные кларки почв.

3. По степени усиления агрогенной трансформации ландшафты Северного Кавказа образуют следующий ряд: Пастбищные луговостепные Богарные однолетние Орошаемые однолетние Пастбищные на полупустынях Виноградные Садовые Рисовые Чайные. Геохимическим результатом антропогенного преобразования является увеличение разброса в почвах средних содержаний большинства химических элементов. При этом концентрации Си, Р, Cr, Mo, Ni преимущественно возрастают, а Мп и: Be снижаются.

4. Уровень ш динамика концентраций микроэлементов в почвах (в течение последних десятилетий) свидетельствуют о значительном обогащении? ландшафтов Северного Кавказа Ni, Zn, Си, Cr, Pb и в меньшей степени Sn, Mo, V. В! результате, с позиций современного экологического нормирования, почвы всех ландшафтов региона! характеризуются умеренным загрязнением, но более всего загрязнены почвы агроландшафтов с интенсивными сельхозтехнологиями (особенно Краснодарского края), а также районов вокруг горнопромышленных предприятий и населенных пунктов.

5. Учитывая, что горные породы ( являются f наиболее консервативным ландшафтообразующим фактором? на протяжении четвертичного периода (в отличие от растительного покрова, класса водной? миграции, рельефа), литогеохимические особенности обусловили региональный фон многих химических элементов: повышенный - W, Sn, Pb, Ш, Ті; пониженный - Ga, Y, Yb, Zr; субкларковый - Ag, Sr, P. Вулканическая деятельность в исторический І период привела к обогащению ландшафтов Ni, Со, Cr, V, Sc, Мп. Рудная специализация Северного Кавказа и ее эксплуатация человеком/ повлияли на повышение концентраций W, Mo, Sn, Си, Zn, Pb.

6. Фоновая геохимическая дифференциация почв ландшафтов Северного Кавказа І изменяется от 1,6 раза для Li, до 7,1 раза для Си, что не позволяет эффективно использовать ПДК в природоохранных целях. Критериями регионального» и локального экосистемного нормирования должны» быть,, фоновые параметры распределения микроэлементов в; ландшафтах, а интегральной характеристикой коэффициенты индивидуальности; рассчитанные относительно регионального кларка. Это позволит значительно расширить, перечень контролируемых химических элементов и при определении степени деформации геохимического спектра почв, учесть отклонения как в область повышенных, так и пониженных значений.

Практическое значение работы. Полученные результаты могут быть использованы в экологическом нормировании, при планировании природоохранных мероприятий, выявлении загрязнения, проведении геоэкологического мониторинга, поисках месторождений полезных ископаемых геохимическими методами, экспертных оценках различных хозяйственных проектов, составлении кадастра земель и в других областях, касающихся рационального использования и охраны природных ресурсов.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всесоюзной конференции «Геохимия ландшафта» (Новороссийск, 1986) и Всесоюзной школе-семинаре «Теория и практика геохимических поисков» (Ужгород, 1988), на заседании сектора геохимии ландшафта в ИГЕМе РАН (1993; 2003), на международных совещаниях «Аэрокосмические методы при геоэкологическом картографировании и ведении мониторинга геологической среды» (Москва, 1993), «Методы и оборудование для охраны окружающей среды» (Санкт-Петербург, 1995), «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 1994, 1999); на международном симпозиуме «Геохимические барьеры в зоне гипергенеза» (Москва, 1999); на международных конференциях «Устойчивое развитие горных территорий» (Владикавказ, 1998), «Экологическая геофизика и геохимия» (Дубна, 1998), «Освоение недр и экологические проблемы - взгляд в XXI век» (Москва, 2000), «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, 2002, 2003); на научной конференции по монтологии «Состояние и развитие горных систем» (Санкт-Петербург, 2002); на Всероссийской; научно-практической конференции «Техносферная безопасность» (Туапсе, 2002, 2003) и других региональных и межвузовских конференциях и совещаниях. По теме диссертации опубликовано более 50 научных работ, учебное пособие, две монографии, изданы 2 карты и атлас.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, выводов и списка литературы. Содержание работы изложено на 326 страницах • машинописного текста, включая 44 таблицы, 47 рисунков. Список литературы содержит 233 наименования.

Автор благодарит за научную поддержку и ценные консультации профессора В.В. Добровольского и профессора А.Е. Воробьева, а также коллектив сектора геохимии ландшафта ИГЕМа РАН и глубоко признателен директору НПИ проф. Ю.Л. Юрову за помощь и создание условий для написания диссертации. Автор выражает благодарность друзьям и коллегам, сотрудникам Научно-исследовательского института геохимии биосферы, а раньше группы геохимии ландшафта на геолого-географическом факультете Ростовского государственного университета О.Е. Клепферу, А.В. Коблякову,

В .А. Личкановскомуі, В.Е. Мелентьеву, Ю.А. Малыхину, В.Н. Серикову, Н.Г. Синюшину, Д.Ю. Шишкиной и другим, на различных этапах принимавшим участие в проведении полевых работ и исследований, положенных в основу данной диссертации, а так же директору НИИГБ РГУ профессору В. А. Алексеенко.

Подобные работы
Алейникова Анна Михайловна
Формирование и динамика приледниковых ландшафтов Центрального Кавказа
Шальнев Виктор Александрович
Эволюция ландшафтов Северного Кавказа
Олейникова Дина Вячеславовна
Внутриландшафтная дифференциация травянистой растительности высокогорных ландшафтов Западного Кавказа
Санникова, Анна Борисовна
Тяжелые металлы в почвах и растениях геохимических ландшафтов Северо-Западного Кавказа
Харин Константин Викторович
Пространственная организация животного населения высокогорных ландшафтов северного склона Западного Кавказа
Нефедова Мария Викторовна
Растительность экотона как индикатор границы средне- и высокогорных ландшафтов : на материалах северного склона Западного Кавказа
Салов Геннадий Вячеславович
Эколого-географическая оценка состояния месторождения сульфидных грязей оз. Большой Тамбукан
Акбари Хассан Хосейн джан
Оценка состояния лесов с использованием ГИС-технологий и данных дистанционного зондирования : На примере национального парка "Валдайский"
Беспалова Елена Владимировна
Современное состояние ландшафтов природоохранных территорий сухостепной и степной зоны : на примере заповедника "Ростовский" и "Раздорский"
Абдулаев Касум Абдулаевич
Ландшафты горного Дагестана и их современное состояние

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net