Лабораторно-практические занятия

 

 

Практические занятия по изучению радиальной геохимической струк- ту-ры предусматривают: анализ системы химических и физико-химических пока-зателей для двух типов почв; выявление радиальных геохимических барьеров

 

в вертикальных профилях этих почв; графическое изображение выявленных геохимических барьеров на схематических профилях почв с индексацией со-гласно систематике А.И. Перельмана; расчет коэффициента радиальной диф-ференциации; построение геохимических диаграмм, отражающих распределе-ние элементов в вертикальном профиле почв и степень контрастности геохи-мических барьеров у разных элементов.

 

Исходные материалы. Рисунки почвенных профилей с графическим изо-бражением аналитических характеристик основных свойств почв; таблица-матрица геохимических барьеров по А.И.Перельману (табл.16); ана-литические данные по содержанию в почвах нескольких элементов.

 

При проведении практических занятий по теме используется имеющаяся на кафедре подборка рисунков разных типов почв, подготовленная для курса

 

50

«Геохимия окружающей среды» и «Почвоведение». Для выполнения студен-тами индивидуальных заданий выбираются почвы с дифференцированным по физико-химическим условиям профилем, где хорошо выражены геохимиче-ские барьеры.

 

Задание 1.Анализ физико-химических характеристик основных свойствпочв. Используя сведения, полученные в курсах "Почвоведение " и "Геохимия окружающей среды", студенты должны проанализировать характер диффе-ренциации генетических профилей почв по их разным свойствам (реакции среды, гумусности, величине емкости поглощения, распределения илистой фракции, полуторных окислов, карбонатов кальция), обращая особое внима-ние на резкие смены условий миграции элементов и изменение величин со-держания веществ, в разных генетических горизонтах. Примером иллюстра-тивных материалов, предоставляемых студентам, является профиль серой лесной почвы (рис.4). Почвы этого типа характеризуются контрастностью фи-зико-химических условий. При радиальной миграции веществ почти каждый горизонт их генетического профиля играет роль геохимического барьера. Так, гумусовый горизонт с фульватно-гуматным составом органического вещества играет роль биогеохимического барьера, иллювиальный метаморфический го-ризонт с интенсивно протекающими в его пределах процессами глинообразо-вания и лессиважа (характерного, к примеру, для подзолистых почв) является активным сорбционным барьером (G), горизонт ВС_са с резко меняющейся ре-акцией среды, наличием дисперсных карбонатов - четко выраженным щелоч-ным барьером (D2).

 

 

Рис.4. Физико-химические свойства серой лесной почвы по [13]

 

 

51

Задание 2. Нанести на схематический почвенный профиль границы гео-химических барьеров и их индексы. Самостоятельная работа по выявлению в почвах геохимических барьеров требует изучения их классификаций, предло-женной А.И.Перельманом, принципов их индексации. Работа с матрицей гео-химических барьеров позволяет увидеть совокупность и значение факторов, оказывающих влияние на интенсивность миграции элементов в ландшафтах. Выявленные классы и виды радиальных геохимических барьеров наносятся в виде условных фигурных линий и индексов на схематические рисунки профи-лей почв. На рис. 4 приведен пример выполнения студентами задания № 2 для серой лесной почвы.

 

Задание 3. Рассчитать коэффициенты радиальной дифференциацииR.Для того чтобы выявление геохимических барьеров в почвах не было умозри-тельным, его следует дополнить расчетом коэффициентов радиальной диффе-ренциации в одной из почв, что дает возможность наглядно убедиться в той роли, которую играют геохимические барьеры в концентрации в вертикаль-ном профиле почв. Коэффициент радиальной дифференциации выявляет из-менение содержания элементов в отдельных горизонтах почв по сравнению с почвообразующей породой, отражая характер перераспределения элементов в

 

 

Рис.5.Геохимические барьеры

в серой лесной почве:

1 –биогеохимический; 2 – сорбционный(G2); 3 – щелочной (D2)

 

 

профиле почв, происходяще-го за счет процессов почво-образования. Как показано выше, при его расчете содер-жание элементов в каждом генетическом горизонте от-носится к их содержанию в почвообразующей породе.

 

Для расчета коэффици-ента студентам предоставля-ются таблицы аналитических данных с содержаниями трех микроэлементов в каждой почве. Ниже приведен при-мер расчета для серой лесной

 

почвы Тульских засек (табл.17).

 

 

52

									Таблица 17
Содержание элементов (Сi,n·10ˉ³%) и коэффициенты радиальной
	дифференциации (R) в светло-серой лесной почве [25]
Горизонты					Элементы и параметры
		Cu				Mn			Co
		Ci		R	Ci		R	Ci		R
А1		1.4		0.9	631.0		7.6	2.1		1.7
А1А2		1.0		0.6	257.0		3.1	1.2		1.2
А2В		1.4		0.9	204.0		2.4	1.7		1.6
В1		2.8		1.7	104.0		1.2	1.9		1.4
ВС		1.8		1.1	135.0		1.6	1.5		1.2
Сса		1.6		1.0	83.0		1.0	1.2		1.0

 

 

Задание 4.Построение геохимических диаграмм.ВеличиныRв геохимииландшафта принято изображать в виде диаграмм, которые наглядно передают контрастность перераспределения элементов в профиле почв. Геохимические диаграммы строятся в виде прямоугольников, размеры которых соответству-ют масштабу, выбранному для изображения R-1, т.е. величине коэффициента

 

в горизонте С. Для удобства построения за 1 чаще всего берется квадрат раз-мером 1x1 см, значения R откладываются по обе стороны центральной оси, соответствуя по высоте мощности почвенных горизонтов. Величина коэффи-циента проставляется в середине прямоугольника (рис. 6).

 

 

Рис.6. Коэффициенты радиальной дифференциации элементов

 

в серой лесной почве

 

53

Задание 5.Сопоставление диаграммRс распределением в почвах геохи-мических барьеров, краткая аннотация выявленных закономерностей. Геохи-мические диаграммы следует совмещать с колонкой схематического профиля почв с нанесенными на ней геохимическими барьерами.

 

Это дает возможность выявить: 1) классы и виды барьеров, наиболее зна-чимые в данных почвах для миграции элементов; 2) степень контрастности аккумуляции элементов на барьерах; 3) ассоциации элементов, однотипных по особенностям миграции и концентрации. Заключение должно содержать отве-ты на эти вопросы. В приведенном примере видно, что все три класса геохи-мических барьеров оказывают большое влияние на перераспределение эле-ментов в серой лесной почве. Так, биогеохимический барьер имеет сущест-венное значение для концентрации марганца, в меньшей степени - кобальта и меди. Сорбционный барьер влияет на распределение меди и кобальта (R = 1,6-1,7), а на щелочном барьере происходит в основном аккумуляция марганца (R =1,6).

 

Исходя из практики, градации контрастности барьеров можно реко-

 

мендовать следующие:
слабоконтрастные барьеры	R = 1,3-1,5,
контрастные	R = 1,5-3,0,
сильноконтрастные	R> 3.