Помощь студентам в учебе
Эколого-геохимические особенности почв вулканического плато Толбачинский Дол
|
Введение 3
1 Характеристика района исследования 5
1.1 Геологическое строение 5
1.2 Рельеф 7
1.3 Климат 8
1.4 Почвенный покров 9
1.5 Растительность 14
2 Обзор литературы 16
2.1 Особенности геологии Толбачинской зоны моногенных конусов 16
2.2 Большое трещинное Толбачинское извержение 20
2.3 Особенности почв на плато Толбачинский дол 22
2.4 Особенности растительности плато Толбачинский дол 25
2.5 Природоохранная деятельность на исследуемой территории 26
3 Материалы и методы 29
3.1 Полевые работы 29
3.2 Лабораторные исследования 30
3.3 Статистическая обработка и графические построения 31
4 Результаты и обсуждение 32
4.1 Геохимическая характеристика почвообразующей породы (тефры) всей исследуемой
территории 32
4.2 Характеристика растительности на исследуемых пробных площадях 39
4.3 Характеристика различия элементного состава тефры на участках лавовых потоков
Алаид и Клешня 41
4.4 Описание и объяснение различий между растительными сообществами на участках лавовых потоков Алаид и Клешня 47
Заключение 50
Благодарности 52
Список литературы 53
1 Характеристика района исследования 5
1.1 Геологическое строение 5
1.2 Рельеф 7
1.3 Климат 8
1.4 Почвенный покров 9
1.5 Растительность 14
2 Обзор литературы 16
2.1 Особенности геологии Толбачинской зоны моногенных конусов 16
2.2 Большое трещинное Толбачинское извержение 20
2.3 Особенности почв на плато Толбачинский дол 22
2.4 Особенности растительности плато Толбачинский дол 25
2.5 Природоохранная деятельность на исследуемой территории 26
3 Материалы и методы 29
3.1 Полевые работы 29
3.2 Лабораторные исследования 30
3.3 Статистическая обработка и графические построения 31
4 Результаты и обсуждение 32
4.1 Геохимическая характеристика почвообразующей породы (тефры) всей исследуемой
территории 32
4.2 Характеристика растительности на исследуемых пробных площадях 39
4.3 Характеристика различия элементного состава тефры на участках лавовых потоков
Алаид и Клешня 41
4.4 Описание и объяснение различий между растительными сообществами на участках лавовых потоков Алаид и Клешня 47
Заключение 50
Благодарности 52
Список литературы 53
Формирование почв и растительности при активной деятельности вулканов - очень специфичный процесс. Несомненно, вулканизм существенно влияет на процесс почвообразования и на экосистемы в целом.
Геохимические условия формирования почв на Камчатке отличаются высоким контрастом, поскольку даже находящиеся на расстоянии нескольких километров друг от друга вулканы могут существенно отличаться по химическому и минералогическому составам продуктов извержений, что позволяет изучать разнообразие процессов формирования почв и их связи с подстилающими горными породами.
Толбачинский дол, расположенный в центральной Камчатке, представляет собой вулканическое плато, его центральную часть занимают обширные пеплово-шлаковые поля и лавовые потоки, на которых медленно формируется растительный покров, идёт процесс первичной сукцессии. Экологическую роль почвы на Толбачинском доле выполняет рыхлый пирокластический осадок - тефра. И даже на небольшой территории нашего исследования (около 12 км2) наблюдается разнообразие подстилающих пород, рельефа и других экологических факторов, которое может создавать различные условия формирования почв и растительного покрова, в связи с чем исследование закономерностей влияния эколого-геохимических особенностей материнских пород Толбачинского дола на формирование почвы и растительности является актуальной задачей.
Ранее подобные взаимосвязи на плато Толбачинский дол изучены не были, а характеристика элементного состава тефры была дана лишь для южного участка плато (Васильев Н., 2019).
Кроме того, вулканическое плато Толбачинский находится на территории объекта всемирного наследия ЮНЕСКО «Вулканы Камчатки» (природный парк «Ключевской»), при чем данная территория является весьма популярной среди туристов, в связи с чем актуальная информация об особенностях формирующихся почв и растительных сообществ на плато является весьма ценной. Впоследствии данная информация будет направлена в администрацию природного парка «Ключевской».
Цель работы — изучить геохимические особенности формирующихся почв вулканического плато Толбачинский дол близ лавовых потоков Клешня и Алаид и проанализировать взаимосвязь состава тефры с характером растительных сообществ, произрастающих на них.
Для достижения цели перед нами были поставлены следующие задачи:
1. Определить элементный состав проб тефры на всей изучаемой территории, включая участки выходов на поверхность разных по составу лавовых потоков Клешня и Алаид, и выявить закономерности распределения валового содержания определенных элементов.
2. Проанализировать различие геохимических особенностей и растительных сообществ на двух разных лавовых потоках (Клешня и Алаид) и выявить факторы, определяющие данное различие.
3. Охарактеризовать взаимосвязь элементного состава тефры на участках лавовых потоков и погребенной лавы с характером растительных сообществ, произрастающих на них.
Геохимические условия формирования почв на Камчатке отличаются высоким контрастом, поскольку даже находящиеся на расстоянии нескольких километров друг от друга вулканы могут существенно отличаться по химическому и минералогическому составам продуктов извержений, что позволяет изучать разнообразие процессов формирования почв и их связи с подстилающими горными породами.
Толбачинский дол, расположенный в центральной Камчатке, представляет собой вулканическое плато, его центральную часть занимают обширные пеплово-шлаковые поля и лавовые потоки, на которых медленно формируется растительный покров, идёт процесс первичной сукцессии. Экологическую роль почвы на Толбачинском доле выполняет рыхлый пирокластический осадок - тефра. И даже на небольшой территории нашего исследования (около 12 км2) наблюдается разнообразие подстилающих пород, рельефа и других экологических факторов, которое может создавать различные условия формирования почв и растительного покрова, в связи с чем исследование закономерностей влияния эколого-геохимических особенностей материнских пород Толбачинского дола на формирование почвы и растительности является актуальной задачей.
Ранее подобные взаимосвязи на плато Толбачинский дол изучены не были, а характеристика элементного состава тефры была дана лишь для южного участка плато (Васильев Н., 2019).
Кроме того, вулканическое плато Толбачинский находится на территории объекта всемирного наследия ЮНЕСКО «Вулканы Камчатки» (природный парк «Ключевской»), при чем данная территория является весьма популярной среди туристов, в связи с чем актуальная информация об особенностях формирующихся почв и растительных сообществ на плато является весьма ценной. Впоследствии данная информация будет направлена в администрацию природного парка «Ключевской».
Цель работы — изучить геохимические особенности формирующихся почв вулканического плато Толбачинский дол близ лавовых потоков Клешня и Алаид и проанализировать взаимосвязь состава тефры с характером растительных сообществ, произрастающих на них.
Для достижения цели перед нами были поставлены следующие задачи:
1. Определить элементный состав проб тефры на всей изучаемой территории, включая участки выходов на поверхность разных по составу лавовых потоков Клешня и Алаид, и выявить закономерности распределения валового содержания определенных элементов.
2. Проанализировать различие геохимических особенностей и растительных сообществ на двух разных лавовых потоках (Клешня и Алаид) и выявить факторы, определяющие данное различие.
3. Охарактеризовать взаимосвязь элементного состава тефры на участках лавовых потоков и погребенной лавы с характером растительных сообществ, произрастающих на них.
На основании полученных результатов мы сделали следующие выводы:
1. В целом, на всей исследуемой территории значения суммарного геохимического показателя Zc (рассчитанного по элементам Fe, Ca, Si, Al, Ti, K, Mn, Sr, Zr, Cu, Cr) увеличиваются с севера на юг, от больших абсолютных высот к меньшим, что, вероятно, связано с особенностями рельефа и латеральной миграцией элементов. Среднее значение суммарного показателя Zc составляет 9,2. Максимальное значение (16) данный показатель принимает в точке, приуроченной к локальному понижению рельефа.
Наибольший вклад в изменение суммарного геохимического показателя Zc вносят элементы Cr, Cu,тогда как элементы с большими концентрациями (Fe, Si, Al, Ti) изменяются не так значительно. Концентрации Fe, Ca, Ti, Cu и Cr по всей изучаемой территории превышают региональный фон.
2. В тефре, покрывающей лавовые потоки Клешня и Алаид, распределение концентраций всех микроэлементов (кроме Li), определяется, вероятно, также характером рельефа. Концентрации Co, V и, в особенности, Ni значительно превышают региональный фон и кларк в земной коре. Распределение элементов P, Cu, Li, Cr, на участках выходов лавовых потоков Клешня и Алаид в большей степени связано, предположительно, с содержанием органического вещества.
3. Пробные площади, расположенные на разных лавовых потоках, отличаются как по элементному составу тефры, так и по растительным сообществам. Однако данное различие не связано с элементным составом самих лав, связь распределения изученных элементов в образцах лав с таковыми в тефре практически полностью отсутствует.
Элементный состав тефры отличается повышенными концентрациями исследованных элементов на участке потока Алаид и пониженными - на участке потока Клешня (преимущественно по Ca, Mn, Co, V, Ni, Zn, S).
Группы растительных сообществ, произрастающих на участках разных лавовых потоков, отличаются в первую очередь по проективному покрытию мхов и лишайников, что связано с более крупными выходами лав на участке потока Клешня. Небольшой вклад в различие данных групп растительных сообществ вносит также превышение поверхности на уровне микрорельефа, что связано со стабилизацией поверхностного слоя тефры и накоплением семян растений.
4. В целом, различия между группами растительных сообществ, произрастающих на разных лавовых потоках, связаны больше с физическими характеристиками территорий, чем с элементным составом тефры и подстилающей лавы. Однако прослеживается сильная связь распределения Cu, P, Li, Cr, с проективным покрытием и количеством видов сосудистых растений, обусловленная, предположительно органическим веществом.
1. В целом, на всей исследуемой территории значения суммарного геохимического показателя Zc (рассчитанного по элементам Fe, Ca, Si, Al, Ti, K, Mn, Sr, Zr, Cu, Cr) увеличиваются с севера на юг, от больших абсолютных высот к меньшим, что, вероятно, связано с особенностями рельефа и латеральной миграцией элементов. Среднее значение суммарного показателя Zc составляет 9,2. Максимальное значение (16) данный показатель принимает в точке, приуроченной к локальному понижению рельефа.
Наибольший вклад в изменение суммарного геохимического показателя Zc вносят элементы Cr, Cu,тогда как элементы с большими концентрациями (Fe, Si, Al, Ti) изменяются не так значительно. Концентрации Fe, Ca, Ti, Cu и Cr по всей изучаемой территории превышают региональный фон.
2. В тефре, покрывающей лавовые потоки Клешня и Алаид, распределение концентраций всех микроэлементов (кроме Li), определяется, вероятно, также характером рельефа. Концентрации Co, V и, в особенности, Ni значительно превышают региональный фон и кларк в земной коре. Распределение элементов P, Cu, Li, Cr, на участках выходов лавовых потоков Клешня и Алаид в большей степени связано, предположительно, с содержанием органического вещества.
3. Пробные площади, расположенные на разных лавовых потоках, отличаются как по элементному составу тефры, так и по растительным сообществам. Однако данное различие не связано с элементным составом самих лав, связь распределения изученных элементов в образцах лав с таковыми в тефре практически полностью отсутствует.
Элементный состав тефры отличается повышенными концентрациями исследованных элементов на участке потока Алаид и пониженными - на участке потока Клешня (преимущественно по Ca, Mn, Co, V, Ni, Zn, S).
Группы растительных сообществ, произрастающих на участках разных лавовых потоков, отличаются в первую очередь по проективному покрытию мхов и лишайников, что связано с более крупными выходами лав на участке потока Клешня. Небольшой вклад в различие данных групп растительных сообществ вносит также превышение поверхности на уровне микрорельефа, что связано со стабилизацией поверхностного слоя тефры и накоплением семян растений.
4. В целом, различия между группами растительных сообществ, произрастающих на разных лавовых потоках, связаны больше с физическими характеристиками территорий, чем с элементным составом тефры и подстилающей лавы. Однако прослеживается сильная связь распределения Cu, P, Li, Cr, с проективным покрытием и количеством видов сосудистых растений, обусловленная, предположительно органическим веществом.