Нужна помощь в написании работы?

В болотах  Западной Сибири заключено 1000 км³ болотной воды,  значительная часть пополнения стока рек таежной зоны происходит за счет стока с болот, поэтому  изучение  химического обмена  в торфяно-болотных экосистемах,  по мнению спеицалистов,   актуально (Езупенок, 2003, Инишева., Езупенок., 2004, Шурова, Инишева,  Ларина,  Орт, 2005)

Анализ  химического состава поверхностных вод природного парка «Кондинские озера» проводился на основании  отбора проб воды из р.Еныя (берет начало из верховых болот, расположенных вблизи  Тальникового нефтяного месторождения),  собранных в 2007-2008г.г. и 2010-2011г.г..

По классификации О. А. Алекина, вода  р. Еныя карбонатно-кальциевой (Алекин, 1946 по Никанорову , 2001). Данные химических анализов проб воды представлены в таблице 1. Отбор проб воды производился в мае-июне, июле – августе октябре.

 Из таблицы видно, что концентрации некоторых элементов изменяются в разные месяцы:

1. Железо в 3 случаях из 4 демонстрирует повышенную концентрацию  во второй половине лета и осенью, что согласуется с данными  литературных источников: содержание  железа  подвержено заметным сезонным изменениям, обусловленным как участием этого металла в физико-химических и биологических процессах, активно протекающих в водной среде (Никаноров, 2001)

2.   Марганец в 2 случаях из 4   увеличивает концентрацию в июле-августе. В 2007 году концентрация марганца значительно превышает концентрацию последующих годов.

3.   Высокая концентрация  цинка и кадмия отмечена только для 2007 года, что возможно связано с влиянием нефтедобычи.

4.   Повышенная концентрация свинца (но в пределах ПДК) в 3 случаях из 4 отмечается в начале августа и в середине октября.

5.   Концентрация меди, никеля и кобальта распределена равномерно между пробами за весь период исследования.

6.   Концентрация  железа, марганца, меди превышает  значение ПДК, остальные элементы находятся в его пределах, либо значительно меньше  ПДК.

 


 

Таблица 1

Химический состав поверхностных вод парка «Кондинские озера» ( данные кафедры ФГиЭ)

Проба

Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Концентрация химических элементов, мг/л

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

14.05.07

5,05

0,59

5,76

0,00014

137

0,0025

0,531

0,189

0,0085

3.08.07

7,4

2,28

5,89

0,00017

140

0,0028

0,557

0,192

0,0083

21.10.07

6,58

2,94

5,93

0,00019

142

0,0027

0,591

0,197

0,0091

09.06.08

5,46

1,1

0,00805

0,00025

0,05

0,0026

0,533

0,000196

0,0089

27.07.08

6,71

4,08

0,0273

0,00069

0,291

0,0028

0,551

0,000189

0,0095

18.10.08

5,67

4,91

0,00058

0,00048

0,067

0,0034

0,589

0,000193

0,0097

29.05.10

5,46

1,1

0,00805

0,00025

0,047

0,0029

0,529

0,000191

0,0086

09.08.10

6,71

4,08

0,0273

0,00069

0,291

0,0031

0,555

0,000195

0,0093

18.10.10

5,67

4,91

0,00058

0,00048

0,067

0,0031

0,593

0,000197

0,0098

06.06.11

6,24

3,53

0,00047

0,00017

0,145

0,0042

0,535

0,000193

0,0094

08.08.11

7,63

8,69

0,0124

0,00046

0,046

0,0045

0,556

0,000195

0,0087

13.10.11

5,72

2,06

0,00046

0,00064

0,048

0,0048

0,588

0,000296

0,0089

ПДК

 

0,1

0,01

0,006

0,01

0,01

0,001

0,005

0,01

Таблица 2

Химический состав поверхностных вод Тюменского заказника (данные автора и фондов кафедры  ФГиЭ) 

Проба

Концентрация химических элементов, мг/л

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

р.Ахманка 2013г.

7,2

4,21

0,00693

0,00081

0,918

0,0084

0,0029

0,0041

0,0089

р. Ахманка  2014г.

6,4

0,86

0,000733

0,00007

0,151

0,0014

0,0025

0,0043

0,0091

р.Бухталка 2014 г.

7,6

1,96

0,000776

0,00023

0,84

0,0039

0,0018

0,0045

0,0087

оз.Большое

Тарманское 2014г.

7,4

1,21

0,000834

0,00028

1,01

0,0060

0,0021

0,0049

0,0092

Болотная вода

5,7

11,8

0,00764

0,00076

3,11

0,0083

0,0156

0,0048

0,0088

ПДК

 

0,1

0,01

0,006

0,01

0,01

0,001

0,005

0,01


Данные  анализов по химическому составу поверхностных вод р.Ахманка, р.Бухталка, озера Бол.Тарманское  (Тюменский заказник) представлены в таблице 2.

 Концентрации микроэлементов в поверхностных водах распределяются неравномерно. Большая разница между концентрациями железа в пробах 2013 и 2014 года может быть связана с природными условиями, с гидрологическим и гидрохимическим режимом реки. Также, не следует исключать антропогенное воздействие на концентрацию данных химических элементов.

В болотном массиве концентрации железа и цинка в несколько раз выше, чем в р.Ахманка, р.Бухталка и оз. Бол.Тарманское - это обуславлено их поведением в кислой среде, где железо переходит из трехвалентного состояния в двухвалентное, а цинк выпадает в осадок.

Концентрация меди  практически во всех пробах, за исключением 1, превышает ПДК (0,001 мг/дм3) в1,5 -3 раза. Как известно, в воде медь может находиться в трех формах: коллоидной, взвешенной и растворенной. Большая концентрация меди в воде может объясняться наличием ее в больших количествах в донных отложениях, что в свою очередь обуславливается хорошей сорбирующей способностью глинистых частиц. Интенсивность десорбции из донных отложений зависит от pH воды, что подтверждает корреляционный анализ, выявивший достаточно высокую связь(0,84) между этими двумя показателями.

Концентрация железа и марганца значительно превышает ПДК (0,01 мг/л). Превышение марганца можно объяснить тем, что для рек, сток в которые идет из болотных массивов на территории  водосбора, высокая концентрация  марганца естественного происхождения является нормой (на заболоченных почвах при кислой реакции среды интенсивно протекают процессы микробиологического восстановления марганца). Это объясняет значительную разницу в концентрации марганца между болотными водами и водами рек Ахманка, Бухталка, а также озера Большого Тарманского.

Концентрация кадмия,  кобальта, цинка (за исключением проб 2013 года) представлена в пробах  равномерно.

Концентрация цинка, свинца, никеля, кобальта, кадмия находится в пределах ПДК, либо значительно меньше его.


При сравнении данных химического состава поверхностных вод Тюменского заказника с водами природного парка «Кондинские озера» видно, что концентрация микроэлементов в водах парка в несколько раз выше. Это может быть связано с тем, что грунтовые воды находятся фактически на мерзлом водоупоре и имеют гораздо большую концентрацию микроэлементов, которые мигрируют в поверхностные воды. Из всей выборки очень высокой  концентрацией характеризуются данные за 2007 год. С этого года началась активная  добыча нефти из большинства кустов скважин (объект исследования находится в зоне кустовых оснований) и по мнению  некоторых исследователей в эти годы было активное антропогенное вмешательство (Калинин, устное сообщение).

Превышение концентрации ПДК большинством  исследуемых микроэлементов  характерно как для вод природного парка, так и Тюменского заказника. Только высокое значение железа,  марганца и цинка   имеют природное происхождение.  

Химический состав растений и почв Тюменского заказника  был проведен доцентом   кафедры геоэкологии Института наук о Земле  В.А. Боевым, любезно предоставившим свои данные для  выполнения дипломной работы  (автор выпускной квалификационной работы  принимал участие в полевых исследованиях, проводимых В.А. Боевым)

Большой объем фактического материала по химическому составу растений содержится в геохимических справочниках Г.В. Войткевича.

Не смотря на наличие такого большого количества материала по результатам химических анализов почв, растений и поверхностных вод, сравнительного анализа  этих показателей по подзонам никто не делал.

Характеристика элементного состава западносибирских торфов представлена в работах Ф.З. Глебова, Т.Н. Крафта (1969); Н.М. Рассказова с соавт. (1969,2001); B.C.Архипова с соавт. (1994, 1995, 1996, 1997, 2000); С.И. Смольянинова с соавт. (1990); В.М. Алтухова (1991); Л.И. Инишевой с соавт.(1991, 1994, 1996, 1997, 1999, 2005); А.И.Сысо (1996, 2001);  Т.Н. Цыбуковой с соавт. (2000); В.Г. Матухиной (2001); Е.Э.Езупенок. (2001,2003, 2006) и др (по Езупенок, 2005). Исследования показывают региональные различия химического состава торфов, что  затрудняет понимание закономерностей формирования их элементного химического состава торфов Западной Сибири в целом. Вышеуказанные авторы  в исследованиях указывают, что накопление химических элементов в торфах определяется гидрологическим режимом и биогеохимическими особенностями функционирования болотных экосистем верхового и низинного типов.

Результаты химического анализа торфяного слоя до 0-50 см в почвах парка «Кондинские озера», представленные  в таблице 3, показывают концентрацию химических элементов в верховой болотной торфяной почве.

Данные таблицы показывают очень сильную изменчивость  концентраций химических элементов (за исключением цинка и кобальта): железо от 40,39  до 1396 мг/кг; свинец от 3,76 до 8,09 мг/кг; марганец от 26,53 до 36,13 мг/кг; никель от 7,01 до 11,48 мг/кг; медь от 6,75 до 11,83 мг/кг; кадмий от 0,31 до 0,46 мг/кг. У цинка и кобальта распределение равномерное и колеблется от 501 до 510; от 13 до 19 мг/кг соответственно.

 Почвы данного района  имеют большую мощность торфов, чем в Тюменском заказнике, более кислую реакцию и бо́льшую накапливающую способность.

В  болотно-торфяных почвах природного парка  доминируют железо, марганец и цинк, как и в воде. Однако концентрация всех элементов заметно выше, чем в поверхностных водах.

  Концентрация химических элементов почв Тюменского заказника определялась   из торфяного горизонта болотно-низинной торфянисто-глеевой почвы. Мощность торфяного слоя  составляет в среднем 45 см. Данные   химических  анализов представлены в таблице4.

Концентрация химических элементов в низинных торфах Тюменского заказника значительно ниже, чем в верховых торфах природного парка «Кондинские озера»; химические элементы в торфах Тюменского заказника представлены  более равномерно, чем в торфах природного парка «Кондинские озера». Данный факт совпадает с исследованиями Е.Э.Езупенок, а также Е.Н. Бурнашовой, Ю.А.Харанжевской. Вышеуказанные авторы одной из причин данного различия называют то, что существование верховых торфов определяется исключительно балансом поступления и выноса веществ, который может варьировать в зависимости от геохимической ситуации.

В торфах Тюменского заказника, так же как и в водах, доминируют железо, марганец и цинк. В сравнении с кларковыми значениями концентрация этих элементов  не очень велика (ПДК в почвах для данных элементов так же отсутствует).  Причиной невысокой концентрации может служить то, что органические соединения марганца неустойчивы и легко обменивают ионы Mn²+ на другие катионы, входящие в состав нерастворимых соединений. Сходные процессы происходят и с соединениями железа. В обычных условиях железо накапливается в почве в виде Fe(OH)3. При малом содержании кислорода (что свойственно для исследуемых нами почв) в восстановительных условиях понижается окислительно-восстановительный потенциал почвы. Это способствует переводу Fe(III) в Fe(II).


Таблица 3

Химический состав торфов  парка «Кондинские озера»  (данные автора и фондов кафедры  ФГиЭ)

Проба

Концентрация химических элементов, мг/кг

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

Проба 1

4,92

1030

510

3,98

26,67

11,48

6,75

0,41

16

Проба 2

4,88

365

507

7,35

35,5

7,03

6,99

0,37

13

Проба 3

4,78

853,7

501

8,09

36,13

7,44

11,83

0,36

14

Проба 4

4,5

974

505

3,76

26,53

11,32

6,67

0,46

19

Проба 5

4,65

362

503

7,29

35,2

7,01

6,84

0,32

15

Проба 6

4,4

571

508

8,07

35,98

7,36

11,72

0,31

17

Проба 7

5,33

1396,3

511

3,87

26,61

11,45

6,77

0,39

14

Проба 8

4,67

244,7

506

7,25

35,49

7,01

6,97

0,38

16

Проба 9

4,75

601

508

8,01

36,12

7,47

11,81

0,36

15

Проба 10

5,58

40,39

510

3,99

26,59

11,44

6,77

0,43

18

Проба 11

4,52

199,15

506

7,33

35,1

7,02

6,91

0,35

13

Проба 12

4,52

329,38

509

8,02

35,98

7,44

11,82

0,36

16


Таблица 4

 Химический состав торфов Тюменского заказника (данные автора и Боева В.А)

Проба

Концентрация химических элементов, мг/кг

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

Проба 1

6,9

43,7

0,85

0,28

95

1,49

0,11

0,035

0,25

Проба 2

6,7

48,1

1,43

0,1

135

2,2

0,1

0,049

0,54

Проба 3

6,7

18,2

0,73

0,1

85

1,22

0,16

0,052

0,14

Проба 4

6,8

31,7

0,62

0,12

68,3

1,15

0,13

0,026

0,17

Проба 5

7,0

13,9

1,72

0,13

136,7

1,58

0,11

0,061

0,23

Проба 6

6,8

21,5

0,9

0,13

65

1,33

0,11

0,037

0,18

Проба 7

6,9

31,2

2,69

0,73

215

3,03

0,15

0,19

0,36

Проба 8

7,05

9,67

0,59

0,07

2,63

0,14

0,004

0,022

0,07


Разброс значений концентраций химических элементов между пробами может быть связан с тем, что отбор производился  с одной территории, но в разных местах. Элементы избирательно накапливаются в различных частях болота в соответствии с его геохимическими зонами. Локальные изменения того или иного микроэлемента зависят от микроландшафтов, характеристики сетки линий стекания, растений, произрастающих на месте отбора проб, индивидуальности почвенных горизонтов, доступности попадания и фильтрации атмосферных осадков.

Анализируя  данные химических анализов почв  можно сделать вывод, что концентрация кобальта, никеля и свинца в почвах заказника незначительна и не превышает ПДК. Так же, как и в поверхностных водах, концентрация в почвах кадмия незначительна, но   отсутствие  ПДК для этого элемента не дает возможности выявить превышение.

В торфяном горизонте болотно-низинной торфянисто-глеевой почвы Тюменского заказника так же, как и в поверхностных водах, концентрация железа, цинка и марганца доминирует над другими элементами,

Проведя корреляционный анализ между химическим составом поверхностных вод и химическим составом почв, получили результаты, представленные в таблице 4.

Таблица 4

Результат корреляционного анализа вода- почва  (данные автора)

Вода-Почва

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

Кондинские Озера

-0,11

-0,61

-0,21

0,59

0,02

-0,21

0,93

0,07

0,38

Тюменский Заказник

0,41

0,81

0,17

0,60

0,65

-0,40

-0,52

0,55

-0,33

Цинк имеет плохую миграционную способность и в нейтральных и щелочных условиях малоподвижен, потому что pH выпадения цинка в осадок составляет 6,8. При дальнейшем повышении pH цинк вновь переходит в раствор из-за образования растворимых  солей цинковой кислоты.

Коэффициент корреляции железа, свинца, марганца и кадмия, напротив, показывает  их сильную миграционную способность. Как говорилось выше, для железа это связано с переходом из менее подвижной формы в более подвижную (Fe(III) в Fe(II)); особенности миграции свинца в природных водах обуславливаются осаждением и комплексообразованием с органическими и неорганическими лигандами (лиганды - это вещества, способные специфически связываться с активным центром молекул определённой структуры), интенсивность этих процессов зависит от pH; кадмий  хорошо мигрирует в системе воздух – вода – почва – растение в силу своих химических особенностей, особенно в кислой среде (среднее pH почв Тюменского заказника – 6,86).

Высокий коэффициент корреляции меди (-0,52) демонстрирует ее хорошую миграционную способность. Данный факт подтверждает  мнение К.И. Трифонова и В.А. Девисилова, что подвижность ионов двухвалентной меди очень высока. Она легко переходит из породы в почву, а оттуда в почвенный раствор и поверхностные воды. Также, стоит отметить среднее значение  коэффициента корреляции у кобальта и никеля. Однако, данные коэффициенты представлены с обратным знаком, что означает, что с увеличением в природных водах никеля и кобальта происходит их уменьшение в почвах. Это может служить признаком того, что данные элементы активно мигрируют (вымываются) из почв в водную среду. 

Сравнивая результаты аналогичного анализа по территории Тюменского заказника можно прийти к выводу, что коэффициент корреляции железа демонстрирует очень высокую связь (0.81 и -0.61). Результат анализа меди  тоже показал сильную зависимость (-0,52 и 0,93).  Связь свинца в обоих случая одинаково сильная (0,60 и 0,59). У марганца отметилось значительное снижение коэффициента корреляции (0,65 и 0,02).

На территории природного парка «Кондинские озера» наблюдения за химическим составом растений нами не велись, поэтому в дипломной работе использовались данные по древесной растительности (сосна обыкновенная), по травяной растительности (багульник, пушица, иван-чай и др.), по грибам (лисичка обыкновенная, подберезовик обыкновенный, сыроежка вялая) из научной литературы: биохимических справочников Войткевича Г.В., научных трудов биохимика Кабата-Пендиас А. Данные представлены в таблице 5.

Из таблицы видим явное преобладание железа, цинка и марганца, так же, как и в почвах. В Тюменском заказнике в концентрации химических элементов растений доминирует эта же группа элементов. Результаты подтверждают данные литературы, что доминирование железа, цинка и марганца является природным для рек, в чьих водосборах присутствуют болота. Это и объясняет такое различие в концентрациях химических элементов между Тюменским заказником и природным парком «Кондинские озера». Торфа в природном парке «Кондинские озера» - верховые в Тюменском заказнике – низинные. Сравнив разницу мощности торфяного горизонта и pH видно разницу между средним 45см и 6,86 в Тюменском заказнике; более 200см и 4,8 в Кондинских озерах соответственно. 

В дипломной работе использовались данные  химического анализа растительности Тюменского заказника за 2013-2014 годы. В анализе использовалась преимущественно травянистая растительность (гравилат алепский, хвощ полевой, репейник волосистый, вероника широколистная, подорожник средний, хвощ лесной, кострец безостый, мятлик луговой, полевица гигантская, тимофеевка луговая и пр.) Результаты химического анализа представлены в таблице 6.

Большая вариация химических элементов может объясняться индивидуальной сорбирующей способностью растения и концентрации конкретного элемента в почвах. Помимо этого, накопление микроэлементов происходит в разных частях того или иного растения. На концентрацию химических элементов оказывает влияние тип корневого питания растения. Проанализировав представленные данные можно сделать вывод, что концентрация химических элементов в растениях заметно выше, чем в почвах. Это относится как к территории природного парка «Кондинские озера», так и к Тюменскому заказнику. Это связано с тем, что микроэлементы накапливаются в растениях. После отмирания растений, микроэлементы  попадают в почву, и накапливаются в торфах. Чем больше торфяной слой, тем выше концентрация (на примере Тюменского заказника и природного парка «Кондинские озера»). При поверхностном (при снеготаянии) и подземном стоке микроэлементы попадают в поверхностные воды.


Таблица 5

Результаты химического анализа растений, мг/кг (Войткевич Г.В., Кабата-Пендиас А.)

 

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

1

6,5

0,01

32

0,2

0,02

5

3,5

0,4

0,7

2

6,45

30,9

21

1,3

519

1,6

4,8

0,11

0,1

3

6,75

32,1

81

4,7

677

2,9

10

0,55

0,53

4

6,62

28,7

4,4

0,3

17

0,83

1

0,79

0,75

5

7,1

150

32

0,2

430

6

4,2

0,66

0,9

6

6,32

800

69

22,4

176

2

9,2

0,8

0,6

7

7,12

425

77

13

180

1,6

10,3

0,7

0,7

8

7,25

1100

78

17

62

4,8

5

0,4

0,59

9

6,96

1450

74

28

66

2,4

7,5

0,5

0,75

10

6,81

49

150

1,2

19

2,2

24,5

1

0,84

11

7,02

44

125

0,75

6

1,80

18

2,70

1,36

12

6,88

28

175

1,00

18

1,00

32

1,00

0,77


Таблица 6

Результаты химического анализа растений, мг/кг (данные Боева В.А)

 

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

1

6,93

4,6

10,13

0,11

5

0,24

0,89

0,112

0,71

2

7,15

33,9

43,22

0,22

93

10,9

7,32

0,267

0,38

3

7,05

69

102,98

2,63

115

10,87

20,74

0,634

0,42

4

6,95

72,5

62,41

1,07

111

3,21

13,03

0,43

2,61

5

6,57

13,1

18,92

0,86

72

2,97

4,07

0,104

0,62

6

7,03

9

19,1

0,34

19

1,84

1,97

0,441

0,66

7

6,82

32,7

27,31

0,39

98

0,84

4,39

0,333

0,98

8

6,67

18,2

26,01

0,56

45

7,79

5,85

0,256

1,13

9

7,23

90,2

69,75

1,82

285

6,55

11,46

0,682

3,91

10

7,13

112,4

48,15

1,57

171

6,45

9,41

0,689

0,57

11

6,81

55,1

82,82

0,79

571

5,45

9,41

0,198

0,49

12

7,14

64,9

45,3

2,77

2231

5,67

10,95

1,315

0,51

13

6,52

63,3

42,28

0,51

85

7,41

7,38

0,242

0,29

14

7,43

10,9

22,29

0,6

32

1,77

2,26

0,174

0,19

15

7,34

45

62,48

2,29

192

4,95

5,52

0,61

0,21

16

6,83

78

32,81

1,46

333

5,4

11,45

0,467

0,18

17

6,98

101,1

113,31

1,07

437

16,63

14,82

0,48

0,23

18

7,23

86,1

95,91

1,63

289

1,78

11,95

0,877

0,19

19

7,34

44,3

27,98

0,85

119

10,3

12,09

0,3

0,27

20

7,47

13,6

16,53

0,38

25

4,62

3,56

0,137

0,32

21

6,72

113,1

32,12

0,82

132

12,89

11,92

0,338

1,33

22

7,08

43,3

52,63

0,95

137

4,4

9,1

0,129

0,34

23

6,73

45,9

49,52

1,05

260

1,96

10,71

0,457

0,17

24

6,69

31,1

19,51

1,19

160

1,58

5,12

0,317

0,46

25

6,92

312,6

86,68

1,94

489

3,22

16,47

0,311

1,79

26

7,18

38,5

25,52

1,44

228

2,61

6,7

0,549

0,21

27

7,44

12,5

14,47

0,34

80

4,76

6,31

0,054

0,36

28

6,99

37,3

17,33

0,99

95

2,53

3,59

0,131

0,27

29

7,21

44,9

21,32

0,73

128

1,41

4,46

0,157

0,85


По такому большому количеству данных сложно судить о взаимодействии растений с водой и почвами, поэтому для удобства была составлена таблица с максимальными, минимальными и средними значениями концентрации химических элементов (таблица 7).

Таблица 7

Максимальные, минимальные, средние значения концентрации хим. элементов

(данные автора)

 

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

Максимальное

7,47

312,6

113,31

2,77

2231

16,63

20,74

1,315

3,91

Минимальное

6,52

4,6

10,13

0,11

5,00

0,24

0,89

0,054

0,17

Среднее

7,02

58,52

44,44

1,08

242,66

5,21

8,38

0,39

0,71

Из данной таблицы видно, что как в поверхностных водах и в почвах, доминирующими элементами являются марганец, железо и цинк. Поглощение марганца растениями осуществляется в результате метаболических процессов, но также в этом механизме присутствует пассивная абсорбция марганца (особенно при высоких концентрациях, как в водах и почвах исследуемой территории). Очевидно, что содержание марганца в растениях зависит не только от их природы, но и от общего его количества в почвах (потому что растворимые формы марганца легко извлекаются из почв растениями).

Проведя корреляционный анализ между химическим составом почв и растений, получили результаты, представленные в таблице 8.

 

Таблица 8

Результаты корреляционного анализа (данные автора)

Почва -Растение

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

Кондинские Озера 

0.33

-0.33

0.07

0.43

0.52

-0.25

0.64

-0.03

0.48

Тюменский Заказник

0,64

-0,29

-0,58

-0,43

0,28

-0,75

0,67

-0,33

-0,82

 

Из таблицы 9 мы видим, что во взаимосвязи вода – растение коэффициенты корреляции для значений концентрации химических элементов меньше. Это связано с большей взаимосвязью в системе почва – растение.

 

 

 

Таблица 9

Результаты корреляционного анализа (данные автора)

Вода - Растения

pH

Fe

Zn

Pb

Mn

Ni

Cu

Cd

Co

Кондинские Озера

0,24

0,29

-0,37

0,30

0,58

-0,40

0,25

-0,41

0,18

Тюменский Заказник

0,60

-0,40

-0,43

-0,54

0,60

0,36

0,39

-0,51

-0,45

Анализ   концентрации химических элементов в почвах, водах и растениях показал, что  корреляция в данных случаях достаточно высокая.

Проанализировав все вышеперечисленные материалы можно сделать вывод, что на территории Тюменского заказника миграция микроэлементов в системе растительность - почва – вода  идет достаточно интенсивно. В каждой природной среде отмечается доминирование одной и той же группы химических элементов.

Кроме программного расчета  коэффициента корреляции, были построены графики зависимости   химического состава  торфов, воды и растений (рис. 3-5). Это было сделано по указанию, имеющемуся в учебнике статистики. Если число наблюдений невелико, всегда есть вероятность того, что показываемая связь коэффициентом корреляции случайна. Поэтому обязательно следует построить график корреляционного поля связи и по форме кривой можно судить о наличии или отсутствии связи.

Графики подтверждают достаточно сильную взаимосвязь между поверхностными водами и почвами;  почвами и растениями-торфообразователями; поверхностными водами и  растениями-торфообразователями как в природном парке «Кондинские озера», так и в Тюменском федеральном заказнике. Направление данных связей не одинаково. В 2 случаях из 3 связи имеют противоположные направления. В природном парке «Кондинские озера» связь сильная прямая, в Тюменском федеральном заказнике – сильная обратная. График корреляционного поля связи между поверхностными водами и растениями в природном парке «Кондинские озера» демонстрирует обратную связь, а в Тюменском федеральном заказнике слабую, потому что в химическом анализе было использовано большое количество растений (более 25) различных видов, что в итоге дало сильную погрешность (каждый тип растения по-разному накапливает в себе химические элементы). Для более точного исследования рекомендуется использовать растения определенного вида, наиболее распространенного для исследуемой территории.

Вывод о направлении миграционного потока химических элементов  растения→ почва (торфы) → вода, наблюдаемые нами в условиях болотных экосистем природного парка «Кондинские озера» и Тюменского заказника,  согласуется с выводами, сделанными в работах Л.И.Инишевой  с соавторами о характеристике элементного состава  торфяного сырья олиготрофного болота Западной Сибири (Васюганское болото)  и низинного болота (Алтайские болота). Мы получили подтверждение выводам, которые были сформулированы Л.И.Инишевой с соавторами:    микроэлементы мигрируют в системе растение → торф → вода.


Поделись с друзьями