3
В.А. Алексеенко
ГЕОБОТАНИЧЕСКИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ
для решения ряда экологических
задач и поисков месторождений
полезных ископаемых
Учебное пособие
для студентов высших учебных заведений,
получающих образование по направлениям (специальностям)
«Áîòàíèêà», «Áèîõèìèÿ», «Ãåîõèìèÿ», «Áèîëîãèÿ»,
«Геология», «Геология и геохимия полезных ископаемых»,
«Картография», «Геоэкология», «Почвоведение», «Экология»
Москва • Логос • 2011
Стр.3
4
УДК 550
ББК 26.3
А47
Серия основана в 2003 году
Рецензенты
В.В. Добровольский, доктор географических наук, профессор
В.П. Парначев, доктор геологоминералогических наук, профессор
Т.Г. Тайсоев, доктор географических наук, профессор
А47
Алексеенко В.А.
Геоботанические исследования для решения ряда экологиче
ских задач и поисков месторождений полезных ископаемых:
учеб. пособие / В.А. Алексеенко. – М.: Логос, 2011. – 244 с. +
цв. вкл. – (Новая университетская библиотека).
ISBN 9785987044735
Представлены общие сведения о развитии геоботанических иссле
дований. Показана взаимосвязь геоботаники с геологическими явле
ниями и процессами, введено понятие биоиндикации. Раскрыты при
чины геоботанических изменений и их закономерности проявления в
биосфере. В числе факторов геоботанических изменений рассмотре
ны влияние концентрации отдельных химических элементов, ланд
шафтногеохимические факторы, включая процессы, характерные для
селитебных ландшафтов, физические воздействия.
Для студентов высших учебных заведений, получающих образова
ние по направлениям (специальностям) «Ботаника», «Биохимия»,
«Геохимия», «Биология», «Геология», «Геология и геохимия полезных
ископаемых», «Картография», «Геоэкология», «Почвоведение», «Эко
логия». Может использоваться при подготовке, повышении квалифи
кации и переподготовке кадров в области экологии и геологии. Пред
ставляет интерес для ученых и специалистов.
УДК 550
ББК 26.3
ISBN 9785987044735
© Алексеенко В.А., 2011
© Логос, 2011
Стр.4
5
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ...................................................................................................................7
Введение ..........................................................................................................................9
Глава 1. Общие сведения ......................................................................................... 13
1.1. Биоиндикация ........................................................................................... 13
1.2. Краткие сведения о развитии геоботанических исследований ... 16
1.3. Выводы ....................................................................................................... 23
Контрольные вопросы...................................................................................... 23
Глава 2. Основные геоботанические изменения и причины, обуславли
вающие их появление ................................................................................................ 25
2.1. Основные геоботанические изменения ............................................. 25
2.2. Основные причины, вызывающие геоботанические изменения .... 26
2.3. Выводы ........................................................................................................ 35
Контрольные вопросы...................................................................................... 35
Глава 3. Влияние концентраций отдельных химических элементов
в среде обитания организмов на их изменения ................................................. 36
3.1. Некоторые биогеохимические особенности живых организмов ..... 36
3.2. О роли химических элементов в жизни организмов .................... 39
3.3. Влияние концентраций химических элементов на геоботани
ческие изменения растений .................................................................. 42
3.4. Выводы ........................................................................................................ 52
Контрольные вопросы...................................................................................... 53
Глава 4. Некоторые общие закономерности проявления геоботанических
изменений в биосфере ............................................................................................... 54
4.1. Закон поведения химических элементов в биосфере ................... 54
4.2. Закон о связи между экологогеохимическими изменениями
в пределах одного ландшафта ............................................................... 59
4.3. Закон об изменениях, вызываемых революционной заменой
одних ландшафтов другими .................................................................. 62
4.4. Закон об ассоциациях химических элементов, образующих
крупные техногенные геохимические аномалии............................. 63
4.5. Выводы ........................................................................................................ 64
Контрольные вопросы...................................................................................... 65
Глава 5. Геоботанические изменения, связанные с природными ланд
шафтногеохимическими (экологогеохимическими) изменениями
в среде произрастания растений ............................................................................ 66
5.1. Общие сведения........................................................................................ 66
5.2. Изменения, вызываемые меняющимися концентрациями
ряда химических элементов ................................................................. 80
5.2.1. Изменения, вызванные влиянием химических элементов,
слагающих рудные тела................................................................ 81
5.3. Изменения, вызываемые сменой почвоподстилающих (почво
образующих) горных пород .................................................................. 96
5.3.1. Общие сведения ............................................................................. 96
Стр.5
6
Оглавление
5.3.2. Отдельные примеры развития геоботанических измене
ний, связанных с изменением почвоподстилающих гор
ных пород .......................................................................................109
5.4. Изменения, вызываемые меняющимся соотношением форм
нахождения ряда химических элементов .......................................114
5.4.1. Общие сведения...........................................................................114
5.4.2. Отдельные примеры развития геоботанических изменений,
связанных с меняющимся соотношением форм нахождения
химических элементов в среде произрастания растений ...116
5.5. Выводы ......................................................................................................118
Контрольные вопросы....................................................................................120
Глава 6. Геоботанические изменения, связанные с техногенными ланд
шафтногеохимическими (экологогеохимическими) изменениями
в среде произрастания растений ..........................................................................122
6.1. Общие сведения......................................................................................122
6.2. Геоботанические изменения в природных ландшафтах, вызы
ваемые деятельностью отдельных предприятий ...........................123
6.3. Изменения, вызываемые загрязнением ландшафтов нефтью .....140
6.4. Геоботанические изменения в сельскохозяйственных ланд
шафтах .......................................................................................................145
6.5. Геоботанические изменения в аквальных ландшафтах...............163
6.6. Изменения, связанные с меняющимся ионизирующим воздей
ствием ........................................................................................................168
6.6.1. Общие сведения...........................................................................168
6.6.2. Влияние ионизирующего воздействия на наземные фи
тоценозы .........................................................................................169
6.7. Выводы ......................................................................................................171
Контрольные вопросы....................................................................................173
Глава 7. Геоботанические изменения в селитебных ландшафтах ............175
7.1. Общие сведения о селитебных ландшафтах ..................................175
7.2. Некоторые экологогеохимические особенности селитебных
ландшафтов ..............................................................................................186
7.3. Аномальное изменение скорости роста ветвей деревьев ...........198
7.4. Изменения, представляющие заболевания и отмирание растений ..211
7.5. Выводы ......................................................................................................215
Контрольные вопросы....................................................................................216
Глава 8. Геоботанические изменения, обусловленные физическим воз
действием на растительные организмы .............................................................217
8.1. Общие сведения......................................................................................217
8.2. Изменения, вызываемые меняющимися температурным режи
мом и освещенностью............................................................................218
8.3. Изменения, связанные с перемещением воздушных масс .........223
8.4. Изменения, вызванные непосредственным уничтожением
растительности ........................................................................................225
8.5. Выводы ......................................................................................................227
Контрольные вопросы....................................................................................228
Библиографический список....................................................................................229
Предметный указатель............................................................................................235
Стр.6
7
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время у многих исследователей геохимиков, био
геохимиков, ботаников и экологов снова возник интерес к осо
бенностям развития геоботанических изменений. Объясняется
это в основном практической потребностью проведения относи
тельно дешевых и довольно простых работ для выявления эколо
гически неблагоприятных зон. Кроме того, геоботанические ис
следования могут способствовать более быстрому решению ряда
задач, стоящих перед геологами.
В предлагаемой книге по возможности учтены основные гео
ботанические изменения растений, сведения о которых (измене
ниях) накапливались столетиями при проведении поисков мес
торождений полезных ископаемых с помощью геоботанических
методов. Эти изменения во многом можно брать за своеобразную
основу и при установлении их связи с формированием экологи
чески неблагоприятных зон. В последние десятилетия появились
данные и о геоботанических изменениях, связанных с антропо
генным загрязнением отдельных участков биосферы.
Опубликованные материалы и результаты геоботанических
исследований, проводимых в Новороссийском научноисследо
вательском институте Геохимии биосферы Южного федерального
университета, под руководством автора, легли в основу предлагае
мой книги. Она адресована широкому кругу студентов, аспирантов
и специалистов, связанных в своей работе и учебе с проблемами
экологии, биогеохимии, геохимии, поисков месторождений полез
ных ископаемых, геологического картирования, сельского хозяй
ства. В книге приведены конкретные данные о геоботанических
изменениях растений, произрастающих в условиях существенно
повышенных и пониженных концентраций химических элемен
тов (их соединений).
Так как автор предлагаемой работы является геологомгеохими
ком, в книге довольно много внимания уделено описанию эколого
геохимических условий произрастания растений на различных
рудных месторождениях и на участках с техногенным загрязне
Стр.7
8
Предисловие
нием. Считаю, что без этого невозможно говорить о причинах по
явления определенных геоботанических изменений.
Для проверки усвоения студентами излагаемого в книге мате
риала в конце каждой главы даются контрольные вопросы.
Улучшению этой работы и ее скорейшему изданию помогли
рецензенты, которым я выражаю свою искреннюю благодарность.
Я также благодарен сотрудницам НИИ ГБ ЮФУ Демченко В.В.
и Гладковой А.Д., помогавшим мне в оформлении книги.
В.А. Алексеенко
Стр.8