The ecological and geochemical features of the soils on the Tolbachinsky Dol plateau

Abstract

В данной работе представлены результаты исследования геохимических особенностей почв вулканического плато Толбачинский дол, а также связи материнских пород плато с формирующимися на них почвами и растительностью. На территории нашего исследования наблюдается разнообразие подстилающих пород, рельефа и других экологических факторов, которое создает различные условия формирования почвенного покрова и сообществ живых организмов. Ранее подобные взаимосвязи на плато изучены не были, а характеристика элементного состава тефры была дана лишь для южного участка плато. Материал был собран в полевые сезоны 2018-19 годов в центральной части плато. Элементный состав проб был определен методами рентгено-флуорисцентного анализа и ICP-AES. Распределение элементов на исследуемом участке обусловлено в первую очередь факторами рельефа. Концентрации Fe, Ca, Ti, Cu и Cr по всей территории стабильно превышают региональный фон. Участки разных по составу лавовых потоков отличаются как по составу тефры, так и по растительным сообществам. Состав тефры на них отличается повышенными и пониженными концентрациями элементов. Растительные сообщества, произрастающие на участках разных лавовых потоков, отличаются по проективному покрытию мхов и лишайников, что связано с более различиями размеров выходов лавы на дневную поверхность. Перечисленные различия обусловлены характеристиками рельефа: превышение поверхности на уровне микрорельефа, абсолютные высоты. Элементный состав лавовых потоков практически не влияет на данные различия. Нами также была отмечена сильная взаимосвязь распределения Cu, P, Li, Cr, с проективным покрытием и количеством видов сосудистых растений, обусловленная предположительно содержанием органического вещества.

This graduation project presents the results of studies of geochemical features of soils of the Tolbachinsky Dol volcanic plateau and relations of mother rocks of the plateau with soils and vegetation formed on them. On the territory of our study, the variety of underlying rocks, topography, and other environmental factors creates various conditions for the formation of soil cover and communities of living organisms. These relationships on the plateau have not been studied yet, and the elemental composition of tephra was studied only for the southern part of the plateau. The study material was collected in the field seasons of 2018-19 in the central part of the Tolbachinsky Dol plateau. The elemental composition of the samples was determined by X-ray fluorescence analysis and ICP-AES. The distribution of elements in the study area is due primarily to relief factors. Concentrations of Fe, Ca, Ti, Cu, and Cr throughout the territory of our study consistently exceed the regional background. Sites of different lava flows differ both in the elemental composition of tephra and in plant communities. The composition of tephra is characterized by increased and reduced concentrations of elements. Plant communities growing in sites of different lava flows differ in the projective cover of mosses and lichens, which is associated with more differences in the sizes of lava outcrops on the day surface. However, the elemental composition of lavas practically does not affect this difference. We also noted a strong relationship between the distribution of Cu, P, Li, Cr, with the projective cover and the number of species of vascular plants, presumably due to the content of organic matter.