scienceitНаука. Инновации. ТехнологииScience. Innovations. Technologies2308-4758North-Caucasus Federal University10.37493/2308-4758.2024.4.1scienceit-696Research ArticleФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ И БИОГЕОГРАФИЯ, ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ И ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВ (географические науки)PHYSICAL GEOGRAPHY AND BIOGEOGRAPHY, SOIL GEOGRAPHY AND LANDSCAPE GEOCHEMISTRY (geographical sciences)Основные закономерности формирования микроэлементного состава почв под горно-луговой растительностью Западного КавказаТhe main patterns of forming the microelement composition of soils under mountain-meadow vegetation in the Western Caucasushttps://orcid.org/0009-0005-8205-4268ДегтяреваТ. В.DegtyarevaT. V.

Татьяна Васильевна Дегтярева – кандидат географических наук, доцент, доцент департамента географии и геоинформатики

Scopus ID: 57196119839, Researcher ID: KLE-1800-2024

д. 1, ул. Пушкина, Ставрополь, 355017

Tatyana V. Degtyareva – Cand. Sci. (Geogr.), Associate Professor, Chair of the Department of Geography and Geoinformatics

Scopus ID: 57196119839, Researcher ID: KLE-1800-2024

1, Pushkin St., Stavropol, 355017

dtb.70@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2190-301XЛиховидА. А.LikhovidA. A.

Андрей Александрович Лиховид – доктор географических наук, профессор, декан медико-биологического факультета, первый проректор

Scopus ID: 57200209407

д. 1, ул. Пушкина, Ставрополь, 355017

Andrey A. Likhovid – Dr. Sci. (Geogr.), Professor, Dean of the Faculty of Medicine and Biology

Scopus ID: 57200209407

1, Pushkin St., Stavropol, 355017

info@ncfu.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth-Caucasus Federal UniversityRussian Federation202410012025041128Copyright © Дегтярева Т.В., Лиховид А.А., 20252025Дегтярева Т.В., Лиховид А.А.Degtyareva T.V., Likhovid A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://scienceit.elpub.ru/jour/article/view/696

Объектом исследования является микроэлементный состав почв под горно-луговой растительностью Западного Кавказа в районе Архыза. В работе использованы традиционные методические приемы для изучения микроэлементного состава почв горных регионов: полевые почвенно-геохимические исследования, камеральная обработка материалов, аналитические обобщения. Установлено, что формирование микроэлементного состава почв под горно-луговой растительностью в высокогорной зоне Архыза обуславливается особыми условиями, свойственными этой части Западного Кавказа: высоким уровнем солнечной инсоляции в течение всего года, повышенным увлажнением, большим количеством поступающих органических остатков в почвы. В качестве фаз-носителей микроэлементов в горно-луговых почвах региона выступают хелатирующие органоминеральные комплексы, оксиды и гидрооксиды Fe и Mn, продукты выветривания алюмосиликатов в виде гидрослюд, хлоритов, минералов группы каолинита. Преимущественное связывание с хелатными органоминеральными комплексами характерно для Zn и Cu, имеющими высокое сродство к органическому веществу в условиях кислой среды. Закрепление на оксидах и гидрооксидах Fe и Mn, глинистых минералах свойственно практически всем рассматриваемым микроэлементам в разной степени в зависимости от степени прочности образующихся связей. По итогам проведенного исследования можно сделать вывод о том, что проявления природных особенностей развития почвенного покрова исследуемой территории вызывают усиление роли хелатирующих органоминеральных комплексов в связывании микроэлементов в почвах и ослаблении влияния продуктов выветривания первичных минералов на распределение металлов по профилю почв. Основными зонами накопления микроэлементов в горно-луговых почвах являются внутрипочвенные геохимические барьеры – биогеохимический, сорбционный, альфегумусовый. Антропогенное воздействие на почвенный покров высокогорных ландшафтов Архыза носит локально выраженный характер и существенно не отражается на микроэлементном составе почв.

The object of the study is the microelene composition of soils under the mountain meadow vegetation of the Western Caucasus in the Arkhyz area. The work uses traditional methodological techniques for studying the microelentic composition of the soils of mining regions: field soil and geochemical studies, cameral processing of materials and analytical generalizations. It was established that the formation of the microelene composition of soils under the mountain-meadow vegetation in the highland zone of Arkhyz is determined by the special conditions inherent in this part of the Western Caucasus: a high level of solar insolation throughout the year, increased moisture and a large number of incoming organic residues in the soil. Chelating organomineral complexes, Fe and Mn oxides and hydroxides, the products of aluminosilicata in the form of hydrospree, chlorites, and minerals of kaolinitis acts as phase and lumber soils of the region. The predominant binding with chelat organomineral complexes is characteristic of Zn and Cu, which have a high affinity to organic matter in an acidic environment. Consolidation on Fe and Mn oxides and hydroxides, clay minerals is characteristic of almost all microelements under consideration to varying degrees, depending on the gradation of strength of the formed connections. Based on the results of the study, we can conclude that the manifestations of the natural features of the development of the soil cover of the studied territory are strengthened by the role of chelating organomineral complexes in the binding of microelements in the soils and weakening of the influence of primary minerals products on the distribution of metals according to soil profile. The main zones of the accumulation of microelements in mountainmeadow soils are intracrene geochemical barriers-biogeochemical, sorption and alphahumus. The anthropogenic effect on the soil cover of the high-mountain landscapes of Arkhyz is locally pronounced and is not significantly reflected on the microelene composition of soils.

Западный Кавказмикроэлементыгорно-луговые почвытранс элювиальные ландшафтымезокатенагеохимические барьерыWestern Caucasustrace elementsmountain-meadow soilstranseluvial landscapesmesocatenegeochemical barriersReferencesМотузова Г. В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. М.: Книжный дом «Либроком», 2009. 168 с.Motuzova GV. Microelement compounds in soils: system organization, environmental significance, monitoring. Moscow: Librokom; 2009. 168 p. (In Russ.).Rezapour S., Golmohammad H. & Ramezanpour H. Impact of parent rock and topography aspect on the distribution of soil trace metals in natural ecosystems // Journal of Environmental Science and Technology. 2014. Vol. 11. P. 2075–2086. https://doi.org/10.1007/s13762-014-0663-3Rezapour S, Golmohammad H, Ramezanpour H. Impact of parent rock and topography aspect on the distribution of soil trace metals in natural ecosystems. Journal of Environmental Science and Technology. 2014;11:2075-2086. https://doi.org/10.1007/s13762-014-0663-3Дегтярева Т. В., Караев Ю. И., Лиховид А. А., Лысенко А. В. Микроэлементный состав дерново-карбонатных почв Северо-Западного Кавказа // Устойчивое развитие горных территорий. 2021. Т. 13. № 1 (47). С. 25–34. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2021-13-1-25-34Degtyareva TV, Karaev YuI, Likhovid AA, Lysenko AV. Microelent composition of sod-carbonate soils of the North-Western Caucasus. Sustainable development of mountain territories. 2021;13(1(47)):25-34. (In Russ.). https://doi.org/10.21177/1998-4502-2021-13-1-25-34Вайнгартнер Р., Гуня А. Н. Значение гор и необходимость активного участия в горных программах // Устойчивое развитие горных территорий. 2016. Т. 8. № 2. С. 120–126. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2016-8-2-120-126Vaingartner R, Gunya AN. The meaning of the mountains and the need for active participation in mountain programs. Sustainable development of mountain territories. 2016;8(2):120-126. (In Russ.). https://doi.org/10.21177/1998-4502-2016-8-2-120-126Шальнев В. А., Юрин Д. В. Архыз. Природные условия и современные ландшафты. Ставрополь: СКФУ, 2016. 112 с.Shalnev VA, Yurin DV, Arkhyz. Natural conditions and modern landscapes. Stavropol: SKFU; 2016. 112 p. (In Russ.).Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 238 с.Vinogradov AP. Geochemistry of rare and scattered chemical elements in soils. M.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR; 1957. 238 p. (In Russ.).Глазовская М. А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов. М.: Географический факультет МГУ, 2007. 350 с.Glazovskaya MA. Geochemistry of natural and technogenic landscapes. M.: Faculty of Geography of Moscow State University; 2007. 350 p. (In Russ.).Дегтярева Т. В., Лиховид А. А. Особенности микроэлементного состава горных аллювиальных почв Западного Кавказа // Наука. Инновации. Технологии. 2024. № 2. С. 9–26. https://doi.org/10.37493/2308-4758.2024.2.1Degtyareva TV, Likhovid AA. Features of the microelement composition of mountain alluvial soils of the Western Caucasus. Science. Innovations. Technologies. 2024;(2):9-26. https://doi.org/10.37493/2308-4758.2024.2.1 (In Russ.).Назаров А. Г. Геохимия высокогорных ландшафтов. М.: Наука, 1974. 168 с.Nazarov AG. Geochemistry of highland landscapes. M.: Science; 1974. 168 p. (In Russ.).Ромашкевич А. И., Бирина А. Г. Педоморфизм минеральной массы в высокогорных почвах Большого Кавказа // Почвоведение. 1986. № 3. С. 106–116.Romashkevich AI, Birina AG. Pedomorphism of mineral mass in the high-mountain soils of the Greater Caucasus. Eurasian Soil Science. 1986;3:106-116.Koons R. D., Helmke P. A., Jackson M. L. Association of trace elements with iron oxides during weathering // Soil Science Society of America Journal. 1980. Vol. 44:155–159. https://doi.org/10.2136/sssaj1980.03615995004400010032xKoons RD, Helmke PA, Jackson ML. Association of Trace Elements with Iron Oxides During Weathering. Soil Science Society of America Journal. 1980;44:155-159. https://doi.org/10.2136/ssaj1980.03615995004400010032xПереломов Л. В., Пинский Д. Л. Формы Мn, Рb и Zn в серых лесных почвах Среднерусской возвышенности // Почвоведение. 2003. № 6. С. 682–691.Perelomov LV, Pinin DL. Forms Mn, Pb and Zn in gray forest soils of the Central Russian Upland. Eurasian Soil Science. 2003;(6):682-691. (In Russ.).Covelo E., Vega F., Andrade M. Competitive sorption and desorption of heavy metals by individual soil components // Journal of Hazardous Materials. 2007. Vol. 140. P. 308–315Covelo E, Vega F, Andrade M. Competitive sorption and desorption of heavy metals by individual soil components. Journal of Hazardous Materials. 2007;140:308-315.Юрак В. В., Апакашев Р. А., Валиев Н. Г., Лебзин М. С. Сорбент-ориентированный метод детоксикации почв от тяжелых металлов // Устойчивое развитие горных территорий. 2021. Т. 13. № 1 (47). С. 135–145. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2021-13-1-135-150Yurak VV, Apakashev RA, Valiev NG, Lebzin MS. Sorbent-based method of soils detoxification from heavy metals. Sustainable development of mountain territories. 2021;13(1(47)):135-145. (In Russ.). https://doi.org/10.21177/1998-4502-2021-13-1-135-150Bradl H. Adsorption of heavy metal ions on soils and soils constituents // Journal of Colloid and Interface Science. 2004. Vol. 277. P. 1–18.Bradl H. Adsorption of heavy metal ions on soils and soils constituents. Journal of Colloid and Interface Science. 2004;277:1-18.Acosta J A, Martínez-Martínez S, Faz A, Arocen J (2011) Accumulations of major and trace elements in particle size fractions of soils on eight different parent materials. Geoderma Vol. 161. P. 30–42. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.12.001Acosta JA, Martínez-Martínez S, Faz A, Arocen J. Accumulations of major and trace elements in particle size fractions of soils on eight different parent materials. Geoderma. 2011;161:30-42 https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.12.001Lukman S., Essa M. H., Nuthu D., Mu’azu N., Bukhari A., Basheer C. Adsorption and desorption of heavy metals onto natural clay material: Influence of initial pH // Journal of Environmental Science and Technology. 2013. Vol. 6. P. 1–15.Lukman S, Essa MH, Nuthu D, Mu’azu N, Bukhari A, Basheer C. Adsorption and desorption of heavy metals onto natural clay material: Influence of initial pH. Journal of Environmental Science and Technology. 2013;6:1-15.Молчанов Э. Н. Горно-луговые почвы высокогорий Западного Кавказа // Почвоведение. 2010. № 12. С. 1433–1448.Molchanov EN. Mountain-meadow of the highlands of the Western Caucasus. Soil Science. 2010;12:1433-1448. (In Russ.).Рыжова И. М., Шамшин А. А. Оценка сопряженности критических переходов в почвенном и растительном покровах в системе высотной поясности // Почвоведение. 2001. № 5. С. 522–532.Ryzhova IM, Shamshin AA. Assessment of the conjugation of critical transitions in soil and plant cover in the altitudinal pronounced system. Eurasian Soil Science. 2001;5:522-532. (In Russ.).Дьяченко В. В. Геохимия, систематика и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа. Ростов-на-Дону: Комплекс, 2004. 268 с.Dyachenko VV. Geochemistry, systematics and assessment of the state of landscapes of the North Caucasus. Rostov-on-Don: Complex; 2004. 268 p. (In Russ.).Понизовский А. А., Мироненко Е. В. Механизмы поглощения свинца (II) почвами // Почвоведение. 2001. № 4. С. 418–429.Ponizovsky AA, Mironenko EV. Mechanisms of the absorption of lead (II) soils. Eurasian Soil Science. 2001;4:418-429. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.