ГЕОСТАТИСТИЧНЕ ВИВЧЕННЯ ЛАТЕРАЛЬНОГО І РАДІАЛЬНОГО РОЗПОДІЛУ КОНЦЕНТРАЦІЙ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ У ҐРУНТОВОМУ ПОКРИВІ ЗОНИ ПОМІРНОГО ТЕХНОГЕНЕЗУ (на прикладі субурбії київського мегаполісу)
DOI:
https://doi.org/10.17721/17282713.79.12Ключові слова:
біплот, гіперпростір геохімічних чинників і причин, складені дані, техногенез, біогенез, літолого-мінералогічний чинникАнотація
Розподіл концентрацій хімічних елементів у ґрунтовому покриві залежить від дії природних і техногенних факторів і характеризується різними закономірностями міграції та накопичення в латеральному і радіальному напрямках. Вивчення концентрацій хімічних елементів в ґрунтах різних елементарних геохімічних ландшафтів дозволило визначити деякі із статистично значущих закономірностей розподілу хімічних елементів на території Ірпінь-Буча-Ворзельської субурбії Київського мегаполісу. Результати аналізу 190 проб із 36 повнопрофільних ґрунтових розрізів лягли в основу бази складених даних (CoDa-дані), що утворюються векторним добутком усіх виміряних величин концентрацій хімічних елементів у кожній пробі ґрунту. Геостатистична модель "біплот" CoDa-даних являє собою гіперпростір геохімічних факторів і причин з розмірністю, що відповідає кількості визначених у пробах хімічних елементів. Проекція цього гіперпростору на площину у вигляді "зірки" біплоту з одночасним нанесенням на площину проекції точок пробовідбору дає можливість наочно відслідковувати імовірнісні (статистичні) показники маркування хімічними елементами дії тих чи інших геохімічних чинників і причин, що мають місце на досліджуваній території. Кластеризація точок пробовідбору відбувається в областях імовірнісного впливу на відповідну групу проб певних геохімічних факторів. Установлено, що геостатистичними параметрами, отриманими при моделюванні СоDa-даних щодо вмісту в ґрунтах La-Ce-Nd у 12-вимірному та Fe-Sr-Ga у 9-вимірному гіперпросторах, позначається область, в якій виявляє геохімічний фактор "вплив вихідного мінерального складу ґрунтоутворювальної породи". Область, що окреслюється відповідними геостатистичними параметрами Rb-Sr-Ba у 12-вимірному та Ba-Rb у 9-вимірному гіперпросторах, статистично "прив'язана" до кислотно-лужних умов у ґрунтах. Область марганцю в обох зазначених гіперпросторах та заліза у 6-вимірному маркує окисно-відновні умови в ґрунтах. Область Pb маркує техногенез (особливо його пірогенну складову, пов'язану з автотранспортними викидами). Область Zn-Cu пов'язана з дією і впливом, у першу чергу, біогенних процесів гумусоутворення, гумусонакопичення, торфонакопичення (біогенез). За силою відносного впливу на елементний склад верхнього (10 см) шару ґрунтів обстеженої території геохімічні фактори розташовуються так: техногенез > біогенез > вплив вихідної літогенної основи. При аналізі моделі 6-вимірного гіперпростору виявлена загальна тенденція до розділення точок між областями, що маркуються Fe-Sr-Ba-Rb (літолого-мінералогічний чинник) і Pb (техногенез, насамперед атмосферне забруднення, спричинене автотранспортом). Для точок ґрунтового пробовідбору з підлеглих ландшафтів проглядається тенденція групуватися в областях, що маркуються Fe-Sr-Ba-Rb і Zn (біогенез), з одного боку, і Zn та Pb, – з іншого. Геохімічні чинники і причини виразніше виявляють себе при аналізі СоDa-даних проб, відібраних з прив'язкою до генетичних ґрунтових горизонтів, аніж таких, що були відібрані з прив'язкою до глибини взяття проби – суто формальної ознаки.
Посилання
Belozertseva, I.A., Lopatina, D.N. (2015). Technogenic impact on soils of the urbanized territories of Siberia. Fundamental research. Geographical sciences, 2, 5397–5403. [Іn Russian].
Buzina, I.M. (2012) Studies of soil in terms of technogenesis condition. Proceedings ZhNAEU, 2, 1, 232–241. (http://ir.znau.edu.ua/ handle/123456789/298). [Іn Ukrainian].
Voytsihovska, A.S., Karabyn, V.V., Pohrebennyk, V.D. (2013). Distribution of different forms of mobility zinc in soils in the area of technogenic dumps. Proceedings of DonNTU. Series "Mining and Geology", 19 (209), 3–9. [Іn Ukrainian].
Voytsytskyy, A.P., Dubrovsky, V.P., Bogolyubov, V.M, Ed. Bogolyubov, V.M. (2009). Technoecology. K: Agricultural Education, 533 p. [Іn Ukrainian].
Krasilnikov, P.V. (Ed.) (2007). Geostatistics and geography of soils. М. :Science,175 р. [Іn Russian].
Saet, Yu.E., Revych, B.A., Yanyn, E.P. et al. (1990). Enviromental geochemistry. M. : Depths, 335 p. [Іn Russian].
Izyumova, O.G. (2013) Water-physical properties of soil technogenesis. Agroecological Journal, 3, 29–35. [Іn Ukrainian].
Kotovenko, A.A., Miroshnichenko, O.Yu., Bereznytska, Y.O., Shostal Yu.V. (2014). Probabilistic Automaton Modeling in studies of migration processes in soils. East Europe Journal Advanced Technology,4/10 (70), 3743. [Іn Ukrainian].
Jovanovic, L., Ermakov, V. (2010). Influence of the technogenesis upon biosphere (for example of mercury and selenium). Scientific Labor Rusenskyya at University,49, 1.2, 114–119. [in Russian].
Kabata-Pendyas, A., Pendyas, H. (1989). Microelements in soils and plants: M.World,426 p. [in Russian].
Karabyn, V.V, Voytsihovska, A.S., Pohrebennyk, V.D. (2012). The forms of copper bedding in dump soils of the man-caused area. Naukovi pratsi Donetskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Seriia: Hirnychoheolohichna, 16 (206), 193–198. [in Ukrainian].
Nazarenko, I.I., Polchyna, S.M., Nikorych, V.A. (2004). Soil. Chernivtsi: Books – XXI, 400 p. [in Ukrainian].
Stepanova, L.P., Korenkova, E.A. (2010). The influence of technogenesis on the geochemistry and ecological capacity of the landscape. Orel: Publishing house Orel. SAU, 260 p. [in Russian].
Tyutyunnyk, Yu.H., Onyshchuk, I.I., Shabatura, A.V. (2004). Electrical resistivity of genetic soil horisonts. Soil Science,2, 209–213. [in Russian].
Tyutyunnyk, Yu.H., Tolstoy, M.I., Shabatura, O.V. (2003). Mathmodeling of migration and accumulation of 40K i 137Sr in soils of IrpinBucha-Vorzel recreation zone. Abstract of IV International science conference "Monitoring dangerous geologic processes and ecological state of environmental". K.:Kiev Universuty, 101–102. [in Ukrainian].
Aitchison, J., Greenacre, M. (2002). Biplot of compositional data. Applied Statistics, 5, 375–392. 17. Cadenasso, M.L., Pickett, S.T.A., Weathers, K.C. et al. (2003). An Interdisciplinary and Synthetic Approach to Ecological Boundaries. BioScience, 53, 8, [0717:AIASAT]2.0.CO;2). 717–722. (doi: 10.1641/0006-3568(2003)053
Cruz-Bello, G.M., Sotelo-Ruiz, E.D. (2013). Coupling Spatial Multiattribute Analysis and Optimization to Identify Reforestation Priority Areas. Mountain Research and Development, 33, 1, 29–33. (doi: 10.1659/MRD-JOURNAL-D-12-00085.1).
Martín-Fernández, J.A., Daunis-i-Estadella, J., Tyutyunnik, Y.G. (2004). Esperiencia del estudio geoestadístico de composición química de suelos, de los indicadores de factores y de las condiciones geoquímicas: Report de Recerca IMA 04-01-RR.Girona: Universitat de Girona, 50 p.
Kim, D., Bae, Yu. K., Jin, P.S. (2008) Identification and Visualization of Complex Spatial Pattern of Coastal Dune Soil Properties Using GIS-Based Terrain Analysis and Geostatistics. Journal of Coastal Research, 50–60. (doi: 10.2112/06-0721.1).
Miroshnychenko, M., Krivitska, I., Hladkikh, Y. (2017). Monitoring of urban soil contamination under various technogenic impact: Comparison of the two seaside cities. Geophysical Research Abstracts, 19, EGU2017, 323.
Pawlowsky-Glahn, V., Olea, R. A. (2004). Geostatistical Analysis of Compositional Data. Oxford: Oxford University Press, 304 p.
Charzyński, P (ed.), Hulisz, P., Bednarek, R. (2013). Technogenic soils of Poland. Polish Society of soil science. Toruń, 358 p.
Tyutyunnik, Yu., Shabatura, O. (2004). Electrical Resistivity of genetic soil horizons. Eurasian Soil Sciences, 37, 2, 177–180.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
