Planteopptak (Multi-media Geokjemi)

Basert på Vernadsky's (1926) bok om "The Biosphere" ble begrepet landskaps Geokjemi utviklet i 1940 årene i Russland. Landskaps Geokjemi studier migrering av kjemiske elementer i et landskap og spesielt mellom de ulike delene av økosystemet.

I dag er " critical zone research ", studiet av elementenes atferd på jordoverflaten, den vestlige analogen til det russiske begrepet "landskaps Geokjemi". Den kritiske sonen er definert nær overflate miljøet hvor komplekse samspill av litosfæren (stein), pedosphere (jord), hydrosphere (bakken og overflatevann), biosfæren (planter og dyr) og atmosfæren (regn, snø, "klima generelt) finner sted. Denne "kritiske" sonen opprettholder alt liv på jorden.

Terrestrisk mose,  Hylocomium splendens, som ofte prøvetas for å dokumentere samspillet mellom atmosfæriske elementer og skogens økosystem.
Terrestrisk mose,  Hylocomium splendens, som ofte
prøvetas for å dokumentere samspillet
mellom atmosfæriske elementer og
skogens økosystem.

NGU startet så tidlig som i slutten 1980 tallet med multi-media geokjemiske undersøkelser-på den tiden fortsatt for mineralet leting (Bølviken et al., 1986). Allerede i 1993 ,"Kola Ecogeochemistry project", ble 4 forskjellige utvalgte materialer samlet inn for å bedre forstå miljøkonsekvensene av russisk nikkel industri på det sårbare arktiske miljøet (Reimann et al., 1998). Siden den gang har mange studier som sammenligner Geokjemi av forskjellige materialer fra lokale til kontinentale skala blitt utført for å bedre forstå den menneskelige påvirkning på det norske miljøet.

 Forenklet modell av det intrikate samspillet mellom ulike komponenter i et økosystem (planter, representert her  med røsslyng (HEA), piletre (WIL), bjørk (BIR) og einebær (JUN) og bare to jordlag O-horisont (OHO) og C-horisont (CHO).
 Forenklet modell av det intrikate samspillet mellom ulike komponenter i et økosystem (planter, representert her  med røsslyng (HEA), piletre (WIL), bjørk (BIR) og einebær (JUN) og bare to jordlag O-horisont (OHO) og C-horisont (CHO).
Et av de viktigste resultatene fra Kola Ecogeochemistry prosjektet: forskjellige materialer samlet på samme område forteller ulike historier. Mose er sterkt påvirkninger av utslipp fra den russiske nikkel industrien, mineraljord (C horisont) reflekterer geologi, mens i jord (O horisont) er klima og vegetasjons soner viktig for observert element distribusjon.
Et av de viktigste resultatene fra Kola Ecogeochemistry prosjektet: forskjellige materialer samlet på samme område forteller ulike historier. Mose er sterkt påvirkninger av utslipp fra den russiske nikkel industrien, mineraljord (C horisont) reflekterer geologi, mens i jord (O horisont) er klima og vegetasjons soner viktig for observert element distribusjon.
Boxplot som sammenligner element konsentrasjoner i bare ett eksempel materiale (tyttebær) mellom 9 forskjellige nedbørfelt (C1-C9) spredt over Nord-Europa (venstre) og mellom 9 plantearter samlet på samme områder (MOS: terrestrisk mose, BLU: blåbær, COX: tyttebær, EMP: krekling, BIR: bjørkeblader, WIL: piletre blader, PIN: furu nåler, SPR: Gran nåler). C6 (venstre) representerer et forurenset nedslagsfelt. Merk at konsentrasjons forskjellene er mye større mellom forskjellige plantearter.
Boxplot som sammenligner element konsentrasjoner i bare ett eksempel materiale (tyttebær) mellom 9 forskjellige nedbørfelt (C1-C9) spredt over Nord-Europa (venstre) og mellom 9 plantearter samlet på samme områder (MOS: terrestrisk mose, BLU: blåbær, COX: tyttebær, EMP: krekling, BIR: bjørkeblader, WIL: piletre blader, PIN: furu nåler, SPR: Gran nåler). C6 (venstre) representerer et forurenset nedslagsfelt. Merk at konsentrasjons forskjellene er mye større mellom forskjellige plantearter.

Utvalgte publikasjoner:

  • BØLVIKEN, B., BERGSTROM, J., BJÖRKLUND, A., et al. 1986.  Geochemical Atlas of Northern Fennoscandia, Scale 1:4,000,000. Mapped by Geological Surveys of Finland, Norway and Sweden with Swedish Geological Co. and the Geological Survey of Sweden.  Nordic Council of Ministers, 19 p. and 155 maps.
  • KASHULINA, G., REIMANN, C., FINNE, T.E., HALLERAKER, J.H., ÄYRÄS, M. AND CHEKUSHIN, V.A., 1997. The state of the ecosystems in the central Barents Region: scale, factors and mechanism of disturbance. Science of the Total Environment 206: 203-225.
  • KASHULINA, G., REIMANN, C., FINNE, T.E., CARITAT, P. de & NISKAVAARA, H., 1998. Factors influencing NO3 concentrations in rain, stream water, ground water and podzol profiles of eight small catchments in the European Arctic. Nitrogen, the Confer-N-s, First International Nitrogen Conference (Noordwijkerhout, The Netherlands, 23-27 March 1998), Proceedings volume, Elsevier, Amsterdam: 559-568 & Environmental Pollution, 102, S1: 559-568.
  • KASHULINA, G. & REIMANN, C., 2001. Sulphur in the arctic environment (1): results of a catchment-based multi-medium study. Environmental Pollution 114: 3-19.
  • REIMANN, C., ÄYRÄS, M., CHEKUSHIN, V., et al., 1998. Environmental Geochemical Atlas of the Central Barents Region. NGU-GTK-CKE Special Publication, Geological Survey of Norway, Trondheim, Norway.
  • REIMANN, C., HALLERAKER, J.H., Kashulina, G. & BOGATYREV, I., 1999. Comparison of plant and precipitation chemistry in catchments with different levels of pollution on the Kola Peninsula, Russia. Science of the Total Environment 243/244: 169-191.
  • REIMANN, C., KASHULINA, G., DE CARITAT, P. & NISKAVAARA, H. 2001. Multi-element, multi-medium regional geochemistry in the European Arctic: element concentration, variation and correlation. Applied Geochemistry, 16(7-8): 759-780.
  • REIMANN, C., KOLLER, F., FRENGSTAD, B., KASHULINA, G., NISKAVAARA, H. and ENGLMAIER, P., 2001. Comparison of the element composition in several plant species and their substrate from a 1,500,000 km2-area in Northern Europe. Science of the Total Environment 278: 87-112.
  • REIMANN, C., KOLLER, F., FRENGSTAD, B, KASHULINA, G., NISKAVAARA, H., & ENGLMAIER, P., 2003. Total sulphur in leaves of several plant species from 9 catchments within a 1,500,000 km2 area in Northern Europe: local vs. regional variability. Geochemistry, Exploration, Environment, Analysis 3: 205-215.
  • REIMANN, C., ARNOLDUSSEN, A., ENGLMAIER, P., FILZMOSER, P., FINNE, T.E., GARRETT, R.G., KOLLER, F. & NORDGULEN, Ø. 2007. Element concentrations and variations along a 120 km long transect in south Norway – Anthropogenic vs. geogenic vs. biogenic element sources and cycles. Applied Geochemistry 22: 851-871.
  • REIMANN, C., ARNOLDUSSEN, A., BOYD, R., FINNE, T.E., KOLLER, F., NORDGULEN, Ø, & ENGLMAIER, P., 2007. Element contents in leaves of four plant species (birch, mountain ash, fern and spruce) along anthropogenic and geogenic concentration gradients. Science of the Total Environment 377: 416-433.
  • REIMANN, C., FLEM, B., ARNOLDUSSEN, A., ENGLMAIER, P., FINNE, T.E., KOLLER, F. & NORDGULEN, Ø. 2008. The biosphere: a homogeniser of Pb-isotope signals. Applied Geochemistry 23: 705-722.
  • REIMANN, C., ENGLMAIER, P., GOUGH, L., LAMOTHE, P., NORDGULEN, Ø. & SMITH, D. 2009. Geochemical gradients in O-horizon soils of southern Norway: Natural or anthropogenic? Applied Geochemistry 24: 62-76.
  • REIMANN, C., ENGLMAIER, P., FABIAN, K., GOUGH, L., LAMOTHE, P., SMITH, D., 2014. Bio-geochemical plant-soil interaction: Variable element composition in leaves of four plant species collected along a south-north transect at the S-tip of Norway. Science of the Total Environment: in print.
  • SUCHARA, I., SUCHAROVA, J., HOLA, M., REIMANN, C., BOYD, R., FILZMOSER, P., ENGLMAIER, P., 2011. The performance of moss, grass and 1- and 2-year old spruce needles as bioindicators of contamination: a comparative study at the scale of the Czech Republic. Sci. Tot. Environ. 409: 2281-2297.
  • SUCHAROVA, J., SUCHARA, I., REIMANN, C., BOYD, R., FILZMOSER, P., ENGLMAIER, P., 2011. Spatial distribution of lead and lead isotopes in soil B horizon, forest floor humus, grass (Avenella flexuosa) and spruce needles (Picea abies) across the Czech Republic. Applied Geochemistry 26: 1205-1214.