Четкие закономерности в изменении химического состава почв, природных вод и сопутствующих изменений состояния живых организмов как свидетельства биогеохимической гетерогенности экосистемы легли в основу биогеохимического нормирования.
Районирование биогеохимических эндемий, проведенное В. В. Ковальским (1971) на основе принципов почвенно-географического и биогеохимического районирования, находится в полном соответствии с принципами выделения почвенных зон В. В. Докучаевым (1980—1900), почвенных провинций Л. И. Прасоловым (1939), климатических зон Л. С. Бергом (1958), геохимических провинций А. Е. Ферсманом (1931), биогеохимических провинций А. П. Виноградовым (1938).
На территории нашей страны В. В. Ковальским (1971) выделены крупные регионы биосферы, именуемые таксонами, а именно три равнинных региона (таежно-лесной нечерноземный; лесостепной и степной черноземный; сухостепной, полупустынный и пустынный); четвертую группу составили все горные территории. В пределах этих таксонов обособлены (Ковальский, 1982) субрегионы биосферы как таксоны 2-го порядка. Биогеохимические провинции (таксоны 3-го порядка) выделены на основе обеспеченности живых организмов макро — и микроэлементами, присутствующими во всех средах их обитания.
В выделенных биогеохимических провинциях самой природой созданы условия избытка или недостатка отдельных химических элементов естественного происхождения. Результаты наблюдений в этих провинциях за состоянием живых организмов, в том числе и за здоровьем людей, позволили установить связь их с содержанием элементов в природных средах. Каждому биогеохимическому таксону (ландшафту, экотопу) соответствует четкая взаимосвязь и взаимообусловленность пищевых цепей, которая складывалась длительное время. Она адаптирована к природным специфическим условиям, с которыми связаны процессы миграции и аккумуляции любых химических веществ. Подавляющая часть живых организмов реализовала все природные механизмы сопротивления внешнему воздействию, их состояние соответствует химическому составу окружающей среды. Тем не менее в эндемических районах часть людей или животных (5—20 % от общей численности) оказываются пораженными, и доля их тем больше, чем больше отклоняется от оптимального содержание химических элементов в природных средах.
Выявлена зависимость состояния живых организмов от недостатка или избытка ряда элементов в природных средах. Например, связь хлороза многих видов растений и количества Cu, Zn, Mn, B в почве; суховершинности деревьев и содержания Cu в почве; распространения флюороза и других костных заболеваний людей и содержания F в почве и водах; эндемических энтеритов и количества B в природных средах; заболеваний эндемическим зобом и йодом; особыми формами рахита — и Sr, распространением кожных заболеваний и Ni.
Состояние живых организмов в зоне биогеохимических провинций служит индикатором содержания химических элементов в окружающей среде. Качественная характеристика концентраций химических элементов в природных средах была проведена по проявлению эндемических заболеваний животных, растений, человека. Определены те концентрации химических элементов в почвах, водах, растениях, выше и ниже которых нарушаются обменные процессы в живых организмах.
На основе биогеохимического районирования В. В. Ковальским установлены пороговые концентрации ряда химических элементов в почвах.
Предложенные пороговые концентрации В. В. Ковальского были первым опытом биогеохимического нормирования содержания химических элементов в почвах, которое активно использовалось для выявления дефицита химических элементов и исправление его. В условиях роста техногенной нагрузки на экосистему, которая привела к опасному загрязнению окружающей среды, эти данные послужили основанием для выявления нарушенных экосистем.
Пороговые концентрации химических элементов в кормах, предложенные В. В. Ковальским (1991) на основе биогеохимических исследований, находятся в полном соответствии с временными МДУ (максимальными допустимыми уровнями содержания) этих элементов в кормах для сельскохозяйственных животных.