Почва как среда обитания, ее особенности. Общая характеристика почвенной среды
Почва как среда обитания. Почва обеспечивает био- геохимическую среду для человека, животных и растений. В ней идет накопление атмосферных осадков, концентрируются элементы питания растений, она является фильтром и обеспечивает чистоту подземных вод.
В.В. Докучаев, родоначальник научного почвоведения, внес значительный вклад в изучение почв и процессов почвообразования, создал классификацию русских почв и дал описание русского чернозема. Представленная В.В. Докучаевым во Франции первая почвенная коллекция имела огромный успех. Он, являясь также автором картографии русских почв, дал окончательное определение понятию «почва» и назвал ее образующие факторы. В.В. Докучаев писал, что почва - это верхний слой земной коры, обладающий плодородием и образовавшийся под действием физических, химических и биологических факторов.
Толщина почвы колеблется от нескольких сантиметров до 2,5 м. Несмотря на незначительную толщину, эта оболочка Земли играет важнейшую роль в распространении различных форм жизни.
Почва состоит из твердых частиц, окруженных смесью газов и водными растворами. Химический состав минеральной части почвы определяется ее происхождением. В песчаных почвах преобладают соединения кремния (Si0 2), в известковых - соединения кальция (СаО), в глинистых - соединения алюминия (А1 2 0 3).
В почве сглажены температурные колебания. Осадки задерживаются почвой, благодаря чему поддерживается особый режим влажности. В почве сконцентрированы запасы органических и минеральных веществ, поставляемые отмирающими растениями и животными.
Обитатели почвы. Здесь создаются условия, благоприятные для жизни макро- и микроорганизмов.
Во-первых, здесь сосредоточены корневые системы наземных растений. Во-вторых, в 1 м 3 почвенного слоя находится 100 млрд, клеток простейших, коловраток, миллионы нематод, сотни тысяч клещей, тысячи членистоногих, десятки дождевых червей, моллюсков и прочих беспозвоночных; 1 см 3 почвы содержит десятки и сотни миллионов бактерий, микроскопических грибов, актино- мицетов и других микроорганизмов. В освещенных слоях почвы обитают сотни тысяч фотосинтезирующих клеток зеленых, желто-зеленых, диатомовых и сине-зеленых водорослей. Таким образом, почва чрезвычайно насыщена жизнью. Распределена она неодинаково в вертикальном направлении, поскольку имеет выраженное слоистое строение.
Различают несколько почвенных слоев, или горизонтов, из которых можно выделить три основных (рис. 5): гумусовый горизонт, горизонт вымывания и материнская порода.
Рис. 5.
В пределах каждого горизонта выделяются более дробные слои, сильно различающиеся в зависимости от климатических зон и состава растительности.
Влажность - важный и часто меняющийся показатель почвы. Он очень важен для земледелия. Вода в почве бывает парообразная и жидкая. Последняя делится на связанную и свободную (капиллярная, гравитационная).
В почве содержится много воздуха. Состав почвенного воздуха изменчив. С глубиной в нем сильно падает содержание кислорода и возрастает концентрация С0 2 . В связи с присутствием органических остатков в почвенном воздухе может быть высокая концентрация таких токсичных газов, как аммиак, сероводород, метан и др.
Для сельского хозяйства, кроме влажности и наличия в почве воздуха, необходимо знать и другие показатели почвы: кислотность, количество и видовой состав микроорганизмов (почвенная биота), структурный состав, а в последнее время и такой показатель, как токсичность (генотоксичность, фитотоксичность) почв.
Итак, в почве взаимодействуют следующие компоненты: 1) минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух; 2) детрит - отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных; 3) множество живых организмов.
Гумус - питательный компонент почвы, образуется при разложении растительных и животных организмов. Растения поглощают из почвы необходимые минеральные вещества, но после смерти растительных организмов все эти элементы вновь возвращаются в почву. Там почвенные организмы постепенно перерабатывают все органические остатки до минеральных компонентов, превращая их в доступную для всасывания корнями растений форму.
Таким образом, происходит постоянный круговорот веществ в почве. В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии.
Загрязнение почвы и эрозия. Но человек все больше нарушает это равновесие, происходят эрозия и загрязнение почв. Эрозия - это разрушение и смыв плодородного слоя ветром и водой из-за уничтожения лесов , многократной распашки без соблюдения правил агротехники и т.д.
В результате производственной деятельности человека происходит загрязнение почв излишними удобрениямии ядохимикатами, тяжелыми металлами (свинцом, ртутью), особенно вдоль автострад. Поэтому нельзя собирать ягоды, грибы, растущие вблизи дорог, а также лекарственные травы. Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем и другими металлами, их концентрации во много раз превышают предельно допустимые.
Много радиоактивных элементов в почвах районов АЭС, а также вблизи научно-исследовательских учреждений, где изучают и используют атомную энергию. Очень велики загрязнения фосфорорганичсскими и хлорорга- ническими токсичными веществами.
Одним из глобальных загрязнителей почвы являются кислотные дожди. В атмосфере, загрязненной диоксидами серы (S0 2) и азота, при взаимодействии с кислородом и влагой образуются аномально высокие концентрации серной и азотной кислот. Кислые осадки, выпадающие на почву, имеют pH 3-4, тогда как нормальный дождь имеет pH 6-7. Кислотные дожди вредны для растений. Они закисляют почву и нарушают тем самым происходящие в ней реакции, в том числе реакции самоочищения.
педосфера биокосное
микрофауны мезофауны макрофауны мегафауны Megascolecidae Megascolides australis может достигать в длину 3 м.
эдафических факторов среды (от греч. “эдафос” – основание, почва). В почве сосредоточены корневые системы наземных растений. Тип корневой системы зависит от гидротермического режима, аэрации, механического состава и структуры почвы. Например, берёза и лиственница, произрастающие в районах с многолетней мерзлотой, имеют приповерхностные корневые системы, которые распространяются в основном вширь. В тех же районах, где многолетней мерзлоты нет, корневые системы этих же растений проникают в почву на значительно большую глубину. Корни многих растений степей, могут доставать воду с глубины более 3 м, однако у них хорошо развита также и поверхностная корневая система, функция которой заключается в извлечении органических и минеральных веществ. В условиях переувлажнённой почвы с низким содержанием кислорода, например в бассейне крупнейшей по водности реки мира – Амазонки, формируются сообщества так называемых мангровых растений, у которых развиты специальные надземные дыхательные корни – пневматофоры.
ацидофильные Нейтрофильные Базифильные Индифферентные
олиготрофные эвтрофные мезотрофные
галофитов петрофитов псаммофитов .
Литература:
Вопросы для самопроверки:
Дата публикования: 2014-11-29; Прочитано: 488 | Нарушение авторского права страницы
Почва представляет собой рыхлый тонкий поверхностный слой суши, контактирующий с воздушной средой. Несмотря на незначительную толщину, эта оболочка Земли играет важнейшую роль в распространении жизни. Почва представляет собой не просто твердое тело, как большинство пород литосферы, а сложную трехфазную систему, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. Она пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами, и в связи с этим в ней складываются чрезвычайно разнообразные условия, благоприятные для жизни множества микро– и макроорганизмов. В почве сглажены температурные колебания по сравнению с приземным слоем воздуха, а наличие грунтовых вод и проникновение осадков создают запасы влаги и обеспечивают режим влажности, промежуточный между водной и наземной средой. В почве концентрируются запасы органических и минеральных веществ, поставляемых отмирающей растительностью и трупами животных. Все это определяет большую насыщенность почвы жизнью.
Главная особенность почвенной среды – постоянное поступление органического вещества в основном за счёт отмирающих растений и опадающей листвы . Это ценный источник энергии для бактерий, грибов и многих животных, в связи с этим почва – самая насыщенная жизнью среда.
Для мелких почвенных животных, которых объединяют под названием микрофауна (простейшие, коловратки, тихоходки, нематоды и др.), почва — ϶ᴛᴏ система микроводоемов. По существу, это водные организмы. Οʜᴎ живут в почвенных порах, заполненных гравитационной или капиллярной водой, а часть жизни могут, как и микроорганизмы, находиться в адсорбированном состоянии на поверхности частиц в тонких прослойках пленочной влаги. Многие из этих видов обитают и в обычных водоемах. В то время как пресноводные амебы имеют размеры 50‑100 мкм, почвенные – всего 10–15. Особенно мелки представители жгутиковых, нередко всего 2–5 мкм. Почвенные инфузории также имеют карликовые размеры и к тому же могут сильно менять форму тела.
Для дышащих воздухом несколько более крупных животных почва предстает как система мелких пещер.
Таких животных объединяют под названием мезофауна . Размеры представителей мезофауны почв – от десятых долей до 2–3 мм. К этой группе относятся в основном членистоногие: многочисленные группы клещей, первичнобескрылые насекомые У них нет специальных приспособлений к рытью.
Οʜᴎ ползают по стенкам почвенных полостей при помощи конечностей или червеобразно извиваясь.
Мегафауна почв — ϶ᴛᴏ крупные землерои, в основном из числа млекопитающих. Ряд видов проводит в почве всю жизнь (слепыши, кроты).
Особое место среди природных сред обитания микроорганизмов занимает почва. Это чрезвычайно гетерогенный (разнородный) по структуре субстрат, имеющий микромозаичное строение. Почва представляет собой совокупность множества очень мелких (от долей миллиметра до 3-5 мм)… [читать подробнее].
Наземно-воздушная среда обитания Наземно&… [читать подробнее].
Свойства почвы, как экологического фактора (эдафические факторы). Почва представляет собой совокупность высокодисперсных частиц, благодаря чему атмосферные осадки проникают в её глубину и удерживаются там в капиллярных системах. Сами частицы удерживают на поверхности… [читать подробнее].
Земля — единственная из планет имеет почву (эдасфера, педосфера)– особенную, верхнюю оболочку суши. Эта оболочка сформировалась в исторически обозримое время – она ровесница сухопутной жизни на планете. Впервые на вопрос о происхождении почвы ответил М.В. Ломоносов ("О… [читать подробнее].
Почва - это поверхностный слой литосферы, твердой оболочки Земли, контактирующий с воздушной средой. Почва - плотная среда, состоящая из отдельных твердых частиц разной величины. Твердые частицы окружены тон-кой пленкой воздуха и воды. Поэтому почву рассматривают как… [читать подробнее].
Водная среда обитания. Водная среда обитания по своим условиям значительно отличается от наземно-воздушной. Вода характеризуется высокой плотностью, меньшим содержанием кислорода, значительными перепадами давления, температурным режи-мом, солевым составом, газовым… [читать подробнее].
Природоведение 5 класс
«Обитатели материков» — Африка уникальная своей сказочной богатой природой. Поэтому отправимся в какую-нибудь другую страну, например, в Китай. В стволе толщиной до 10 м баобаб запасает воду (до 120 тонн). Лилия Виктория Регия самая большая из всех водяных лилий. Самые знаменитые животные Антарктиды – пингвины. Австралия — единственная в мире страна, занимающая территорию всего материка. Большая панда живет только в Китае.
«Вселенная 5 класс природоведение» — Вселенная. Многообразие галактик.». Галактика (от греческого слова «галактикос» — млечный, молочный.). За год свет преодолевает 10 триллионов километров. Галактика 205. Карликовая галактика. Скорость Нашей Галактики – 1 млн 500 тыс. км в час. Внимание, на горизонте корабля «Буран» «хвостатое чудовище». Галактика Мышки. Один оборот Солнечной системы вокруг Галактики – 200 млн лет. Спиральная галактика М51. Командиры кораблей должны выйти в космическое пространство и устранить поломки. Созвездия.
«Горные породы по природоведению» — Систематизируем полученные сведения. Как классифицируют горные породы?
Горные породы, минералы, полезные ископаемые. Магматические. Яшма. Гранит. Глина. Плотные и рыхлые. Песчаник. Определение горных пород. Что называют минералами? Мрамор. Горные породы. Гнейс. Природоведение 5 класс. Известняк. Что называют полезными ископаемыми? Метаморфические.
«Три среды обитания природоведение» — Характеристика водной среды обитания. Характеристика наземно-воздушной среды. Наземно-воздушная; Воздушная; Почвенная. Факторы живой природы; Факторы неживой природы; Влияние человека. Цель урока: Экологические факторы. Среды обитания. Обитатели водной среды. Обитатели почвенной среды. Крот, слепыш, Землеройка, Бактерии, Черви, Насекомые.
«Строение организмов 5 класс» — 5 класс. Эпителиальные. Соединительные. Срез листа. К одноклеточным организмам относятся бактерии, грибы, простейшие организмы. У одноклеточных организмов тело состоит из одной клетки. Человека. Многоклеточные организмы. Многообразие живых организмов. ТКАНЬ – группа клеток, сходных по строению и выполняемым функциям. Строение организмов. Урок природоведения. К многоклеточным организмам относятся растения, животные, грибы. Покровные и проводящие. Вирусы.
«Растения из семян» — Вкусно! Рассмеялась Татьяна Григорьевна. План работы: Почему-то выдали семена. Томаты. В кладовой еда лежит. C чего начнем? Красиво! В малой хатке-спаленке Спит ребенок маленький. Посеем семена астр и томатов в грунт. Проект по природоведению учащихся 5 класса. 2. Будем вести наблюдение за развитием растений из семян.
Всего в теме «Природоведение 5 класс» 92 презентации
5klass.net> Природоведение 5 класс> Три среды обитания природоведение> Слайд 11
Почва - уникальная среда обитания для почвенной фауны.
Эта среда характеризуется отсутствием резких колебаний температуры и влажности, разнообразием органических веществ, использующихся в качестве источника питания, содержит поры и полости разных размеров, в ней постоянно есть влага.
Большое влияние на процессы почвообразования оказывают многочисленные представители почвенной фауны - беспозвоночные, позвоночные и простейшие, населяющие различные горизонты почвы и живущие на ее поверхности. Почвенные животные, с одной стороны, приспосабливаются к почвенной среде, видоизменяют свою форму, строение, характер функционирования, а, с другой - активно воздействуют на почву, изменяя структуру порового пространства и перераспределяя по глубине органо-минеральные вещества в профиле. В почвенном биоценозе формируются сложные устойчивые пищевые цепи. Большинство почвенных животных питаются растениями и растительными остатками, остальные - хищники. Каждому типу почв свойственны свои особенности биоценоза: его структура, биомасса, распределение в профиле и параметры функционирования.
По размерам особей представители почвенной фауны делятся на четыре группы:
- микрофауна - организмы менее 0,2 мм (главным образом, простейшие, нематоды, ризоподы, эхинококки, живущие во влажной почвенной среде);
- мезофауна - животные размером от 0,2 до 4 мм (микроартроподы, мельчайшие насекомые и специфические черви, приспособленные к жизни в почве, имеющей достаточно влажный воздух);
- макрофауна - животные размером 4-80 мм (земляные черви, моллюски, насекомые - муравьи, термиты и др.);
- мегафауна - животные более 80 мм (крупные насекомые, скорпионы, кроты, змеи, мелкие и крупные грызуны, лисы, барсуки и другие животные, роющие в почвах ходы и норы).
По степени связи с почвой выделяют три группы животных: геобионты, геофилы и геоксены. Геобионтами называются животные, весь цикл развития которых протекает в почве (дождевые черви, ногохвостки, многоножки).
Геофилы - обитатели почвы, часть цикла развития которых обязательно проходит в почве (большинство насекомых). Среди них различают виды, в личиночной стадии обитающие в почве, а во взрослом состоянии оставляющие ее (хрущи, щелкуны, комары-долгоножки и др.), и обязательно Ходящие в почву для окукливания (колорадский жук и др.).
Геоксены - животные, более или менее случайно уходящие в почву как временное убежище (земляные блошки, вредная черепашка и др.).
Для организмов разных размеров почвы предоставляют различные типы среды. Микроскопические объекты (простейшие, коловратки) в почве остаются обитателями водной среды. Во влажные периоды они плавают в порах, заполненных водой, как в водоеме. Физиологически они являются водными организмами. Основные особенности почвы как среды обитания для таких организмов -- преобладание влажных периодов, динамика влажности и температуры, солевой режим, размеры полостей и пор.
Для более крупных (не микроскопических, но мелких) организмов (клещи, ногохвостки, жуки) среда обитания в почве - совокупность ходов и полостей. Их обитание в почве сравнимо с обитанием в насыщенной влагой пещере. Значение имеют развитая порозность, достаточный уровень влажности и температуры, содержание в почве органического углерода. Для почвенных животных большого размера (дождевых червей, многоножек, личинок жуков) средой обитания служит вся почва. Для них важна плотность сложения всего профиля. Форма животных отражает адаптацию к передвижению в рыхлой или плотной почве.
Среди почвенных животных абсолютно преобладают беспозвоночные. Их суммарная биомасса в 1000 раз больше общей биомассы позвоночных. По подсчетам специалистов, биомасса беспозвоночных животных в разных природных зонах изменяется в широком диапазоне: от 10-70 кг/га в тундре и пустыне до 200 в почвах хвойных лесов и 250 в почвах степи. Широко распространены в почве дождевые черви, многоножки, личинки двукрылых и жуков, взрослые жуки, моллюски, муравьи, термиты. Их число на, 1 м2 лесной почвы может достигать нескольких тысяч.
Функции беспозвоночных и позвоночных животных в почвообразовании важны и разнообразны:
- разрушение и измельчение органических остатков (увеличивая в сотни и тысячи раз их поверхность, животные делают их доступными для дальнейшего разрушения грибами и бактериями), поедание органических остатков на поверхности почвы и внутри ее.
- накопление в телах элементов питания и, главным образом, синтез азотсодержащих соединений белкового характера (после завершения жизненного цикла животного наступает распад тканей и возврат в почву накопленных в его теле веществ и энергии);
- перемещение масс грунта и почвы, формирование своеобразного микро- и нанорельефа;
- образование зоогенной структуры и порового пространства.
Примером необычайно интенсивного воздействия на почву служит работа дождевых червей. На площади 1 га черви ежегодно пропускают через свой кишечник в разных почвенно-климатических зонах от 50 до 600 т мелкозема почвы. Вместе с минеральной массой при этом поглощается и перерабатывается огромное количество органических остатков. В среднем в течение года черви производят экскрементов (копролитов) около 25 т/га.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Вконтакте
Одноклассники
Почва как среда жизни
Почва представляет собой тонкий слой поверхности суши, переработанный деятельностью живых существ. Твердые частицы пронизаны в почве порами и полостями, заполненными частично водой, а частично воздухом, поэтому почву способны населять и мелкие водные организмы. Объем мелких полостей в почве – очень важная ее характеристика. В рыхлых почвах он может составлять до 70%, а в плотной – около 20% (рис. 4). В этих порах и полостях или на поверхности твердых частиц обитает
Рис. 4. Структура почвы
огромное множество микроскопических существ: бактерий, грибов, простейших, круглых червей, членистоногих (рис. 5 – 7). Более крупные животные прокладывают в почве ходы сами. Вся почва пронизана корнями растений. Глубина почвы определяется глубиной проникновения корней и деятельностью роющих животных. Она составляет не более 1,5–2 м.
Воздух в почвенных полостях всегда насыщен водяными парами, а состав его обогащен углекислым газом и обеднен кислородом. С другой стороны, соотношение воды и воздуха в почвах постоянно меняется в зависимости от погодных условий. Температурные колебания очень резки у поверхности, но быстро сглаживаются с глубиной.
Главная особенность почвенной среды – постоянное поступление органического вещества в основном за счет отмирающих корней растений и опадающей листвы. Это ценный источник энергии для бактерий, грибов и многих животных, поэтому почва – самая насыщенная жизнью среда. Ее скрытый от глаз мир очень богат и разнообразен.
М. С. Гиляров
(1912 – 1985)
Крупный советский зоолог, эколог, академик
Основоположник широких исследований мира почвенных животных
Предыдущая12345678910111213141516Следующая
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
Почва представляет собой относительно тонкий рыхлый поверхностный слой суши, находящийся в постоянном контакте и взаимодействии с атмосферой и гидросферой. Почва, или педосфера , представляет собой глобальную оболочку суши. Самым важным свойством почвы, которое отличает её от грунта, является плодородие, т.е. способность во многом обеспечивать рост и развитие растений, и выработку ими первичного органического вещества, необходимого для существования любого биоценоза. Почва, в отличие от литосферы, представляет собой не просто совокупность минералов и горных пород, а является сложной трёхфазной системой, в которой твёрдые минеральные частицы окружены водой и воздухом. Она содержит множество полостей и капилляров, заполненных почвенными растворами, и поэтому в ней создаются самые разнообразные условия для жизни организмов. В почве содержится основной запас органических питательных веществ, что также способствует распространению в ней жизни. Количество почвенных обитателей огромно. На 1 м2 богатой органикой почвы в слое глубиной 25 см могут обитать до 100 млрд. особей простейших и бактерий, миллионы мельчайших червей коловраток и нематод, тысячи мелких членистоногих, сотни дождевых червей, грибов. Кроме того, в почве обитают многие виды мелких млекопитающих. В освещённых поверхностных слоях в каждом грамме почвы обитают сотни тысяч фотосинтезирующих мельчайших растений – водорослей, среди которых зелёные, сине-зелёные, диатомовые и др. Таким образом, живые организмы являются столь же характерным компонентом почвы, как и её минеральные составляющие. Именно поэтому известнейший отечественный учёный геохимик В.И. Вернадский, основатель современной концепции о биосфере Земли, ещё в 20-х гг. ХХ века обосновал выделение почвы в особое биокосное природное тело, подчёркивая тем самым насыщенность её жизнью. Почва возникла на определённом этапе эволюции биосферы Земли и является её продуктом. Деятельность почвенных организмов направлена в основном на разложение грубого мертвого органического вещества. В результате сложных физико-химических процессов происходящих при непосредственном участии обитателей почвы, образуются органо-минеральные соединения, которые уже доступны для непосредственного усвоения корнями растений и необходимы для синтеза органического вещества, для образования новой жизни. Поэтому роль почвы чрезвычайно велика.
В почве значительно сглажены колебания температуры по сравнению с поверхностным слоем воздуха. Однако на её поверхности изменчивость температуры может быть выражена даже более резко, чем в приземном слое воздуха, так как воздух нагревается и охлаждается именно от поверхности почвы. Однако с каждым сантиметром вглубь, суточные и сезонные температурные изменения становятся всё менее выраженными и на глубине более 1 м обычно не регистрируются.
Наличие грунтовых вод и проникновение воды при выпадении дождевых осадков, на фоне значительной влагоёмкости, свойственной для большинства типов почв, способствует поддержанию устойчивого влажностного режима. Влага в почве присутствует в различных состояниях: она может прочно удерживаться на поверхности минеральных частиц (гигроскопическая и плёночная), занимать мелкие поры и медленно перемещаться по ним в различных направлениях (капиллярная), заполнять более крупные полости и просачиваться вниз под действием силы тяжести (гравитационная), а также содержаться в почве в виде пара. Содержание влаги в почве зависит от её структуры и времени года. Если содержание гравитационной влаги велико, то режим почвы напоминает режим непроточного мелководного водоёма. В сухой почве присутствует только капиллярная влага и условия приближаются к наземным. Однако даже в самых сухих почвах, воздух всегда имеет более высокую влажность, чем на поверхности, что положительно сказывается на жизни почвенных организмов.
Состав почвенного воздуха подвержен изменчивости. По мере возрастания глубины, уменьшается содержание кислорода и возрастает концентрация углекислого газа, т.е. имеет место аналогичная тенденция, что и в водоёмах, в силу сходства процессов определяющих концентрации этих газов в каждой из сред. В связи с идущими в почве процессами разложения органических веществ, в глубинных слоях почвы может быть высока концентрация токсичных газов, таких как сероводород, аммиак и метан. При переувлажнении почвы, когда водой заполняются все её капилляры и полости, что, например, часто имеет место в тундре в конце весны, могут возникать условия дефицита кислорода и разложение органики приостанавливается.
Неоднородность свойств почвы приводит к тому, что для организмов различных размеров она может выступать в качестве различных сред обитания. Для очень мелких почвенных животных, которых объединяют в экологическую группу микрофауны (простейшие, коловратки, нематоды и др.) почва представляет собой систему микроводоёмов, так как они обитают преимущественно в капиллярах, заполненных водным раствором. Размеры таких организмов составляют всего 2 до 50 мкм. Более крупные дышащие воздухом организмы составляют группу мезофауны . К ней принадлежат в основном членистоногие (различные клещи, многоножки, первичнобескрылые насекомые – колемболы, двухвостки и др.) Для них почва – это совокупность мелких пещер. Они не имеют специальных органов, позволяющих самостоятельно проделывать отверстия в почве, и ползают по поверхности почвенных полостей при помощи конечностей или червеобразно извиваясь. Периоды затопления почвенных полостей водой, например при длительных атмосферных осадках, представители мезофауны переживают в пузырьках воздуха, который задерживается вокруг тела животных благодаря их несмачивающимся покровам, снабжённым ресничками и чешуйками. При этом пузырёк воздуха представляет собой для мелкого животного своеобразную »физическую жабру», потому что дыхание осуществляется за счёт кислорода поступающего в воздушное пространство из окружающей среды в процессе диффузии. Животные входящие в группу мезофауны имеют размеры от десятых долей до 2 – 3 мм. Почвенных животных с размерами тела от 2 до 20 мм, называют представителями экологической группы макрофауны . Это, прежде всего, личинки насекомых и дождевые черви. Почва для них является уже плотной средой, способной оказывать значительное механическое сопротивление в процессе движения. Они передвигаются в почве либо расширяя существующие скважины, раздвигая почвенные частицы, либо проделывая новые ходы. Газообмен большинства представителей этой группы происходит с помощью специализированных органов дыхания, а также дополняется газообменом через покровы тела. Активные роющие животные способны покидать те слои почвы, в которых создаются неблагоприятные для них условия обитания. Зимой и в сухие летние периоды они концентрируются в более глубоких слоях почвы, где температура в зимний период и влажность летом более высоки, чем на поверхности. К экологической группе мегафауны принадлежат животные преимущественно из числа млекопитающих. Некоторые из них в почве осуществляют весь свой жизненный цикл (кроты Евразии, златокроты Африки, сумчатые кроты Австралии и др.). Они способны проделывать в почве целые системы ходов и нор. Внешний вид и анатомическое строение этих животных отражают их адаптации к подземному образу жизни. У них недоразвиты глаза, компактная форма тела с короткой шеей, короткий густой мех, сильные конечности, приспособленные для копания. В состав мегафауны почвы входят также крупные малощетинковые черви – олигохеты, в особенности представители семейства Megascolecidae , обитающие в тропической зоне Южного полушария. Самый крупный из них – австралийский червь Megascolides australis может достигать в длину 3 м.
Кроме постоянных обитателей почвы, среди крупных животных можно выделить тех,
которые кормятся на поверхности, но размножаются, зимуют, отдыхают и спасаются от врагов в почвенных норах. Это сурки, суслики, тушканчики, кролики, барсуки и др.
Свойства почвы и рельефа местности оказывают значительное, а иногда и определяющее влияние на условия обитания наземных организмов, в первую очередь растений. Свойства земной поверхности, оказывающие экологическое воздействие на её обитателей, относят в особую группу эдафических факторов среды (от греч. “эдафос” – основание, почва). В почве сосредоточены корневые системы наземных растений.
Тип корневой системы зависит от гидротермического режима, аэрации, механического состава и структуры почвы. Например, берёза и лиственница, произрастающие в районах с многолетней мерзлотой, имеют приповерхностные корневые системы, которые распространяются в основном вширь. В тех же районах, где многолетней мерзлоты нет, корневые системы этих же растений проникают в почву на значительно большую глубину. Корни многих растений степей, могут доставать воду с глубины более 3 м, однако у них хорошо развита также и поверхностная корневая система, функция которой заключается в извлечении органических и минеральных веществ. В условиях переувлажнённой почвы с низким содержанием кислорода, например в бассейне крупнейшей по водности реки мира – Амазонки, формируются сообщества так называемых мангровых растений, у которых развиты специальные надземные дыхательные корни – пневматофоры.
Выделят несколько экологических групп растений в зависимости от их отношения к определённым свойствам почвы.
По отношению к кислотности почвы различают ацидофильные виды, адаптированные к произрастанию на кислых почвах с рН менее 6.5 ед. К таковым принадлежат растения влажных болотистых местообитаний. Нейтрофильные виды тяготеют к почвам, имеющим реакцию близкую к нейтральной с рН от 6.5 до 7.0 ед. Это большинство культурных растений умеренной климатической зоны. Базифильные растения произрастают в почвах имеющих щёлочную реакцию с рН более 7.0 ед. Например, к этой группе принадлежат лесная ветреница, мордовик). Индифферентные растения в состоянии произрастать на почвах с различными значениями рН (ландыш, овсяница овечья и др.).
В зависимости от требований к содержанию в почве органических и минеральных питательных веществ, различают олиготрофные растения, которым для нормального существования требуется малое количество питательных веществ (например, сосна обыкновенная, произрастающая на бедных песчаных почвах), эвтрофные растения, нуждающиеся в значительно более богатых почвах (дуб, бук, сныть обыкновенная и др.) и мезотрофные , требующие умеренного количества органоминеральных соединений (ель обыкновенная).
Кроме того, растения, произрастающие на почвах с высокой минерализацией выделяются в экологическую группу галофитов (растения полупустынь – солерос, кокпек и др.). Отдельные виды растений адаптированы к преимущественному произрастанию на каменистых почвах – их выделяют в экологическую группу петрофитов , а обитателей сыпучих песков относят к группе псаммофитов .
Физические особенности почвы как среды обитания, приводят к тому, что, не смотря на значительную неоднородность экологических условий, они является более стабильными те, которые свойственны для наземно-воздушной среды. Значительный
градиент температуры, влажности и содержания газов, проявляющийся с увеличением глубины почвы, даёт возможность мелким животным путём незначительных перемещений найти для себя подходящие условия обитания.
По ряду экологических особенностей почва является средой, промежуточной между водной и наземной. С водной средой почву сближают характер изменчивости её температурного режима, низкое содержание кислорода в почвенном воздухе, насыщенность его водяным паром, присутствие солёй и органических веществ в почвенных растворах, часто в высокой концентрации, возможность перемещаться
в трёх измерениях. С воздушной средой почву сближают наличие почвенного воздуха, низкое содержание влаги в случае интенсивного солнечного излучения и значительные колебания температуры в приповерхностном слое.
Промежуточный характер экологических свойств почвы как среды обитания, даёт основания предположить, что почва имела особое значение в эволюции органического мира. Для многих групп, в частности для членистоногих, почва, вероятно, являлась средой, через промежуточные адаптации к которой, стало возможным перейти к типично наземному образу жизни и в дальнейшем выработать эффективные адаптации к ещё более сложным природным условиям суши.
Литература:
Основная – Т.1 – с. 299 – 316; – с. 121 – 131; Дополнительная .
Вопросы для самопроверки:
1. В чём состоит основное отличие почвы от минеральной породы?
2. Почему почву называют биокосным телом?
3. Какова роль почвенных организмов в поддержании плодородия почвы?
4. Какие экологические факторы относят к группе эдафических?
5. Какие экологические группы почвенных животных вам известны?
6. Какие существуют экологические группы растений в зависимости от их отношения
к определённым свойствам почвы?
7. Какие свойства почвы сближают её с наземно-воздушной и водной средами обитания?
Дата публикования: 2014-11-29; Прочитано: 487 | Нарушение авторского права страницы
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.003 с)…
100 р бонус за первый заказ
Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line
Узнать цену
Почва – это тонкий слой поверхности суши, переработанный деятельностью живых организмов.
Разнообразие природных условий на Земле привело к формированию неоднородного почвенного покрова с определенной закономерностью смены типа почв по природным зонам и в связи с высотной зональностью. В любой точке местности почва также неоднородна и характеризуется дифференциацией филя на более или менее четко выраженные генетические горизонты. По дифференцированного почвенного профиля представлен на рис.1
Рис.1 Схема строения почвенного профиля: А1-гумусово-аккумулятивный горизонт; А2 – элювиальный горизонт; А2В – элювиально-иллювиальный горизонт; В – иллювиальный горизонт; С – материнская порода
На формирование определенного типа почвы и почвенного профиле влияют климат, материнские горные породы, которые ее подстилают, рельеф, характер водообменных процессов, тип природной растительности, характерной для данной климатической зоны, животные и микроорганизмы обитающие в почве.
Твёрдые частицы пронизаны в почве порами и полостями, заполненными частично воздухом, а частично – водой, поэтому почву могут населять и мелкие водные организмы. Объём мелких полостей в рыхлой почве может составлять до 70%, а в плотной почве – около 20%. В этих порах и полостях обитают микроскопические организмы – бактерии, грибы, простейшие, круглые черви, членистоногие. Более крупные животные сами прокладывают ходы в почве.
Глубина почвы составляет не более 1,5-2 м. Воздух в полостях почвы обогащён углекислым газом и обеднён кислородом. Этим условия жизни в почве напоминают водную среду, но соотношение воды и воздуха в почве постоянно меняется и зависит от погодных условий.
Температурные колебания в почве резкие на поверхности, но быстро сглаживаются с глубиной.
Главная особенность почвенной среды – постоянное поступление органического вещества , в основном, за счёт отмирающих растений и опадающей листвы. Это ценный источник энергии для живущих в ней организмов, поэтому почва – самая насыщенная среда жизни.
Почва – важнейшее звено круговорота веществ . Именно в ней начинается биологический круговорот и здесь же замыкается.
Почвы выступают как мощнейший фильтр для очистки вод, обладают высокой способностью связывать химические элементы благодаря поглотительной способности.
Важнейшим свойством почвы является плодородие , т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы.
Состав почвы: твердые частицы, жидкость (вода), газы (воздух, О, СО), растения, животные, микроорганизмы, гумус.
Толщина почвы; 0,5м - тундра, горы; 1,5м - на равнинах.
1 см почвы образуется примерно за 100 лет.
Типы почв:
1. Арктические и тундровые (гумус до 1 -3 %)
2. Подзолистые (хвойные леса, гумус до 4-5 %).
3. Черноземы (степь, гумус до 10 %).
4. Каштановые (в сухих степях, гумус до 4%).
5. Серо-бурые (пустыни субтропические пояса, гумус 1-1,5%).
6. Красноземы (влажный субтропический лес, гумус до 6 %).
Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков, которое накапливается в верхнем слое почвы. Главный источник питания растений. В гумусе также накапливаются микроэлементы. В процессе эксплуатации почв количество гумуса уменьшается, поэтому необходимо вносить различные удобрения.
Физические свойства:
1. Механический состав - содержание частиц различного диаметра.
2. Плотность.
3. Теплоемкость, теплопроводность.
4. Влагоемкость, влагопроницаемость (у песка выше влагопроницаемость, у глины - влагоёмкость).
5. Аэрация - способность насыщения почвы воздухом (рыхление почвы).
Химические свойства:
1. Химический состав:
2. Кислотность
Влияние кислотности на растения:
Обитают на кислых почвах (рН < 6,7) карликовая береза, хвощ, некоторые мхи
Нейтральные (рН 6,7 - 7,0) большинство культурных растений
На щелочных почвах (рН > 7,0) степные и пустынные растения (лебеда, полынь)
Могут расти на любой почве (ландыш, вьюн, земляника лесная)
Почвенная среда обитания.
|
Характеристика |
Адаптации организма к среде |
|
|
Почвенная |
Создана живыми организмами. Осваивалась живые организмы. Неоднородная в пространстве. |
Тело имеет слизистые некоторых копательный аппарат, развитая мускулатура. Для многих характерны микроскопические или мелкие размеры. |
С воздействиями человека на почвы связано разрушение естественных ландшафтов, обеднение видового разнообразия, снижение устойчивости, продуктивности и биомассы экосистем.
Поддержание и повышение плодородия требует большого вложения энергии в виде удобрений, обработки почвы, борьбы с сорняками и вредителями.
Обычно выделяют 4 главные причины порчи и уничтожения земель. К ним относят эрозию, отрицательные последствия орошения, истощение и отчуждение почв.
Под эрозией почв понимают их разрушение в результате воздействия воды или ветра. За последние 50 лет эрозионный снос в океан возрос примерно в 8 раз. Вместе с почвой при этом выносится столько питательных веществ, которое в 1,5-2 раза превышает вносимые с удобрениями. Эрозия начинается прежде всего там, где уничтожается естественный растительный покров, имеющий две функции:
1) растения корнями скрепляют почву
2) резко снижает интенсивность и силу водных и воздушных потоков.
Эрозия бывает водной и ветровой.
Ветровая эрозия сильнее всего проявляется на лёгких почвах. Эрозию усиливают сухость почвы и бедность гумусом. Ветровая эрозия чаще всего наблюдается в степях, полупустынях и пустынях.
Водная эрозия проявляется повсеместно, но сильнее всего в тех районах, где выпадает значительное количество осадков на фоне больших открытых пространств с интенсивной обработкой почв, то есть в лесной, лесостепной и степной зонах.
К мерам борьбы с эрозией относят:
1) снижение нагрузки на экосистемы;
2) соблюдение норм выпаса скота на пастбищах;
3) соблюдение рекреационных нагрузок;
4) защита пахотных земель (правильная вспашка, создание полезащитных полос, внесение удобрений).
Проблемы орошаемого земледелия. Площадь орошаемых земель в мире составляет около 250 млн. га. Кроме водной эрозии, поливные почвы подвергаются засолению . Дело в том, что на поля подаётся воды больше, чем нужно. Эта влага проникает до грунтовых вод и повышает их уровень. Грунтовые воды начинают интенсивно испаряться, а растворённые в них соли накапливаются на поверхности. Эти почвы непригодны для земледелия, поэтому поливы должны быть умеренными.
Истощение земель. Причинами истощения являются: вынос питательных веществ с урожаем, потери гумуса, ухудшение водного режима и т.д. Результаты истощения почв – потеря плодородия и опустынивание. Истощение почв связано прежде всего с потерями гумуса. За последние 70 лет его содержание уменьшилось с 3,5-4% до 2-3%. Наибольшие потери гумуса наблюдаются на чернозёмах.
Отчуждение земель – это изъятие и использование их для различных целей, не связанных с получением растительной продукции, чаще всего для строительства городов, дорог, аэродромов, складирования отходов, добычи ископаемых и т.д.
Использование удобрений и пестицидов.
Неправильное и нерациональное использование минеральных удобрений ведёт к повышению кислотности почвы, изменению видового состава почвенных организмов.
Пестициды – группа веществ, которые используются для уничтожения или снижения численности нежелательных для человека организмов. Для уничтожения растений используются гербициды , насекомых – инсектициды, грибов – фунгициды. Вредность пестицидов зависит от их ядовитости, продолжительности жизни, способности трансформироваться в среде.
Почва представляет собой рыхлый тонкий поверхностный слой суши, контактирующий с воздушной средой. Важнейшее ее свойство - плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Почва представляет собой не просто твердое тело, а сложную трехфазную систему, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. Она пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами, и поэтому в ней складываются чрезвычайно разнообразные условия, благоприятные для жизни множества микро- и макроорганизмов. В почве сглажены температурные колебания по сравнению с приземным слоем воздуха, а наличие грунтовых вод и проникновение осадков создают запасы влаги и обеспечивают промежуточный между водной и наземной средой режим влажности. В почве концентрируются запасы органических и минеральных веществ, поставляемых отмирающей растительностью и трупами животных (рис. 1.3).
Рис. 1.3.
Почва неоднородна по своей структуре и физико-химическим свойствам. Неоднородность условий в почве резче всего проявляется в вертикальном направлении. С глубиной резко меняется ряд важнейших экологических факторов, влияющих на жизнь обитателей почвы. Прежде всего это относится к структуре почвы. В ней выделяют три основных горизонта, различающихся по морфологическим и химическим свойствам (рис. 1.4): 1) верхний перегнойно-аккумулятивный горизонт А, в котором накапливается и преобразуется органическое вещество и из которого промывными водами часть соединений выносится вниз; 2) горизонт вмывания, или иллювиальный В, где оседают и преобразуются вымытые сверху вещества, и 3) материнскую породу, или горизонт С, материал которой преобразуется в почву.
Колебания температуры резки только на поверхности почвы. Здесь они могут быть даже сильнее, чем в приземном слое воздуха. Однако с каждым сантиметром вглубь суточные и сезонные температурные изменения становятся все меньше и на глубине 1-1,5 м практически уже не прослеживаются.
Рис. 1.4.
Все эти особенности приводят к тому, что, несмотря на большую неоднородность экологических условий в почве, она выступает как достаточно стабильная среда, особенно для подвижных организмов. Все это определяет большую насыщенность почвы жизнью.
В почве сосредоточены корневые системы наземных растений. Чтобы растения могли выжить, почва как среда обитания должна удовлетворять их потребность в минеральных элементах питания, в воде и кислороде, при этом важны значения pH (относительная кислотность и соленость (концентрация солей).
1. Минеральные элементы питания и способность почвы их удерживать. Для питания растений необходимы такие минеральные питательные компоненты {биогены), как нитраты {N0 3), фосфаты (Р0 3 4),
калий (К +) и кальций (Са 2+ ). За исключением соединений азота, которые образуются из атмосферного N 2 при круговороте этого элемента, все минеральные биогены изначально входят в химический состав горных пород наряду с «непитательными» элементами, такими как кремний, алюминий и кислород. Однако эти биогены недоступны растениям, пока они закреплены в структуре пород. Чтобы ионы биогенов перешли в менее связанное состояние или в водный раствор, порода должна быть разрушена. Порода, которую называют материнской, разрушается в процессе естественного выветривания. Когда ионы биогенов высвобождаются, они становятся доступными растениям. Будучи исходным источником биогенов, выветривание все же слишком медленный процесс, чтобы обеспечить нормальное развитие растений. В естественных экосистемах основной источник биогенов - разлагающиеся детрит и метаболические отходы животных, т.е. круговорот биогенов.
В агроэкосистемах происходит неизбежное удаление биогенов с собранным урожаем, так как они входят в состав растительного материала. Их запас регулярно пополняют, внося удобрения.
- 2. Вода и водоудерживающая способность. Влага в почве присутствует в различных состояниях:
- 1) связанная (гигроскопическая и пленочная) прочно удерживается поверхностью почвенных частиц;
- 2) капиллярная занимает мелкие поры и может передвигаться по ним в различных направлениях;
- 3) гравитационная заполняет более крупные пустоты и медленно просачивается вниз под влиянием силы тяжести;
- 4) парообразная содержится в почвенном воздухе.
Если слишком много гравитационной влаги, то режим почвы близок к режиму водоемов. В сухой почве остается только связанная вода и условия приближаются к наземным. Однако даже в наиболее сухих почвах воздух влажнее наземного, поэтому обитатели почвы значительно менее подвержены угрозе высыхания, чем на поверхности.
В листьях растений существуют тонкие поры, через которые происходит поглощение углекислого газа (С0 2) и выделение кислорода (0 2) в процессе фотосинтеза. Однако они же пропускают пары воды из влажных клеток, находящихся внутри листа, наружу. Чтобы компенсировать эти потери водяных паров листьями, называемые транспирацией, необходимо по меньшей мере 99% всей поглощаемой растением воды; на фотосинтез расходуется менее 1%. Если воды недостаточно для восполнения потерь на транспирацию, растение вянет.
Очевидно, что если дождевая вода стекает по поверхности грунта, а не впитывается, пользы от нее не будет. Поэтому весьма важна инфильтрация, т.е. впитывание воды с поверхности почвы. Так как корни большинства растений в нее не очень глубоко проникают, вода, которая просачивается глубже, чем на несколько сантиметров (а для мелких растений - на гораздо меньшую глубину), становится недоступной. Следовательно, в период между дождями растения зависят от запаса воды, удерживаемого поверхностным слоем почвы, как губкой. Величина этого запаса называется водоудерживающей способностью почвы. Даже при редких осадках почвы с хорошей водоудерживающей способностью могут запасти достаточно влаги для поддержания жизни растений на протяжении довольно длительного сухого периода.
Наконец, запас воды в почве сокращается не только в результате его использования растениями, но и за счет испарения с поверхности почвы.
Итак, идеальной будет почва с хорошей инфильтрацией и водоудерживающей способностью и покровом, снижающим потери воды от испарения.
3. Кислород и аэрация. Чтобы расти и поглощать биогенные элементы, корням необходима энергия, генерируемая при окислении глюкозы в процессе клеточного дыхания. При этом потребляется кислород и в качестве отхода образуется углекислый газ. Следовательно, обеспечение диффузии (пассивного движения) кислорода из атмосферы в почву и обратное перемещение углекислого газа - еще одна важная черта почвенной среды. Его называют аэрацией. Обычно аэрацию затрудняют два обстоятельства, приводящих к замедлению роста или гибели растений: уплотнение почвы и насыщение ее водой. Уплотнением называют сближение между собой почвенных частиц, при котором воздушное пространство между ними становится слишком ограниченным, чтобы происходила диффузия. Водонасыщение - результат переувлажнения.
Потери воды растением при транспирации должны компенсироваться запасами капиллярной воды в почве. Этот запас зависит не только от обилия и частоты осадков, но и от способности почвы впитывать и удерживать воду, а также от прямого испарения с ее поверхности когда все пространство между частицами почвы заполняется водой. Это можно назвать «затоплением» растений.
Дыхание корней растений - это поглощение ими кислорода из окружающей среды и выделение в нее углекислого газа. В свою очередь, эти газы должны иметь возможность диффундировать между частицами почвы
- 4. Относительная кислотность (pH). Большинству растений и животных требуется близкое к нейтральному значение pH = 7,0; в большинстве естественных сред обитания такие условия соблюдаются.
- 5. Соль и осмотическое давление. Для нормальной жизнедеятельности клетки живого организма должны содержать определенное количество воды, т.е. требуют водного баланса. Однако сами они не способны активно закачивать или выкачивать воду. Их водный баланс регулируется отношением - концентрацией солей с внешней и внутренней сторон от клеточной мембраны. Молекулы воды притягиваются ионами соли. Клеточная мембрана препятствует прохождению ионов, а вода быстро движется сквозь нее в направлении большей их концентрации. Это явление называется осмосом.
Клетки контролируют свой водный баланс, регулируя внутреннюю концентрацию соли, а вода поступает внутрь и наружу под действием осмоса. Если концентрация соли вне клетки слишком высока, вода поглощаться не может. Более того, под действием осмоса она будет оттягиваться из клетки, что приведет к обезвоживанию и гибели растения. Сильно засоленные почвы практически представляют собой безжизненные пустыни.
Обитатели почвы. Неоднородность почвы приводит к тому, что для организмов разных размеров она выступает как разная среда.
Для мелких почвенных животных, которых объединяют под названием микрофауна (простейшие, коловратки, тихоходки, нематоды и др.), почва - это система микроводоемов. По существу, это водные организмы. Они живут в почвенных порах, заполненных гравитационной или капиллярной водой, а часть жизни могут, как и микроорганизмы, находиться в адсорбированном состоянии на поверхности частиц в тонких прослойках пленочной влаги. Многие из этих видов обитают и в обычных водоемах. Однако почвенные формы намного мельче пресноводных, и, кроме того, попадая в неблагоприятные условия среды, они выделяют на поверхности своего тела плотную оболочку - цисту (лат. cista - ящик), защищающую их от высыхания, воздействия вредных веществ и т.д. При этом физиологические процессы замедляются, животные становятся неподвижными, принимают округлую форму, перестают питаться, и организм впадает в состояние скрытой жизни (инцистированное состояние). Если инцистированная особь вновь попадает в благоприятные условия, происходит эксцистирование; животное покидает цисту, превращается в вегетативную форму и возобновляет активную жизнедеятельность.
Для дышащих воздухом несколько более крупных животных почва предстает как система мелких пещер. Таких животных объединяют под названием мезофауна. Размеры представителей мезофауны почв - от десятых долей до 2-3 мм. К этой группе относятся в основном членистоногие: многочисленные группы клещей, первичнобескрылые насекомые (напрмер, двухвостки), мелкие виды крылатых насекомых, многоножки симфилы и др.
Более крупных почвенных животных, с размерами тела от 2 до 20 мм, называют представителями макрофауны. Это личинки насекомых, многоножки, энхитреиды, дождевые черви и др. Для них почва - плотная среда, оказывающая значительное механическое сопротивление при движении.
Мегафауна почв - это крупные землерои, в основном из числа млекопитающих. Ряд видов проводит в почве всю жизнь (слепыши, слепушонки, сумчатые кроты Австралии и др.). Они прокладывают в почве целые системы ходов и нор. Внешний облик и анатомические особенности этих животных отражают их приспособленность к роющему подземному образу жизни. У них недоразвиты глаза, компактное, вальковатое тело с короткой шеей, короткий густой мех, сильные копательные конечности с крепкими когтями.
Кроме постоянных обитателей почвы, среди крупных животных можно выделить большую экологическую группу обитателей нор (суслики, сурки, тушканчики, кролики, барсуки и т. п.). Они кормятся на поверхности, но размножаются, зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве.
По целому ряду экологических особенностей почва является средой, промежуточной между водной и наземной. С водной средой почву сближают ее температурный режим, пониженное содержание кислорода в почвенном воздухе, насыщенность его водяными парами и наличие воды в других формах, присутствие солей и органических веществ в почвенных растворах, возможность двигаться в трех измерениях.
С воздушной средой почву сближают наличие почвенного воздуха, угроза иссушения в верхних горизонтах, довольно резкие изменения температурного режима поверхностных слоев.
Промежуточные экологические свойства почвы как среды обитания животных позволяют предполагать, что почва играла особую роль в эволюции животного мира. Для многих групп, в частности членистоногих, почва послужила средой, через которую первоначально водные обитатели смогли перейти к наземному образу жизни и завоевать сушу. Этот путь эволюции членистоногих доказан трудами М.С. Гилярова (1912-1985).
В таблице 1.1 приведена сравнительная характеристика абиотических сред и адаптации к ним живых организмов.
Характеристика абиотических сред и адаптации к ним живых организмов
Таблица 1.1
|
Среда |
Характеристика |
Адаптация организма к среде |
|
Самая древняя. Освещенность убывает с глубиной. При погружении на каждые 10 м давление возрастает на одну атмосферу. Дефицит кислорода. Степень солености возрастает от пресных вод к морским и океаническим. Относительно однородная (гомогенная) в пространстве и стабильная во времени |
Обтекаемая форма тела, плавучесть, слизистые покровы, развитие воздухоносных полостей, осморегуляции |
|
|
Почвенная |
Создана живыми организмами. Осваивалась одновременно с наземно-воздушной средой. Дефицит или полное отсутствие света. Высокая плотность. Четырехфазная (фазы: твердая, жидкая, газообразная, живые организмы). Неоднородная (гетерогенная) в пространстве. Во времени условия более постоянны, чем в наземно-воздушной среде обитания, но более динамичны, чем в водной и организменной. Самая богатая живыми организмами среда обитания |
Форма тела вальковатая (гладкая, округлая, цилиндрической или веретеновидной формы), слизистые покровы или гладкая поверхность, у некоторых имеется копательный аппарат, развитая мускулатура. Для многих групп характерны микроскопические или мелкие размеры как приспособление к жизни в пленочной воде или в воздухоносных порах |
|
Наземновоздушная |
Разреженная. Обилие света и кислорода. Гетерогенная в пространстве. Очень динамичная во времени |
Выработка опорного скелета, механизмов регуляции гидротермического режима. Освобождение полового процесса от жидкой среды |
Вопросы и задания для самоконтроля
- 1. Перечислите структурные элементы почвы.
- 2. Какие характерные особенности почвы как среды обитания Вы знаете?
- 3. Какие элементы и соединения относятся к биогенам?
- 4. Проведите сравнительный анализ водной, почвенной и наземно-воздушной сред обитания.
Эта среда имеет свойства, сближающие ее с водной и наземно-воздушной средами. Многие мелкие организмы живут здесь как гидробионты в поровых скоплениях свободной воды. Как и в водной среде, почвах велики колебания температур. Амплитуды их быстро затухают с глубиной. Существенна вероятность дефицита кислорода, особенно при избытке влаги или углекислоты. Сходство с наземно-воздушной средой проявляется через наличие пор, заполненных воздухом.
К специфическим свойствам , присущим только почве, относится плотное сложение (твердая часть или скелет). В почвах обычно выделяюттри фазы (части): твердую, жидкую и газообразную. В.И. Вернадский почву отнес к биокостным телам, подчеркивая этим большую роль в ее образовании и жизни организмов и продуктов их жизнедеятельности.Почва - наиболее насыщенная живыми организмами часть биосферы (почвенная пленка жизни). Поэтому в ней иногда выделяют четвертую фазу - живую.
В качестве лимитирующих факторов в почве чаще всего выступает недостаток тепла (особенно при вечной мерзлоте), а также недостаток (засушливые условия) или избыток (болота) влаги. Реже лимитирующими бывают недостаток кислорода или избыток углекислоты.
Жизнь многих почвенных организмов тесно связана с порами и их размером. Одни организмы в порах свободно передвигаются. Другие (более крупные организмы) при передвижении в порах изменяют форму тела по принципу перетекания, например дождевой червь, или уплотняют стенки пор. Третьи - могут передвигаться только разрыхляя почву или выбрасывая на поверхность образующий материал (землерои). Из-за отсутствия света многие почвенные организмы лишены органов зрения. Ориентация осуществляется с помощью обоняния или других рецепторов.
Растения, животные и микроорганизмы, обитающие в почве, находятся в постоянном взаимодействии друг с другом и со средой обитания. Благодаря этим взаимоотношениям и в результате коренных изменений физических, химических и биохимических свойств горной породы в природе постоянно происходят почвообразовательные процессы.
В среднем почва содержит 2-3 кг/м2 живых растений и животных, или 20-30 т/га. По степени связи с почвой как средой обитания животных объединяют в три экологические группы : геобионты, геофилы и геоксенны.
Геобионты - постоянные обитатели почвы. Весь цикл их развития протекает в почвенной среде. Это такие, как дождевые черви, многие первично-бескрылые насекомые.
Геофилы - животные, часть цикла развития которых, обязательно происходит в почве. К этой группе принадлежат большинство насекомых: саранчовые, ряд жуков, комары-долгоносики. Их личинки развиваются в почве. Во взрослом же состоянии это типичные наземные обитатели. К геофилам принадлежат и насекомые, которые в почве находятся в фазе куколки.
Геоксены - животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища. К ним относятся из насекомых - тараканы, многие полужесткокрылые, грызуны, млекопитающие, живущие в норах.
Почвенных обитателей в зависимости от их размеров и степени подвижности можно разделить на несколько групп:
Микробиота, микробиотип - это почвенные микроорганизмы, составляющие основное звено детритной пищевой цепи, представляют собой как бы промежуточное звено между растительными остатками и почвенными животными. Это зеленые и сине-зеленые водоросли, бактерии, грибы и простейшие. Они живут в почвенных порах, заполненных гравитационной или капиллярной водой.
Мезобиота, мезобиотип - это совокупность мелких, легко извлекающихся из почвы, подвижных животных. Сюда относятся почвенные нематоды, клещи, мелкие личинки насекомых, ногохвостики и др.
Макробиота, макробиотип - это крупные почвенные животные с размерами тела от 2 до 20 мм. К данной группе относятся личинки насекомых, многоножки, энхитреиды, дождевые черви и др.
Мегабиота, мегабиотип - это крупные землерои: златокроты в Африке, кроты в Евразии, сумчатые кроты в Австралии, слепыши, слерушонки, цокоры. Сюда же относятся обитатели нор (барсуки, сурки, суслики, тушканчики и др.).
К особой группе относятся обитатели сыпучих подвижных песков- псаммофиты (токнопалый суслик, гребнепалый тушканчик, бегунки, рябки, мраморные хрущики, скакуны и др.). Животных, приспособившихся к жизни на засоленных почвах, называютгалофилами .
Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, которое определяется с содержанием гумуса, макро-микроэлементов. Растения, распространенные преимущественно на плодородных почвах, называют - эвтрофные или эутрофные, довольствующиеся небольшим количеством питательных веществ -олиготрофные .
Между ними выделяют промежуточную группу мезотрофных видов.
Растения, особенно требовательные к повышенному содержанию азота в почве, называют нитрофилами (малина хмель, крапива, щирица), приспособившиеся к произростанию на почвах с высоким содержанием солей -галифитами , на не засоленных -гликофитами . Особую группу представляют растения, адаптированные к сыпучим пескам -псаммофиты (белый саксаул, кандам, песчаная акация); растения, произрастающие на торфе (торфяные болота), называютсяоксилофитами (багульник, росянка).Литофитами называют растения, обитающие на камнях, скалах, каменистых осыпях - это автотрофные водоросли, накипные лишайники, листовые лишайники и др.
