Для чего почва нужна животными

Животные в почве. Обитатели почвы и их приспособленность к среде

Наша планета образована четырьмя основными оболочками: атмосферой, гидросферой, биосферой и литосферой. Все они находятся в тесном взаимодействии между собой, поскольку представители биосферной оболочки Земли — животные, растения, микроорганизмы — не могут существовать без таких формирующих веществ, как вода и кислород.

Так же, как и литосфера, почвенный покров и другие, глубоко лежащие слои, не могут существовать изолированно. Несмотря на то что мы не можем увидеть это невооруженным глазом, почва заселена очень густо. Каких только живых существ в ней не живет! Как и любым живым организмам, им тоже необходимы вода и воздух.

Какие животные живут в почве? Как они влияют на ее формирование и как приспосабливаются к такой среде обитания? На эти и другие вопросы мы попробуем дать ответ в этой статье.

Какие бывают почвы?

Почва — это только самый верхний, совсем неглубокий слой, составляющий литосферу. Глубина его уходит примерно на 1-1,5 м. Дальше начинается уже совсем другой слой, в котором протекают грунтовые воды.

То есть верхний плодородный слой почвы — это и есть то самое место обитания различных по форме, размерам и способам питания живых организмов и растений. Почва, как среда обитания животных, очень богата и разнообразна.

Данная структурная часть литосферы неодинакова. Формирование почвенного слоя зависит от многих факторов, в основном от условий окружающей среды. Поэтому и типы почв (плодородного слоя) также различаются:

1. Подзолистые и дерново-подзолистые.
2. Черноземные.
3. Дерновые.
4. Болотные.
5. Подзолисто-болотные.
6. Солоди.
7. Пойменные.
8. Солончаки.
9. Серые лесостепные.
10. Солонцы.

Данная классификация приведена только для площади России. На территории других стран, континентов, частей света существуют и иные типы почв (песчаные, глинистые, аркто-тундровые, гумусовые и так далее).

Также все почвы неодинаковы по химическому составу, влагообеспеченности и насыщенности воздухом. Эти показатели варьируются и зависят от ряда условий (например, на это влияют животные в почве, которые будут рассмотрены ниже).

Как формируются почвы и кто им в этом помогает?

Свое начало почвы ведут со времени появления жизни на нашей планете. Именно с образованием живых систем и началось медленное, непрерывное и самообновляемое формирование почвенных субстратов.

Исходя из этого понятно, живые организмы играют определенную роль в почвообразовании. Какую же? В основном эта роль сводится к переработке органических веществ, содержащихся в почве, и ее обогащении минеральными элементами. Также это рыхление и улучшение аэрации. Очень хорошо об этом в 1763 году написал М. В. Ломоносов. Именно он первым высказал утверждение, что почва формируется благодаря отмиранию живых существ.

Помимо деятельности, которую осуществляют животные в почве и растения на ее поверхности, очень важным фактором формирования плодородного слоя являются горные породы. Именно от их разновидности будет в целом зависеть тип почвы.

В итоге горные породы перерабатываются под влиянием абиотических факторов, а живущие в почве микроорганизмы разлагают животные и растительные останки, превращая органические вещества в минеральные. В результате этого образуется плодородный слой почвы определенного типа. При этом животные, обитающие под землей (например, черви, нематоды, кроты) обеспечивают ее аэрацию, то есть насыщение кислородом. Это достигается путем рыхления и постоянной переработки почвенных частиц.

Животные и растения совместно дают почве органическое вещество. Микроорганизмы, простейшие, одноклеточные грибы и водоросли это вещество перерабатывают и переводят в нужную форму минеральных элементов. Черви, нематоды и другие животные снова пропускают через себя почвенные частицы, формируя тем самым органическое удобрение — биогумус.

Отсюда вывод: почвы формируются из горных пород в результате долгого исторического промежутка времени под влиянием абиотических факторов и при помощи, которую оказывают животные и растения, в них живущие.

Невидимый почвенный мир

Огромную роль не только в формировании почвы, но и в жизни всех остальных живых существ играют мельчайшие существа, образующие целый невидимый почвенный мир. Кто же к ним относится?

Во-первых, одноклеточные водоросли и грибы. Из грибов можно выделить отделы хитридиомицетов, дейтеромицетов и некоторых представителей зигомицетов. Из водорослей следует отметить фитоэдафонов, представляющих собой зеленые и сине-зеленые водоросли. Общая масса этих существ на 1 га почвенного покрова составляет примерно 3100 кг.

Во-вторых, это многочисленные микроорганизмы, бактерии и такие животные в почве, как простейшие. Суммарная масса этих живых систем на 1 га почвы составляет примерно 3100 кг. Основная роль одноклеточных организмов сводится к переработке и разложению органических остатков растительного и животного происхождения.

К самым распространенным из этих организмов относятся:

• коловратки;
• клещи;
• амебы;
• многоножки симфилы;
• протуры;
• коллемболы;
• двухвостки;
• сине-зеленые водоросли;
• зеленые одноклеточные водоросли.

Какие животные живут в почве?

К почвенным обитателям относятся следующие беспозвоночные животные:

1. Мелкие рачки (ракообразные) — около 40 кг/га
2. Насекомые и их личинки — 1000 кг/га
3. Нематоды и круглые черви — 550 кг/га
4. Улитки и слизни — 40 кг/га

Такие животные, обитающие в почве, очень важны. Их значение определяется способностью пропускать через себя почвенные комочки и насыщать их органическими веществами, формируя биогумус. Также их роль состоит в разрыхлении почвы, улучшении кислородного насыщения и создании пустот, которые заполняются воздухом и водой, в результате чего повышается плодородие и качество верхнего слоя земли.

Рассмотрим, какие животные обитают в почве. Их можно разделить на два типа:

• постоянные жители;
• временно обитающие.

К постоянным позвоночным млекопитающим жителям, представляющим животный мир почвы, относятся слепыши, слепушонки, цокоры и сумчатые кроты. Их значение сводится к поддержанию цепей питания, так как насыщаются они почвенными насекомыми, улитками, моллюсками, слизнями и так далее. И второе значение — это рытье длинных и извилистых ходов, позволяющих почве увлажняться и обогащаться кислородом.

Временные обитатели, представляющие животный мир почвы, используют ее лишь для недолгого убежища, как правило, в качестве места для откладывания и хранения личинок. К таким животным относятся:

• тушканчики;
• суслики;
• барсуки;
• жуки;
• тараканы;
• другие виды грызунов.

Приспособления почвенных обитателей

Для того чтобы жить в такой непростой среде, как почва, животные должны иметь ряд особенных приспособлений. Ведь по физическим характеристикам эта среда плотная, жесткая и малокислородная. Кроме этого в ней абсолютно нет света, хотя и наблюдается умеренное количество воды. Естественно, что к таким условиям нужно уметь приспособиться.

Поэтому животные, которые живут в почве, с течением времени (в ходе эволюционных процессов) приобрели следующие особенности:

• чрезвычайно мелкие размеры, чтобы заполнять крошечные пространства между частицами почвы и комфортно себя там чувствовать (бактерии, простейшие, микроорганизмы, коловратки, рачки);
• гибкое тело и очень крепкая мускулатура — преимущества для передвижения в почве (кольчатые и круглые черви);
• способность усваивать кислород, растворенный в воде или дышать всей поверхностью тела (бактерии, нематоды);
• жизненный цикл, состоящий из личиночной стадии, во время которой не требуется ни свет, ни влага, ни питание (личинки насекомых, различных жуков);
• более крупные животные имеют приспособления в виде мощных роющих конечностей с крепкими когтями, позволяющими легко прорывать длинные и извилистые ходы под землей (кроты, землеройки, барсуки и так далее);
• у млекопитающих хорошо развито обоняние, но практически отсутствует зрение (кроты, цокоры, слепыши, спепушонки);
• тело обтекаемой формы, плотное, сжатое, с коротким жестким плотно прилегающим мехом.

Все эти приспособления создают настолько комфортные условия, что животные в почве ощущают себя нисколько не хуже тех, что живут в наземно-воздушной среде, а, возможно, даже лучше.

Роль экологических групп почвенных обитателей в природе

Основными экологическими группами почвенных обитателей принято считать:

1. Геобионты. Представители данной группы — это животные, для которых почва постоянное место обитания. В ней проходит весь их жизненный цикл в сочетании с основными процессами жизнедеятельности. Примеры: дождевые черви, многохвостки, бесхвостки, двухвостки, бессяжковые.
2. Геофилы. К этой группе относятся животные, для которых почва обязательный субстрат во время одной из фаз своего жизненного цикла. Например: куколки насекомых, саранча, многие жуки, комары-долгоносики.
3. Геоксены. Экологическая группа животных, для которых почва — временное укрытие, убежище, место откладывания и выведения потомства. Примеры: многие жуки, насекомые, все норные животные.

Совокупность всех животных каждой группы является важным звеном общей цепи питания. Кроме того, их жизнедеятельность обуславливает качество почв, их самообновляемость и плодородие. Поэтому их роль чрезвычайно важна, особенно в современном мире, в котором сельское хозяйство вынуждает почвы беднеть, выщелачиваться и высаливаться под действием химических удобрений, пестицидов и гербицидов. Животные почвы способствуют более быстрому и естественному восстановлению плодородного слоя после тяжелых механических и химических атак со стороны человека.

Связь растений, животных и почв

Не только животные почвы взаимосвязаны между собой, образуя общий биоценоз со своими цепями питания и экологическими нишами. На самом деле все существующие растения, животные и микроорганизмы задействованы в едином круге жизни. Равно, как и все они связаны со всеми средами обитания. Приведем простой пример, иллюстрирующий эту взаимосвязь.

Травы лугов и полей являются питанием для наземных животных. Те, в свою очередь, служат источником пищи для хищников. Остатки травы и органического вещества, которые выводятся с продуктами жизнедеятельности всех животных, попадают в почву. Здесь за дело принимаются микроорганизмы и насекомые, которые являются детритофагами. Они все остатки разлагают и переводят в минеральные вещества, удобные для всасывания растениями. Таким образом, растения получают необходимые им компоненты для роста и развития.

В самой почве при этом микроорганизмы и насекомые, коловратки, жуки, личинки, черви и так далее становятся пищей друг для друга, а значит, и общей частью всей сети питания.

Таким образом, получается, что животные, обитающие в почве, и растения, живущие на ее поверхности, имеют общие точки пересечения и взаимодействуют друг с другом, формируя единую общую гармонию и силу природы.

Бедные почвы и их обитатели

Бедными называются почвы, которые многократно подвергались воздействию со стороны человека. Строительство, выращивание сельскохозяйственных растений, осушение, мелиорация — все это со временем приводит к обеднению почв. Какие обитатели умеют выживать в таких условиях? К сожалению, не многие. Наиболее выносливыми подземными жителями являются бактерии, некоторые простейшие, насекомые, а также их личинки. Млекопитающие, черви, нематоды, саранча, пауки, ракообразные в таких почвах выживать не могут, поэтому погибают или покидают их.

Также к бедным относятся почвы, в которых низкое содержание органических и минеральных веществ. Например, сыпучие пески. Это особая среда, в которой живут определенные организмы со своими приспособлениями. Или, например, засоленные и сильнокислые почвы тоже содержат в себе только специфических обитателей.

Изучение животных почвы в школе

Школьный курс зоологии не предусматривает изучение животных почвы на отдельном уроке. Чаще всего, это просто краткий обзор в контексте какой-либо темы.

Однако в начальной школе есть такой предмет, как «Окружающий мир». Животные в почве изучаются в рамках программы данного предмета очень подробно. Информация преподносится соответственно возрасту детей. Малышам рассказывают о многообразии, роли в природе и хозяйственной деятельности человека, которую играют животные в почве. 3 класс обучения — самый подходящий для этого возраст. Дети уже достаточно образованы, чтобы усвоить какую-то терминологию, и при этом имеют большую тягу к знаниям, к познанию всего окружающего, изучению природы и ее обитателей.

Главное, делать уроки интересными, нестандартными, а также информативными, и тогда дети будут впитывать знания, словно губки, в том числе и про обитателей почвенной среды.

Примеры животных, обитающих в почвенной среде

Можно привести краткий список, отражающий основных почвенных обитателей. Естественно, сделать его полным не получится, ведь их так много! Однако основных представителей попробуем назвать.

Животные почвы — список:

• коловратки, клещи, бактерии, простейшие, ракообразные;
• пауки, саранча, насекомые, жуки, многоножки, мокрицы, слизни, улитки;
• дождевые черви, нематоды и другие круглые черви;
• кроты, слепыши, слепушонки, цокоры;
• тушканчики, суслики, барсуки, мыши, бурундуки.

Источник

Почва на страже жизни

23 октября 2018

Почва на страже жизни

Почва, как много в этом слове.

Автор

Редакторы

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Почва — одна из важнейших составляющих биосферы. На первый взгляд незаметная, она играет огромное количество экологических и в широком смысле биологических ролей. Давайте попробуем разобраться, что это за роли и почему изучению почв посвящена отдельная наука — почвоведение.

Конкурс «био/мол/текст»-2018

Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2018.

Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий выступил медико-генетический центр Genotek.

Земля, природы мать — ее же и могила:
что породила, то и схоронила.
Уильям Шекспир

Почва — объект исследования многих наук — выполняет ряд важных экологических функций. Условно их можно разделить на биоценотические и глобальные. В этой статье мы рассмотрим функции только из первой группы (рис. 1). Перед началом уточню, что ученые из разных областей науки до сих пор не пришли к согласию в определении слова «почва». Аграрии говорят, что это верхний плодородный слой земли, геологи называют корой выветривания, а почвоведы дают сложную формулировку «обладающая плодородием сложная полифункциональная и поликомпонентная открытая система, являющаяся комплексной функцией почвообразовательных факторов». Говоря простым языком, почва — продукт долгого и тесного взаимодействия горных пород, рельефа, живых организмов и климата [1].

Рисунок 1. Биоценотические функции почв

Физические функции почв

Почва — место совершения многих событий

Если бы живые организмы могли занимать всё доступное пространство, то не прошло бы и года, как мы были бы раздавлены массой микроорганизмов. Одна из главных причин, почему большая часть организмов не встречается повсюду, — это отсутствие свободной и пригодной для расселения материальной среды. Поэтому у большинства видов в любой момент времени существует лишь небольшой процент особей из теоретически возможного количества [2].

Тем не менее живые организмы берут свой «кусок жизни» — место, где они могут относительно спокойно жить и размножаться. Поэтому не случайно в процессе эволюции организмы освоили целую оболочку Земли, биосферу, важную часть которой представляет почвенная сфера — педосфера [2].

Совершенно естественно, что в почвах начинается цикл развития большинства растений, а в последующих стадиях жизненного цикла с почвой тесно взаимодействуют их подземные органы (корни). Распределение корней неравномерно как по глубине, так и по географическим широтам и биоценозам: наибольшая абсолютная масса корней наблюдается в лиственных лесах, но если исходить из доли массы корня в массе целого растения (фитомассе), то в лидеры выйдут степи (табл. 1) [3]. Глубина проникновения корней зависит от плотности, распределения химических элементов и других показателей почвы [2].

Почва обильно заселена микроорганизмами: бактериями, археями, грибами и в меньшей степени водорослями. Больше всего их в верхних слоях почвы, что неудивительно, ведь там много вкусной для них органики. С глубиной их численность падает, но в некоторых зонах, таких как ходы корней, их может быть больше, чем в верхних горизонтах. Нельзя забывать и про сезонные изменения [2]. Осенью в почвах средней полосы численность микроорганизмов увеличивается [4]. Это связано с поступлением огромного объема пищи в виде листового опада и других растительных остатков.

Почва служит жизненным пространством и для многих животных. Почти половина всех их типов имеет представителей, обитающих в педосфере. Из беспозвоночных: плоские, круглые и кольчатые черви; моллюски; ракообразные; паукообразные; насекомые. Из позвоночных: амфибии, рептилии, млекопитающие и даже некоторые птицы [5]. Причем почва может выступать совершенно разной средой для организмов в зависимости от их размера. Например, микроскопические животные (типа коловраток) по существу остаются обитателями водной среды. При сильном увлажнении они свободно плавают в воде, при засухе скапливаются на частичках почвы и живут в так называемых водных пленках. Для немикроскопических, но всё еще мелких организмов (клещей, некрупных насекомых, личинок) жизнь в почве аналогична обитанию в насыщенной влагой пещере. Они как бы живут не в самой почве, а в поровом пространстве между твердыми частицами. Для более крупных животных (дождевых червей, многоножек и других) средой обитания служит почва в целом, то есть рыхлый или плотный субстрат. Некоторые животные с наступлением засухи перемещаются в глубину, где скапливается и не испаряется влага, а в сильно влажный период, наоборот, следуют наверх, за кислородом. И здесь сразу вспоминается выход кольчатых червей на поверхность после дождя [2].

Почва как дом родной

Почва защищает живые организмы от переохлаждения, перегрева, наземных хищников, поскольку температура и влажность воздуха в ней подвержены меньшим колебаниям, нежели на поверхности. Эту особенность часто используют организмы, обитающие в экстремальных условиях — тайге, пустыне и т.д. Особенно это важно для животных, занимающих сразу несколько сред (суслики, полевки или хомяки). Пищу они добывают на поверхности земли, а в почве укрываются от хищников и плохой погоды, а также оставляют запасы [2].

Рисунок 2. Сурок в норе

Пространство, занимаемое подземными животными, может иметь сложное строение [5]. Животные предъявляют ряд требований к почве и ландшафту как к месту убежища или жилища. Это помогает построить правильное представление об экологии сельскохозяйственных вредителей. Например, суслик предпочитает невысокий травянистый покров и почву средней плотности [2]. В связи с расширением хозяйственного воздействия на природу, антропогенный фактор оказывает всё большее влияние на экологию вредителей. Из-за сильного осушения болот и сведения лесов во многих северных районах отмечено проникновение ряда южных грызунов [6]. Таким образом, знание экологии животных, использующих почву как жилище или убежище, — важное условие своевременного предотвращения вреда, который они могут нанести аграрным хозяйствам [2].

Почва — поддержка и опора

Благодаря опорной функции почв растения, закрепленные в них корнями, сохраняют вертикальное положение, устойчивы к ветровалам и сопротивляются силе тяжести. Так, в районах многолетней мерзлоты почвы «слабые», и мы можем наблюдать «пьяный лес» с причудливыми, сильно наклоненными растениями [2].

Рисунок 3. «Пьяный лес»

Опорная функция почв проявляется и по отношению к животным. Часто расселение почвенных обитателей зависит от механических свойств грунта. Как уже говорилось, суслики нуждаются в не плотном, но и не рыхлом субстрате. Малоизученным проявлением опорной функции считается ее влияние на жизнедеятельность наземных организмов. Особенности поведения животных зависят от условий передвижения. Например, лось при необходимости может спокойно ходить по болотам, чего нельзя сказать о других обитателях леса.

Банк семян и других зачатков

Благодаря своим свойствам большинство почв служат средой, в которой сохраняются семена и другие зачатки (цисты, яйца беспозвоночных). Это возможно из-за относительно небольших перепадов температуры и влаги в грунте. Вопрос о длительности сохранения в почве семян и зачатков имеет практическое значение. Например, такое странное на первый взгляд явление, как зарастание вырубок без приноса семян со стороны [2]. Проявлением этой функции считается и наличие в почве большого пула (запаса) микробов, не обеспеченных элементами питания. Видовой состав такого пула крайне велик. По микробному генофонду почва, скорее всего, самый богатый субстрат, поэтому и поиск организмов — продуцентов ценных веществ часто начинают именно в почве [7].

Химические и биохимические функции

Кушать подано

Это одна из самых изученных функций. В какой-то степени ее можно назвать плодородием, так как элементы питания принимают непосредственное участие в создании биологической продукции.

Растения живут одновременно в двух средах: в наземно-воздушной и почвенной. Поэтому для них характерны два типа питания: атмосферное и почвенное. Углерод, кислород, азот и небольшой процент других соединений они получают из атмосферы. Примером этого служит азотфиксация микроорганизмами: атмосферный азот усваивается свободноживущими и симбиотическими обитателями почвы, а затем передается растениям [8]. Но воду и остальные элементы питания — а это почти вся таблица Менделеева — растения добывают из почвы. В естественных фитоценозах растение после своего жизненного цикла умирает и возвращает в почву в виде остатков поглощенные химические элементы [2].

В естественных экосистемах в ходе эволюции произошла взаимная «подгонка» почв и поселяющейся на них растительности в целях оптимизации миграции веществ. В агроценозах такого не наблюдается. Отчуждение с урожаем большой доли биомассы, а также возделывание многих растений на почве, где они раньше не произрастали, ведет к тому, что пахотные земли без специальных приемов по поддержанию плодородия перестают справляться со снабжением посевов питанием [2].

При современном уровне развития производства минеральных (неорганических) удобрений возможно вносить нужные дозы элементов. Однако оптимизация почвы как источника питательных элементов не ограничивается устранением дефицита необходимых веществ. Не менее важным оказывается создание благоприятных условий для поглощения этих молекул. Нам бы хотелось, чтобы удобрения, попавшие в почву, спокойно растворялись в воде и поглощались растениями, но на деле этого не происходит: основная часть элементов адсорбируется на поверхности мелких почвенных частиц. Случайное изменение pH почвы тоже негативно сказывается на поглотительной способности, так как от pH зависит растворимость многих элементов. Многие видели, как в чайнике образуется накипь, которая в воде не растворяется, но стόит подкислить эту воду, как накипь тут же исчезает. Известно, что и органическое вещество может иммобилизовать (сделать неподвижными) ряд питательных для растений молекул. Органические удобрения полезны для растений, но нужно учитывать и их негативное влияние на подвижность некоторых элементов [2].

Хранилище элементов питания, энергии и влаги

Почва — резерв элементов питания, которые организмы используют, когда израсходуют легкодоступную часть необходимых им веществ. Это депо помогает организмам выживать в период прекращения поступления в почву влаги, останков других организмов, удобрений. У разных типов почв возможности такого депонирования различаются. Где-то депо больше (черноземы), где-то меньше (таежные почвы) [2].

Стимулятор и ингибитор биохимических и других процессов

В почву поступают разнообразные продукты метаболизма (аминокислоты, витамины, спирты и т.д.), которые могут стимулировать или угнетать жизнедеятельность организмов [2]. Как пример приведу почвоутомление, когда при монокультуре, то есть многолетнем выращивании одних и тех же растений на одном участке земли, почва снижает производительную способность — во многом из-за накопления метаболитов одного организма.

Однако выделения растений могут влиять на другие растения не только отрицательно: например, выделения липы мелколистной благотворно влияют на дубы. Но тяжело прогнозировать действие метаболитов на состояние почвы, поскольку они могут неодинаково влиять на разные организмы, вступать в реакции с другими метаболитами и образовывать абсолютно новые вещества; при этом их влияние может заметно варьировать в зависимости от концентрации [9].

Физико-химические функции

Физико-химический пылесос

Мелкие (диаметром до 0,25 мкм) коллоидные частицы почв адсорбируют газы, жидкости, прочие молекул. Чем больше таких мелких частиц, тем сильнее поглощение, что позволяет удерживать в почве элементы питания, которые иначе вымылись бы. При этом вещества могут оставаться доступными растениям, а могут, наоборот, иммобилизовываться. Существуют разные способы оптимизации этой функции: известкование кислых почв и гипсование засоленных, внесение органических удобрений, добавление глины в песчаные фракции и т.д. [2].

В почвах задерживаются не только полезные элементы, но и токсичные, такие как тяжелые металлы. Ртуть, попавшая на поверхность почвы, вымывается очень медленно (доли процента в год). В результате промышленных загрязнений атмосферы аэрозолями на поверхности почвы оседает много пыли с токсичными веществами. Поэтому необходимо учитывать эту функцию при проектировании заводов, свалок, трубопроводов и т.д. [2].

Губка для микроорганизмов

Микроорганизмы защищены от выноса за пределы почвенного профиля с нисходящим током воды. Они удерживаются в почве благодаря проникновению внутрь почвенных частиц, которые служат для них «якорем» [7].

Информационные функции

Биологические часы

Многие свойства почвы меняются периодически: в ней существуют особые тепловой, водный, солевой и пищевой режимы [2]. Так, было показано, что ведущим фактором запуска роста корней является температура почвы. Ярким примером может служить и ускорение сезонного развития растений в период дождей в засушливых регионах. Влияние годовой динамики пищевого режима почв на сезонные изменения заметны в колебании численности микроорганизмов в период обильного листопада. Органики становится больше, организмы лучше обеспечены едой и активно размножаются.

Рисунок 4. Чилийская пустыня после дождя

Старт сукцессий

Эта функция проявляется, например, в изменении биоценозов после лесного пожара, заболачивания, засоления и других событий, которые вызывают стадийное изменение почвы как среды обитания [11]. Другая форма проявления этой функции связана с деятельностью фитофагов (потребителей растений). Например, в степи в результате активности корневых вредителей некоторые растения погибают, и их сменяют другие виды [2].

«Память» биогеоценоза

Ряд ученых рассматривает почву как «память» ландшафта, сохраняющую информацию о протекавших в нём процессах [12]. Также есть теория о двуединой природе почвы, согласно которой почвенное тело состоит из почвы-памяти — комплекса устойчивых свойств и признаков, возникших в определенный период времени, — и почвы-момента — совокупности наиболее изменчивых процессов и свойств почвы в момент наблюдения. С помощью почвы-памяти происходит накопление и хранение информации, а благодаря почве-моменту отражаются сиюминутные изменения среды. Это свойство существует, потому что почва полностью зависит от условий среды и, в отличие от живых организмов, не может мигрировать за этими условиями [2].

Приобретение новой информации нередко сопровождается потерей имеющейся. Например, если на одной территории много раз менялись условия среды, вполне вероятно, что такие периодические преобразования приведут не только к утрате имевшихся данных, но и к усложнению расшифровки сохранившихся. В таком случае почва не может адекватно отражать события, происходящие с ней, а расшифровка хранящихся в ней данных оказывается достаточно сложной. Это можно сравнить с чтением листка бумаги, на котором много раз писали разные авторы [2].

Целостные функции

Трансформация веществ и энергии

Почва преобразует попадающие в ее сферу вещества (например, горные породы), в результате чего создаются благоприятные условия для жизни организмов. Например, в верхних горизонтах накапливаются доступные формы элементов, необходимых для питания растений. Или же минералы разрушаются под действием воды, кислоты и жизнедеятельности организмов. Важный результат такой трансформации — высвобождение в ходе разложения органических остатков энергии, аккумулированной при фотосинтезе. Эта энергия высвобождается не только в тепловой, но и в химической форме [12].

Санитарная функция почв

Эта функция проявляется в трех аспектах.

Первый связан с участием почвенных организмов в деструкции поступающей органики. Это наблюдается при разложении опавших листьев: осенью они появляются, но в следующем году их уже нет. Если бы этого не происходило, поверхность земли давно была бы заполнена продуктами жизнедеятельности всех организмов. К этой форме проявления санитарной функции можно отнести и биологическую нефтедеструкцию. В почвах всегда есть микроорганизмы, способные разрушать углеводороды нефти. Обычно их немного, но как только нефтепродукты попадают в почву, численность нефтедеструкторов резко возрастает, так как конкурентов в такой среде у них почти нет. Постепенно нефть разрушается, и почва вновь приходит в свое естественное состояние [13]. Долгое время полагали, что деструкция органических остатков осуществляется только прокариотами. Но позже была установлена важная роль в этом процессе грибов, простейших, беспозвоночных. Там, где санитарная функция беспозвоночных ослаблена, в экосистеме быстро происходят неблагоприятные изменения. Так, в Австралии некоторые пастбища страдали от того, что на поверхности почвы скапливался помет скота: из-за ослабленных беспозвоночных в почве он просто не мог нормально разлагаться [2].

Второй важный аспект санитарной функции почвы связан с антисептическими свойствами, не дающими болезнетворным организмам активно развиваться. В самόй почве лишь единичные виды могут вызывать болезни растений, животных или человека. Однако в почву поступают отбросы и органические удобрения, содержащие представителей патогенной микрофлоры. Механизмы распространения болезней при почвенном загрязнении различны. Это может быть инфицирование при употреблении в сыром виде сельскохозяйственной продукции, попадание патогенов в воздух, воду и т.д. Сама почва является неблагоприятным субстратом для патогенных организмов, но процесс естественного обеззараживания может занимать продолжительное время. На болезнетворные организмы в почве негативно влияет целый ряд факторов: дефицит подходящего источника питания, жизнедеятельность других организмов, активность бактериофагов и т.д. [2].

Третья форма проявления санитарной функции почв заключается в разрушении почвенными микробами продуктов обмена живых организмов. Это предотвращает накопление токсичных метаболитов.

Итоги

Почва выполняет ряд важных функций в экосистеме. Организмы могут использовать ее как дом и получать из нее питательные элементы. Почва служит источником различных ценных веществ: довольно часто поиск антибиотиков начинают именно в ней [14]. Также она является опорой для наземных организмов, и от ее свойств зависят условия их передвижения. Немаловажен и тот факт, что почва — это самоочищающаяся система, способная к ликвидации химически опасных реагентов и патогенных организмов. Именно поэтому многие ученые посвящают свою жизнь ее изучению.

Источник