Экологические функции почв это

Экологические функции почв

Экологические функции почв в биосфере базируются на следующих основополагающих ее качествах. Во-первых, почва служит средой обитания и физической опорой для огромного числа организмов; во-вторых, почва является необходимым, незаменимым звеном и регулятором биогеохимических циклов, практически круговороты всех биогенов осуществляются через почву.

Главная функция почвы — это обеспечение жизни на Земле. Это определяется тем, что именно в почве концентрируются необходимые организмам биогенные элементы в доступных им формах химических соединений. Кроме того, почва обладает способностью аккумулировать необходимый для жизнедеятельности продуцентов биогеоценозов запасы воды, также в доступной им форме, равномерно обеспечивая их водой в течение всего периода вегетации. Наконец, почва служит оптимальной средой для укоренения наземных растений, обитания многочисленных беспозвоночных и позвоночных животных, разнообразных микроорганизмов. Собственно эта функция и определяет понятие «плодородие почв».

Вторая функция почв заключается в регулировании всех потоков вещества в биосфере. Все биогеохимические циклы элементов, включая циклы таких важнейших биогенов, как углерод, азот, кислород, фосфор, а также циклы воды осуществляются именно через почвы при ее регулирующем участии в качестве аккумулятора биогенных элементов. Почва — это связующее звено и регулирующий механизм в системах биологической и геологической циркуляции элементов.

Третья функция почвы — регулирование состава атмосферы и гидросферы. Атмосферная функция почвы осуществляется вследствие ее высокой пористости (40-60%) и плотной заселенности организмами, благодаря чему идет постоянный газообмен между почвой и атмосферой. Почва постоянно поставляет в атмосферу различные газы, в том числе и «парниковые» — СО2, СН4, а также множество так называемых «микрогазов». Одновременно почва поглощает кислород из атмосферы. Таким образом, в системе «почва — атмосфера» именно почва является генератором одних газов и «стоком» для других.

В сухопутной ветви глобального круговорота воды почва избирательно отдает в поверхностный и подземный сток растворимые в воде химические вещества, определяя тем самым гидрохимическую обстановку в водах и прибрежной части океана.

Четвертой важнейшей функцией почвы является накопление в поверхностной части коры выветривания, в почвенных горизонтах описанного выше специфического органического вещества — гумуса и связанной с ним химической энергии.

Пятая функция заключается в ее защитной роли по отношению к литосфере. Почва защищает литосферу от воздействия экзогенных факторов, регулируя процессы денудации суши.

Наконец, еще одна, шестая функция почвы — это генерирование и сохранение биологического разнообразия. Почва, являясь средой обитания для огромного числа организмов, ограничивает жизнедеятельность одних и стимулирует активность других. Чрезвычайно большое разнообразие почвенных свойств по кислотности, щелочности, засоленности или отсутствию солей; окислительная или восстановительная обстановка-все это создает огромные возможности жизнедеятельности различных организмов. По отношению к человеку почва имеет еще одну специфическую функцию, являясь главным средством сельскохозяйственного производства и местом поселения людей.

Источник

Экологические функции почв

Почва является центральным звеном во взаимодействии геологического и биологического круговоротов вещества в биогеосфере, служит средой обитания живых организмов, обеспечивает преобразование и утилизацию отходов жизнедеятельности растений и животных. Биоразнообразие населения суши в значительной степени определяется разнообразием почв и их экологических функций. Использование в земледелии экологических функций почвы — основа благосостояния человека, основа его существования. Появление экологических функций — первый признак рождения почв. Экологическая роль почв в биосфере и жизни человека незаменима.

Современное почвоведение рассматривает почву не только как особое природное тело, обладающее плодородием, но и как полифункциональную природную систему, воздействующую на состав и режим атмосферного воздуха, грунтовых и поверхностных вод, на весь растительный и животный мир земной суши. Разнообразные функции почв подразделяются на экосистемные (биогеоценотические) и глобально-биосферные.

Среди многочисленных функций почв выделяются также функции физические, химические, биологические, физико-химические, информационные, целостные [76].

Глобальные функции почвенного покрова проявляются в его воздействии на атмосферу, гидросферу, литосферу и в целом на биосферу Земли.

Совокупность экосистемных и биосферных функций почв играет незаменимую экологическую роль в сохранении воспроизводства жизни на планете Земля.

Среди многочисленных экологических функций почв особо важное значение имеет функция почвы как уникальной среды обитания и эволюции огромного разнообразия форм жизни. По данным генетиков 92% всех известных видов животных и растений обитают в почве или на почве [74]. Это объясняется гетерогенностью строения и состава почвы — в ней одновременно находятся вода, воздух, твердые вещества, элементы минерального и органического питания животных, растений и микроорганизмов. В каждом грамме почвы могут одновременно жить миллиарды микроорганизмов, сотни тысяч мелких беспозвоночных животных, бесчисленное количество тончайших корешков и корневых волосков растений, общая длина которых достигает многих километров. Почва буквально пронизана жизнью и поэтому получила название «биокосного» природного тела (В.И. Вернадский).

Об уникальности почвы как среды обитания жизни говорит огромный суммарный объем сухой массы растительности земной суши. Он равен 2420 млрд т. А биомасса океана составляет всего 3,2 млрд т, т. е. около 0,1% всей биомассы Земли, несмотря на несоизмеримую величину водной массы океана по сравнению с тонкой почвенной оболочкой суши, вмещающей корневую систему растительности и доставляющей ей элементы питания.

С этими данными непосредственно связана вторая важнейшая функция почвы — ее биологическая продуктивность. Ежегодная биологическая продуктивность фитомассы зеленой суши оценивается в 171,54 млрд т и также во много раз превышает биологическую продуктивность океана [16]. Географические закономерности продуктивности фитомассы на почвах разных природных зон хорошо иллюстрируются данными на рисунке. Биологическая продуктивность почв, используемых в земледелии, обеспечивает около 77% всей массы продовольствия, получаемой человечеством, а с учетом продукции пастбищного животноводства — еще 16%, т.е. всего — 93% [24].

Третьей важнейшей экологической функцией почв является их роль связующего звена между биологическим и геологическим круговоротом веществ на земной суше.

Аккумулируя в своем составе биофильные химические элементы (азот, фосфор, калий, микроэлементы) почвенный покров суши совместно с ее растительным покровом используют эти элементы в биологическом круговороте в системе почва-растение и удерживают их тем самым от выноса с поверхностным и речным стоком с территории суши в океан. По геохимическим данным суммарный мировой геохимический сток с суши в океан составляет 2,7 млрд т, а объем удерживаемых в биологическом круговороте веществ — 10–11 млрд т, т.е. в четыре раза больше. По словам А.Е. Ферсмана «кларки почв и кларки живого вещества очень близки… Мы должны признать, что средний состав живого вещества… ближе всего следует кларкам почвенного покрова» [257].

В условиях нарастающего антропогенного загрязнения почв и ландшафтов очень важное значение приобретает функция почв по устойчивости их к загрязнению и способности к самоочищению. М.А. Глазовская разработала схематическую карту районирования территории СССР по вероятной интенсивности самоочищения и устойчивости против техногенного загрязнения [49]. На картосхеме видно, например, что продукты нефтедобычи на севере Сибири могут сохраняться существенно дольше по сравнению с южными районами России.

Почвенный покров мира выполняет глобальные функции взаимодействия с гидросферой, атмосферой, литосферой и биосферой Земли, а значит, влияет и на условия жизни человека.

Несмотря на то, что на поверхность земной суши выпадает всего пятая часть мирового количества осадков, почвенный покров Земли играет существенную роль в водном балансе Земли, формировании состава грунтовых, озерных, речных и даже морских вод. Выпадающие на поверхность почв атмосферные осадки просачиваются вглубь толщи почвы, вступают в химические реакции с минеральными и органическими компонентами почвы, с почвообитающими животными, микроорганизмами и корневыми системами растений. В результате этих реакций часть поступившей в почвы атмосферной влаги преобразуется в почвенные растворы, обогащаясь минеральными и органическими веществами почвы, в грунтовые воды, стекает поверхностным стоком в речные системы и далее с суши в Мировой океан.

По словам В.И. Вернадского «мы обычно не учитываем и не представляем себе то огромное значение, которое имеет в жизни и химических реакциях океана почвенный покров нашей суши. Почва и морская вода химически и генетически связаны» [32]. Такова глобальная гидрологическая функция почв по преобразованию атмосферной влаги на ее пути с суши в океан.

Не менее существенное значение имеет и глобальная функция взаимодействия почвенного покрова Земли с ее атмосферой. По новейшим данным почвоведов и микробиологов, важнейшим источником содержания диоксида углерода в атмосфере является так называемое «дыхание» почвы, т.е. взаимообмен почвенным воздухом с приземными слоями атмосферы. Эмиссия CO₂ из почвенного покрова России составляет 2,74 млрд т в год, что почти в пять раз больше индустриальных выбросов двуокиси углерода на её территории.

Не менее значима в экологическом плане эмиссия почвой закиси азота, метана из заболоченных почв, а также из оттаивающих толщ вечных мерзлых грунтов.

Все более очевидным становится влияние биогеохимических почвенных процессов на гипергенез верхних слоев литосферы. Древние континентальные коры выветривания все чаще рассматриваются как результат воздействия почвообразовательных процессов на поверхностные слои горных пород [70 175, 181].

Даже краткое рассмотренное разнообразие экологических функций почв и в целом почвенного покрова Земли позволяет утверждать, что сохранение и разумное использование этой тончайшей оболочки земной суши — её педосферы — является необходимым условием сложившегося функционирования биосферы и дальнейшего развития человеческой цивилизации.

Г. В. Добровольский

• Районирование по вероятной интенсивности самоочищения от твердых, жидких и газообразных продуктов техногенеза, масштаб 1:60 000 000

Источник

Экологические функции почвы

Зарождение теории о роли и формах участия почв в функционировании и динамике различных природных и социоприродных систем. Гидросферные, атмосферные, литосферные и этносферные функции почвы. Роль земли как среды обитания и фактора биологической эволюции.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

на тему: Экологические функции почвы

1. Зарождение теории

2. Глобальные функции

3. Биогеоценотические функции

1. Зарождение теории

Экологические функции почв — учение о роли и формах участия почв в функционировании и динамике различных природных и социоприродных систем.

Современные представления о экологических функциях почв разработаны учеными МГУ им. М. В. Ломоносова и РАН (Е.Д.Никитин, Г. В.Добровольский, В.А.Ковда, Л.О.Карпачевский). Оно позволяет преодолеть доминирующее одностороннее восприятие почвы как объекта сельскохозяйственного труда и трактовать почвенный покров Земли — педосферу как незаменимую планетарную оболочку, без которой невозможно благополучие биосферы и общества. Выделяются две основные категории почвенных экофункций: глобальные и биогеоценотические (экосистемные).

2. Глобальные функции почв

Глобальные функции подразделяются на гидросферные, атмосферные, литосферные, общебиосферные и этносферные.

В группе гидросферных функций почв обособляются: трансформация почвой поверхностных вод в грунтовые; участие почвы в формировании речного стока и влияние ее на биопродуктивность водоемов за счет приносимых почвенных соединений; работа почвы в качестве сорбционного барьера, защищающего акватории от загрязнений и др.

Антропогенная деятельность вызывает сильные изменения водного режима почв и водного баланса территорий. К сожалению, последствия этих изменений учитываются явно недостаточно, хотя во многих случаях они служат причиной крупных негативных явлений регионального и глобального масштаба. Среди них — нарушение естественного водообмена в геосистемах, гипертрофирование гидрологических функций почв, их переувлажнение при орошении, что сопровождается процессами вторичного засоления, опустынивания в аридных и семиаридных зонах.

Группа атмосферных функций почв включает в себя: поглощение и отражение почвой солнечной радиации; регулирование влагооборота атмосферы; поставку в воздушную оболочку твердого вещества и микроорганизмов; поглощение и удержание некоторых газов от ухода в космическое пространство; регулирование газового режима атмосферы. Благодаря расположению на стыке с атмосферой, пористому сложению и активному продуцированию газов почвенной биотой газообмен между воздухом и почвой совершается весьма интенсивно. Так, в структурном пахотном горизонте почти полное обновление воздуха может происходить каждый час.

Масштабы потребления и выделения газов почвой характеризуются исключительным размахом. За 1 ч. кислорода потребляется 1000-4000 л/га, в таких же примерно количествах выделяется углекислый газ.

Важным является взаимодействие почвы с подземной атмосферой, представляющее весьма важную область исследований. Значимость этого вопроса становится все более очевидной в связи с установлением значительного разнообразия проявлений подземной атмосферы и большого ее удельного веса в суммарной газовой оболочке Земли.

Работы микробиологов показали, что в почве распространена микрофлора, окисляющая углеводороды, проникающие в нее из подземной атмосферы. Причем повышенные концентрации бактерий, окисляющих пропан и гептан, были обнаружены над залежами нефти и газа. В то же время в приземном воздухе этих районов до вскрытия месторождений углеводороды отсутствовали, что свидетельствует об эффективности работы почвенного бактериального фильтра. Экологическое значение данной функции почвенных и подпочвенных микроорганизмов трудно переоценить, ведь благодаря ее действию атмосферная среда обитания высших организмов оказывается защищенной от вредного действия горючих газов. Там, где в районе промыслов уничтожается почвенный защитный бактериальный фильтр, содержание углеводородов в атмосфере достигает десятых долей, а иногда и нескольких процентов.

Таким образом, можно констатировать, что газорегуляторная функция почвы наряду с аналогичной функцией наземных биоценозов — действенный механизм поддержания почвой атмосферы в определенном режиме, сформировавшемся в ходе эволюции. Это достигается многообразием и эффективностью конкретных форм влияния почвы на атмосферу, к которым относятся: выделение многочисленных газообразных почвенных продуктов в атмосферу, биологическое и физико-химическое поглощение газов тропосферы, фиксация газов, выделяющихся из недр Земли, и др.

Литосферные функции почв включают в себя: биохимическое преобразование верхних слоев литосферы при участии почвообразовательного процесса; роль почвы как источника вещества для образования минералов, пород, полезных ископаемых; вклад почвы в защиту литосферы от чрезмерной эрозии, в обеспечение условий ее нормального развития и др.

Анализируя сущность основных литосферных функций почвы, необходимо иметь в виду, что верхняя часть каменной оболочки, граничащая с гидросферой и воздушной оболочкой, находится в особых термодинамических условиях. Поверхностные горизонты литосферы испытывают постоянное разрушающее воздействие ряда агентов. На континентах особую разрушающую силу несут с собой движущиеся воды и ветер, наиболее интенсивно воздействующие на не защищенные почвенным и растительным покровом дневные горизонты геологических пород.

3. Биогеоценотические функции

В группе общебиосферных почвенных функций почва выступает как среда обитания, аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши, связующее звено биологического и геологического круговоротов, планетарная мембрана, защитный барьер и условие нормального функционирования биосферы, фактор биологической эволюции.

Особый интерес представляет роль почвы как среды обитания и фактора биологической эволюции.

Роль почвы как среды обитания для растений и животных проявляется, прежде всего, в том, что именно с ней связаны существование большинства видов живых организмов и образование основной массы живого вещества планеты. почва литосферный биологический эволюция

Доказано (М.С. Гиляров, Д.А. Криволуцкий и др.), что без почвы оказалось бы невозможным то разнообразие наземных форм жизни, которое имеет место в настоящее время.

Однако антропогенные воздействия на биосферу, приводящие к негативным изменениям в почвенной оболочке, ослабляют ее роль как благоприятной среды обитания для многих групп организмов, что с неизбежностью приводит к снижению биоразнообразия.

Этносферные функции почв. Среди выдающихся достижений междисциплинарных направлений исследования взаимосвязей природы и общества в числе первых следует назвать географо-этнологические работы Л.Н.Гумилева, обобщенные им в монографиях «Этногенез и биосфера Земли» (1990), «Тысячелетие вокруг Каспия» (1993) и ряде других публикаций. Убедительно показав, что «разнообразие ландшафтов — вот причина этнической мозаичности антропосферы», ученый стимулировал многие науки по-новому оценить степень зависимости этносов и общества в целом от различных компонентов географической среды и биосферы в целом.

Данная оценка должна коснуться и почвоведения, поскольку в прямой и опосредованной форме степень влияния почвы на этногенез весьма ощутимо. «Космические и планетарные вариации стоят на несколько порядков выше этногенезов, влияют на всю биосферу, включающую не только совокупность живых организмов, но и почвы. И хотя этносы — «капли в океане биосферы», они не могут не реагировать на ее флуктуации».

Анализ данного вопроса дает основание выделить категорию этносферных, а также социосферных функций почвы, существенно определяющих этногенез и жизнь этносферы и социосферы.

Среди таких функций можно назвать: роль почвы как одного из важных факторов существования и динамики этносферы и социосферы; участие ее в формировании полезных ископаемых и энергетических ресурсов, используемых этносами Земли; почва как место для поселений, промышленных и дорожных объектов; сохранение почвой информации о развитии природной и этнокультурной среды и др.

Актуальность социально-экономических почвенных исследований в региональном и глобальном масштабе все более возрастает в связи с нарастающей антропогенной деградацией биосферы и педосферы, чреватой неизбежными этническими напряжениями и катаклизмами.

Особую категорию образуют функции почв в биогеоценозах — наземных экосистемах; Биогеоценотические (БГЦ) функции целесообразно объединить в группы в соответствии с основными свойствами почв. Физические, химические и физико-химические свойства почв определяют такие их функции, как: жизненное пространство; жилище и убежище; механическая опора; депо семян и других зачатков; источник элементов питания; стимулятор и ингибитор биохимических процессов, идущих в биогеоценозе; депо влаги, элементов питания и энергии; сорбент микроорганизмов и др.

Важно подчеркнуть, что наиболее «популярная» функция почв как источника элементов питания — это одна из многих узловых биогеоценотических функций, но отнюдь не единственная. Поэтому ее чрезмерное усиление (например, с помощью минеральных удобрений) с неизбежностью приводит к существенным, часто неблагоприятным трансформациям других биогеоценотических функций. Это, к сожалению, очень долгое время не могли понять сторонники повышенных доз минеральных удобрений, внесение которых, как правило, сопровождается многими отрицательными последствиями.

В связи с разработкой учения об экологических функциях почв по-новому должно пониматься почвенное плодородие. В свете разрабатываемых представлений об экологической полифункциональности почвы, ее плодородие можно определить как одну из наиболее интегральных почвенных экологических функций, обеспечивающую формирование биомассы растений, имеющую относительный характер, отличающуюся сильной пространственно-временной изменчивостью и обусловленную взаимодействием различных свойств и функций почвы.

По-видимому, целесообразно пользоваться двумя родственными понятиями: понятием биологической продуктивности почв — способностью обеспечивать рост, развитие и формирование биомассы различных организмов, связанных с почвой, и понятием плодородия почв, под которым подразумевается более конкретная функция — способность почвы обеспечивать создание биомассы растений.

Вышеприведенное понимание почвенного плодородия акцентирует внимание, прежде всего, на его многопричинной обусловленности, относительности и динамичности.

Оно опирается на тесную зависимость способности почвы производить урожай от многочисленных ее свойств и экологических функций. Так, показательны примеры низких урожаев на удобренных почвах, зараженных паразитами растений, и резкого увеличения урожайности в случае их уничтожения.

Учение об экологических функциях почв и его дальнейшая разработка во многом определяет развитие биосферологии и теории взаимодействия общества и природы.

Оно предполагает новые подходы в охране почв, как незаменимого компонента биосферы — прежде всего подготовку Красной Книги и Кадастра особоценных почв.

Однако задача охраны почв и сохранение почвенного разнообразия на практике реализуется пока неудовлетворительно, что во многом связано, с продолжающим доминировать узко утилитарным отношением к почвенным ресурсам.

Поэтому крайне актуально возрождение бережного отношения к почве и воспитание чувства земли, в чем неоценимую помощь может оказать экологическая этика.

1. Добровольский Г.В. Никитин Е.Д. (1990) Функции почв в биосфере и экомсистемах.

2. Добровольский Г.В.Никитин Е. Д. (2000) Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы: функционально-экологический подход.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Понятие и морфологические свойства почв. Основы почвенной классификации. Биогеноценотические функции почвы в наземных экосистемах, обусловленные ее физическими, физико-химическими и химическими свойствами. Информационные и целостные функции почвы.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 08.03.2012

Общая характеристика понятия и структуры почвы, виды загрязнений почвы. Методы контроля загрязнений почвы, понятие, виды и характеристика приоритетных веществ — загрязнителей почвы. Почвенные функции разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений.

курсовая работа [76,6 K], добавлен 01.04.2010

Понятие среды обитания и типы её загрязнения. Организация систем мониторинга в России. Методы и средства контроля среды обитания: контактные, дистанционные и биологические методы оценки качества воздуха, воды и почвы. Оценка экологической ситуации.

контрольная работа [223,8 K], добавлен 05.04.2012

Виды загрязнения почвы, их характеристика. Оптимальные значения рН почвы для выращивания основных сельскохозяйственных культур. Соли, наиболее опасные при засолении почвы. Принимаемые меры для восстановления плодородия почвы при обнаружении ее засоления.

контрольная работа [28,8 K], добавлен 10.01.2017

Почва — один из важнейших компонентов окружающей природной среды, ее экологические функции как фактора плодородия и санитарного баоьера. Деградация почвы агроэкосистем, виды антропогенного воздействия. Необходимость восстановления почвенных ресурсов.

реферат [23,7 K], добавлен 14.11.2010

Источник