Лишайники мхи образование почвы

Что такое мхи и лишайники

Мхи и лишайники появились миллионы лет назад. Они жили еще во времена динозавров, и по сей день на валунах, на деревьях и просто на влажной земле можно обнаружить эти растения. Мхи очень разнообразны. У некоторых из них тело расчленено на стебель и листья, а у некоторых оно представляет собой единое тело – слоевище.

Некоторые ученые считают, что мхи произошли от зеленых или бурых водорослей, а некоторые утверждают, что их предками являются низшие псилофиты. Так или иначе, большинство сходятся на том, что мхи и лишайники стали тупиковой ветвью эволюции. То есть, всевозможные папоротники, цветы и деревья ведут свою родословную не от них, а от вымерших псилофитов.

У мхов и лишайников нет семян. Они размножаются спорами – мельчайшими пылинками, не защищенными оболочкой и не содержащими питательных веществ. Соединиться «отцовская» и «материнская» пылинка могут только в воде. Из-за этого лишь одна из миллионов пылинок может превратиться в новое растение. Гораздо эффективнее другой способ размножения, когда часть растения отделяется и разрастается. Кстати, так могут размножаться практически все растения. Однако так новое растение появится рядом, а споры ветер может унести за многие километры от растения-«родителя».

У мхов нет корня, есть лишь уже знакомые нам выросты-ризоиды, которыми растение крепится к земле, камню или дереву. Из-за этого мох не может получать воду и азот из почвы. Поэтому мхи поселяются в сырых местах, где они могут всей поверхностью впитывать воду и питательные вещества, растворенные в ней. Чаще всего мхи растут на почве, в которой мало питательных веществ – ведь здесь им не будут мешать расти другие растения.

Лишайники

Лишайник – это очень интересное растение. Точнее, его и растением назвать трудно. Ведь лишайник – это водоросли и грибы, живущие вместе. Гриб умеет впитывать воду и азот из почвы, а водоросли, живущие на его поверхности, умеют осуществлять фотосинтез, образуя из воды и углекислого газа под действием солнечного света углеводы. Таким образом эти живые организмы отлично дополняют друг друга. Гриб и водоросль так хорошо приспособились друг к другу, что образовали новое растение – лишайник. Такое тесное взаимодействие называется симбиозом.

Мхи и лишайники считаются очень несовершенными растениями. Однако именно это «несовершенство» позволяет им жить в таких условиях, где любые другие растения не смогут существовать. Они легко переносят даже глубокое замораживание и последующее высыхание. Благодаря тому, что мхи и лишайники невероятно неприхотливы, они распространены по всей планете. Они растут даже на побережьяхАнтарктиды! Ученые возлагают на лишайник большие надежды, пытаясь выращивать это растение в космосе.

Источник

Лишайники и их роль в почвообразовательных процессах

Лишайники (Lichenes) — группа сомбиотических организмов, тело которых сост. из 2-х компонентов — грибного (микобионта) и водорослевого (фикобионта). В роли фикобионтов могут выступать и цианобактерии.

Природа взаимоотн. 2-х симбионтов в лишайниковом тандеме трактуется до сих пор неоднозначно (истинный паразитизм гриба на водоросли, сбалансир. паразитизм, мутуализм — облигатное взаимовыгодное сожительство). Лишайники — биологически целостные организмы, имеющие свой эволюционный путь развития и характерные только для них черты строения и метаболизма.

Некоторые фикобионты (напр, зеленая водоросль Trebouxia, входящая в сост. почти половины известных видов лишайников, не живет в свободном сост. и обнаруж. только в симбиозе с грибами). В наст. время описано до 26 тыс. видов лишайников, кот. группируются в 400 родов. Названия лишайникам даются по их грибному компоненту. Микобионты лишайников почти исключительно аскомицеты и только у нескольких лишайников — базидиомицеты . Из водорослей в качестве фикобионта чаще всего: зеленые и желтозеленые, иногда — цианобактерии (синезеленые водоросли).

По анатомическому строению:

лиш. с гомеомерным талломом (таллом на срезе имеет симметр. строение: между верхней и нижней «корой» (образованной грибными гифами) расположен рыхлый слой мицелиальн. тяжей, среди кот. равномерно распр. клетки водоросли).
лиш. с гетеромерным талломом (верхний и нижний слои различаютс по плотности и толщине, а водорослевые клетки сосредоточены под наружным «корковым» слоем).

корковые (или накипные)
листоватые
кустистые

+ есть еще мелколистоватые кочующие лиш., которые не прикреплены к субстрату, а имеют форму клубней или комочков и передвигаются ветром по поверхности почвы => кочующий таллом.

Отделения кусочков слоевища с последующей их регенерацией. На поверхности таллома верхний корковый слой разрывается там, где образуются скопления комочков из гиф, оплетающих клетки водоросли => есть сораль (скопления комочков из гиф, оплет. кл. водоросли), кот. состоит из соредий (1 комочек). Это отличается от изидий (закрытые выросты таллома, несущие внутри несколько клеток водорослей) Половым путем: за счет образования грибом сумок или базидий; грбной компонент может образовывать и конидиальные спороношения. Конидии (или споры) прорастают мицелием, кот. захватывает клетки водоросли и образует новый таллом.

Средний возраст лиш. 30-80 лет. Обычно они прикрепл. к неподвижному субстрату — скалам, камням, деревьям или разраст. на поверхности почвы. Автотрофный компонент обеспечивает гриб, синтезир. орг. вещ-ва. Но гриб может жить и как сапротроф (за счет отмирающих гонидий водоросли) => отношения между грибом и водорослью основаны, скорее, на паразитизме, проявляющемся в разной степени — от умеренного до резкого — в зависимости от условий внешней среды.

Роль в почвообразовании + значение;

Лишайники образуют сложные орг. кислоты (гл. образом полифенольного ряда), облад. антибиотическими св-вами: усниновую, урсоловую, леканоровую. Эти к-ты обладают хелатирующ. св-вами => связывают катионы разрушаемой породы.
Физическое возд. на субстрат. Об участии лишайников в 1-ичном почвообр. в горных районах писали Полынов, Глазовская, Красильников.
Слоевища лишайников служат местообит. для многочисленных микроорг.
Народнохоз. значение: из них выделяют красители (лакмус); кустистые лишайники в тундре служат главной пищей для северных оленей (ягель, или олений мох, включает в себя 3 вида кустистых лишайников рода Cladina. Так же лишайники поедают лоси, косули и т.д, объедая эпифитные лишайники с коры деревьев.

Лишайники очень устойчивы к неблагоприятным условиям + не зависят от готовых органических вещ-в в среде => живут на всех континентах.

Для почв. биологии интересны 1 экологические группы лишайников: 1) напочвенные (эпигейные): обычны на песках, в тундрах, полупуст и торфянниках (т.к. не выдерживают конкур. со стороны быстрораст. высших растений) . Примеры: исландский мох (Cetraria islandica) — встречается на открытых местах. 2) наскальные (эпилитные) представлены в основном накипными формами. Среди них различают : а) кальцефильные (виды родов Verrucaria…) — живут не известковых породах и б) кальцефобние (виды родов Lecanora…) — живут на кремнеземных породах.

Источник

Мхи и лишайники. В чем разница?

Мхи и лишайники занимают большую часть пространства. Первооткрыватели, которые сделали первые шаги по суше, слились с жизнью на ней и стали элементом образования гумуса. Если раскрыть эволюцию растения, мхи и лишайники это их основа.

Что такое мхи и лишайники

Мхи относятся к высшим споровым растениям из отдела Моховидных, царство конечно Растений.

Лишайники относятся к низшим растениям, которые образовались с помощью сожительства грибов и бактерий.

Сравнительные особенности

В начале каменноугольного периода появляются мхи на земле. Они есть по всюду и в Антарктиде тоже. Для существования мхам необходима влага. Это пожалуй единственный критерий который нужен для размножения.

В период раннего девона появляются лишайники. Сосредоточены на всех материках, приспособились подниматься высоко в горы.

Мох достаточно небольшое растение. Корней нет. Закрепляются в процессе жизни ризоидами (волосистые отростки). Функция подачи воды и питания тоже возложена на ризоиды. Питание может еще поступать через листья, стебель. Процесс фотосинтеза происходит именно в них.

Многое удивляет в лишайнике. Таллом — это тело. Оно образовано благодаря сосуществованию водорослей и грибов. Если разделить эту парочку, они смогут жить врозь. Грифы грибов делают корочку веру и внизу в талом теле. Внутри как в пирожке начинка состоящая из водорослей. Они работают над фотосинтезом с помощью пигмента хлорофилла.

Лишайники не имеют корней. При выделении кислоты грибами рушится основа для крепления.

Особенности размножения

Мхи двудомные. Женские растения сосредоточили свои органы на верхушках. Мужские органы содержат сперматозоиды. У спорофитов из двух поколений доминирует одно.

Формируются спорангии в женском организме после опыления. Созревшие споры падают во влажное поле и всходят. На новоиспеченной зеленной нитке снова образуются женские и мужские экземпляры.

Размножение лишайников происходит вегетативно. Размножение половым путем и бесполым выделяется плодовыми телами.

Значения мхов и лишайников в природе

Мох способен удерживать воду в почве и при этом заболачивать ее.

В первом перевязочном материале использовали мох. Основа создания торфа мох.

Лишайник указатель загрязнений в воздухе. Считается растением разрушителем горных пород. Участвует в почвообразовании.

Источник

#PROрастение Рубрика «Зелёный мир и я». Мхи и лишайники — польза и/или вред?!

Всё чаще горожане стремятся на природу, чтобы отдохнуть от городской суеты. В последние годы культура отдыха заметно выросла – огонь разводят в мангалах на пикниковых точках, а образующиеся отходы многие посетители сами собирают и относят к мусорным контейнерам.

Хочется, чтобы это положительное стремление людей сохранялось и развивалось. Но зачастую чрезмерное старание без знаний биологии и экологии леса может принести вред. Так, например, в Битцевском лесу можно заметить деревья с поврежденной корой в нижней части ствола. С них были удалены мох или лишайник.

Сами соскобленные мхи валяются здесь же недалеко от дерева. Это дело рук «заботливых» отдыхающих, привыкших бороться с лишайниками и мхами на дачных плодовых деревьях. Бороться с такими жителями практически невозможно. Попробуйте поймать «доброжелателя» в лесу! Так что рассказать о значении мхов и лишайников для леса и деревьев просто необходимо.

Мхи или бриофиты (лат. Bryophyta) — одни из старейших растительных организмов. Встречаются практически во всех климатических зонах земного шара.

В наших лесах «проживает» несколько сотен видов мхов. Мхи могут расти почти на любых поверхностях, так как у них на самом деле ведь нет корней. Но болотные виды на минерализованной почве не поселяются и быстро выгорают на солнце в случае вырубки. Всё важное для развития и роста они поглощают с поверхности, которая их окружает – воду, питательные вещества. А почва, камень или дерево — это просто субстрат для прикрепления.

Экосистеме важен лесной мох. Тут надо понимать, что он, как фотосинтезирующее растение усваивает неорганические вещества, а далее уже создаёт органику, которая используется другими организмами.

Крупные позвоночные животные мхом не питаются, но он служит питанием для многих беспозвоночных. Во мхах развиваются целые природные сообщества, со своим микроклиматом и фауной. Отмирая, эти растения образуют плодородный слой почвы. Мох в свою очередь способен как впитывать, так и удерживать огромное количество воды. Таким образом он обеспечивает переход поверхностного стока вод в подземный. Моховой покров предохраняет почву от эрозии, способен накапливать и удерживать загрязняющие вещества.

Мох не может ничего разрушить или загубить. Произрастая на древесных стволах, мох нечего от них не берет, наоборот – не дает расти грибам и другим паразитам, разрушающих древесину. Поэтому бороться со мхом не надо!

Лишайники (лат. Lichenes) представляют собой симбиоз грибов и водорослей.

Такое сожительство взаимно полезно, тело гриба поглощает воду и растворенные в ней минеральные вещества, усваивает газы из воздуха, в том числе азот, и обеспечивает водорослям условия для существования, а в клетках водорослей образуются органические вещества, необходимые грибам. Корней у них нет. Бывают накипные, листоватые, кустистые лишайники и расти могут на почве, камнях, деревьях, даже на бетонных и металлических поверхностях.

Лишайники поедаются улитками. В той или иной мере их используют насекомые и клещи.

У некоторых видов бабочек личинки питаются исключительно лишайником. Многие птицы используют лишайники в качестве материала для своих гнезд. Лишайники вносят существенный вклад в процессы почвообразования.

Лишайники проявляют повышенную чувствительность к химическому загрязнению и служат индикаторами качества воздуха. Использование лишайников в качестве организмов-индикаторов называется «лихеноиндикация».

При проведении оценки уровня загрязненности учитывается вид лишайника, частота встречаемости на обследуемой территории и занимаемая площадь на стволе дерева. Чем большее количество видов лишайников произрастает на обследуемой территории и чем обильнее их покров – тем чище воздух.

То есть мхи и лишайники – не враги, а друзья древесных насаждений, они не приносят им никакого вреда, а только лишь пользу всей лесной экосистеме. Бороться с лишайниками и со мхами на стволах деревьев не нужно. Больше вреда дереву наносит соскабливание этих ненастоящих «вредителей».

Источник

Этапы образования почвы: схема и описание

Процесс образования почвы длится сотни тысяч лет. Он начинается с разрушения горной породы и заселения на ней первых живых организмов. Растения, бактерии и животные способны выборочно концентрировать минеральные вещества , которые становятся питательными элементами для следующих поколений. Постепенно накапливается органика, формируется гумус, отвечающий за плодородие почвенного покрова. А вот окончания почвообразовательного процесса как такового нет.

В этой статье мы подробно расскажем, как появляется почва, какие этапы выделяются, в чем их особенности. Мы последовательно распишем весь процесс почвообразования, рассмотрим все стадии и покажем их на схемах.

Итак, превращение горной породы в почву происходит в результате двух процессов – выветривания и почвообразования. В научной литературе они часто рассматриваются отдельно друг от друга. Мы же решили описать их вместе.

На это есть свои причины:

Во-первых, выветривание и почвообразование протекают совместно, часто начинают идти параллельно друг другу.
Во-вторых, почвообразование невозможно без процесса выветривания. Последнее подготавливает породы к началу образования из них покровов.

Иными словами, процесс выветривания является важнейшей частью почвообразования, одной из его стадий.

Поэтому формирование почвы можно представить в виде следующих последовательных этапов:

Выветривание горной породы
Первичное почвообразование
Развитие почвы
Равновесие
Эволюция

Если представить весь процесс в виде графика, то выглядеть он будет следующим образом:

Вы могли заметить, что на схеме мы не указали конкретное время образования почвы. Это связано с тем, что процесс почвообразования может длиться от нескольких десятков до тысячи лет. Подробно об этом мы рассказывали в нашей статье Время как фактор почвообразования.

Так, например, самая плодородная почва – чернозем – формируется в промежуток от 5 до 3 000 лет. За 5 лет появляется ее примитивный почвенный профиль, а за 3 000 – зрелый. Затем чернозем переходит в стадию равновесия (на графике он обозначен цифрой 4). А вот с тундровой почвой ситуация иная: примитивный профиль у нее образуется за 10 лет, а зрелый – за 200. Все это обусловлено различными факторами и условиями почвообразования, такими как климат, рельеф, грунтовые воды, флора и фауна. О них вы можете прочитать в соответствующих статьях.

Схему, которую вы видите выше, начал разрабатывать еще В.В. Докучаев – известный почвовед, родоначальник таких наук как почвоведение и география почв. Впоследствии ее дорабатывали и дополняли многие именитые ученые. Именно она описана во многих научных трудах и учебных пособиях. Мы тоже будем опираться на нее в нашем описании почвообразовательного процесса.

Для вашего удобства, мы подготовили еще одну схему:

На этой картинке тоже показаны и кратко описаны все стадии формирования почвенного покрова. Возможно , эта схема будет вам полезна. Мы также будем использовать ее в нашем описании.

Рассмотрим этапы почвообразования, которые были даны выше. И начнем мы с такого важного процесса как выветривание.

Выветривание горной породы

Под выветриванием понимают воздействие на горные породы различных факторов внешней среды, и прежде всего – климатических. Это атмосферные осадки, ветер, температура воздуха, солнечные лучи. От их влияния порода начинает постепенно разрушаться и превращаться в рухляк. Это создает благоприятные условия для формирования на выветренных обломках почвенных покровов.

Различают несколько видов выветривания:

О каждом из них мы поговорим далее.

Физическое выветривание

Физическое выветривание — это механическое разрушение горной по р оды без изменения ее химического состава.

Факторами, провоцирующими этот процесс, являются:

Температура воздуха
Порода состоит из разных минералов, которые неодинаково расширяются при нагревании. В результате ослабляются связи между отдельными кристаллами, появляются трещины. Температура повышается, в первую очередь, за счет нагревания лучами солнца (это также называется инсоляционным выветриванием). Но в некоторых регионах это явление связано с вулканической деятельностью: близким расположением разогретых слоев магмы и горячих вулканических источников воды.
Перепады температур
Перепады суточных и сезонных температур также ведут к разрушению породы. В умеренной зоне сильное влияние оказывает морозное выветривание, связанное с сезонными температурными перепадами. В трещины попадает вода, объем которой при замерзании увеличивается на 9-10%. Из-за этого трещины расширяются, порода разрушается и со временем превращается в рухляк.
Ветер
Он способствует физическому разрушению в степях и пустынях. Ветер переносит мелкие частички песка, которые шлифуют породу , оседают на ее поверхности, попадают в мелкие трещины и при перепаде температур способствуют их расширению.
Тектонические сдвиги и землетрясения
В горных областях порода разрушается вследствие селевых потоков, при интенсивном сходе талых и дождевых вод со склонов, а также под воздействием силы тяжести.

Физическое выветривание начинается с поверхности горных пород, на которой происходит наиболее сильное колебание температур. Постепенно процесс захватывает и глубокие слои породы. Как только их достигают влага или ветер, они также подвергаются изменениям.

В результате физического выветривания горная порода становится рыхлой. На монолитных каменных поверхностях появляются трещины разного размера и глубины:

Затем в эти трещины из атмосферы попадают воздух и влага:

То есть плотная порода становится водо- и воздухопроницаемой.

Вода и кислород, попадая внутрь камня, начинают взаимодействовать с минералами и влиять на их состав. Это запускает различные химические процессы.

Химическое выветривание

Химическое выветривание — это разрушение горной породы с изменением ее состава. Больше всего ему подвержены магматические материалы.

Как мы уже сказали выше, один из основных факторов этого вида выветривания — вода. Она обладает свойствами элект р олита и растворяет практически все минералы. Такой тип выветривания называют еще гидратационным.

При химическом выветривании из кристаллических решеток выносятся молекулы металлов — кальция (Ca), магния (Mg), калия (K), натрия (Na). К ним присоединяются диоксид углерода (СО2), вода (Н2О), кислород (О2). Таким образом появляются вторичные соли, оксиды и гидроксиды.

При взаимодействии пород, обогащенных серой, с водой образуются сульфаты, и среда становится кислой. Кальций, напротив, способствует повышению щелочности. В кислой среде интенсивно растворяется оксид кремния, в щелочной и нейтральной — гидроксид алюминия. Так образуются вторичные глинистые минералы.

При повышенной влажности из кристаллических решеток выносятся молекулы железа, марганца, кобальта, никеля, цинка, алюминия. Это провоцирует оглеение породы.

Кислород, проникая в горные породы на значительную глубину, запускает процессы окисления. В первую очередь ему подвержены минералы, содержащие железо. В результате окисления также меняется первоначальная окраска горных пород, появляются желтые, бурые, красные оттенки.

Важную роль в процессе химического выветривания играет и углекислый газ. Он создает с некоторыми металлами растворимые комплексы. Прежде всего это относится к кальцию. Соединяясь с СО2 , карбонаты переходят в хорошо растворимые бикарбонаты.

Результатом химического выветривания становится изменение физического состояния горных пород. Прежде всего они приобретают другие свойства. Для них становятся характерны связность, влагоемкость, поглотительная способность. Также породы обогащаются новыми вторичными минералами (например, глинистыми).

Биологическое выветривание

Это выветривание еще называют органическим или биогенным. Оно начинается в тот момент, когда на горной породе появляются первые живые организмы. Бактерии, грибы, водоросли и лишайники в процессе своей жизнедеятельности выделяют сильные органические кислоты и щелочи. Они взаимодействуют с минералами, образуя растворимые соединения, и разрушают кристаллические решетки.

Лишайники, мхи и другие растения прикрепляются к породе благодаря корневой системе. Их разветвленные гифы в виде нитевидных образований проникают в трещины, закрепляются там и начинают развиваться, усиливая тем самым механическое разрушение. Лишайники также меняют цвет и структуру породы, проделывая в ней небольшие углубления.

Когда начинает формироваться плодородный слой, вступают в действие гуминовые кислоты и гуматы. Эти вещества способствуют выносу из породы молекул металлов и питательных элементов, провоцируют ее дальнейшее разрушение.

Верхний трещиноватый слой породы называется корой выветривания. Она представляет собой разрушенную процессами выветривания поверхностную толщу глубиной от нескольких сантиметров до десятков метров. Именно ее рыхлая структура пропускает и впитывает воду, воздух. В ней интенсивно проходят химические процессы , создаются условия для поселения живых организмов и формирования почвы.

Самые благоприятные условия для формирования коры выветривания сложились в теплом и влажном климате, а наименее благоприятные – в сухом и холодном.

Кору выветривания можно классифицировать по нескольким параметрам:

Возрасту
Способу формирования
Способу залегания
Форме залегания
Генезису горной породы
Расположению минералов
Геохимическому типу
Составу

Все эти критерии значительно влияют на дальнейшее почвообразование. Поэтому мы коротко скажем о каждой типологии.

Итак, в зависимости от возраста кора выветривания бывает:

Современной (голоценовой)
Древней (доголоценовой)

Голоцен – это современная геологическая эпоха, которая началась 12 000 лет назад и продолжается до сих пор. Таким образом, современная кора выветривания образовалась в этой эпохе, а древняя – в предыдущей (плейстоцене).

По способу формирования она может быть:

Ископаемой (вновь вышедшей на поверхность)
Переотложенной (образовавшейся поверх другой коры)

При этом ископаемой всегда является древняя кора выветривания, а переотложенной – современная , которая формируется на древней.

В зависимости от способа залегания она разделяется на:

В дальнейшем именно на поверхностной начинает формироваться почва.

По форме залегания выделяют кору:

Площадную (толщиной от нескольких сантиметров до десятков метров)
Линейную (уходящую на 100-200 м в глубину)

В редких случаях последняя также может достигать глубины 1 500 м. При этом площадная кора выветривания покрывает породу сплошным слоем, а линейная – лишь область вдоль тектонических сдвигов и трещин.

В зависимости от происхождения горной породы, кора бывает:

Ортоэлювиальной (образуется на магматических породах)
Параэлювиальной (на осадочных)
Неоэлювиальной (формируется на четвертичных осадочных породах)

Согласно расположению минералов, кора выветривания может быть:

Элювиальной (значительная часть минералов вымывается в нижние слои коры)
Аккумулятивной (большинство минералов остаются и накапливаются в месте образования)
Транзитной, или элювиально-аккумулятивной (она объединяет характеристики двух типов)

По геохимическому типу выделяют кору:

Латеритную (это смесь оксидов железа, алюминия и титана , с небольшой примесью кремнезема; формируется она в тропиках и субтропиках)
Сиаллитную сиферритную (состав охристо-глинистый)
Выщелоченную карбонатную и силикатную (содержит карбонаты)
Инфильтрационного образования (в составе окремнелые породы)
Дезинтегрированную (они же обломочные)

В зависимости от состава кора классифицируется на:

Осколочную (с осколками свежих твердых пород)
Засоленную (с растворимыми солями)
Загипсованную (с высоким содержанием CaSO4)
Известняковую (содержащие CaCO3)
Доломитизированную (с включениями доломита — CaMg(CO)3)2)
Сиаллитную (соотношение SiO2 к Al2O3 больше двух)
Ферсиаллитную (соотношение SiO2 к Al2O3 больше двух; присутствует Fe2O3, его больше, чем оксида алюминия)
Альферритную (соотношение SiO2 к Al2O3 меньше двух; Fe2O3 больше, чем Al2O3)
Ферраллитную (количество оксида алюминия выше, чем оксида железа; соотношение SiO2 к Al2O3 меньше 2)
Аллитную, или бокситовую (количество оксида алюминия превышает количество оксида кремния)

Тип и состав коры выветривания определяют количество и качество питательных элементов, скорость накопления гумуса. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье Почвообразующая порода как фактор почвообразования.

Породы и минералы по-разному реагируют на процессы выветривания. Одни к ним более устойчивы (например, метаморфические) , другие – менее (осадочные). Из минералов выветриванию меньше всего подвержен кварц, наиболее – минералы, содержащие закисные формы железа. Промежуточное положение занимают полевые шпаты.

В результате воздействия разных видов выветривания, у горных пород появляются совершенно новые свойства, которые имеют огромное значение для дальнейшего почвообразования.

Так, важнейшими новоприобретенными характеристиками породы являются:

Рыхлость и раздельночастичность
Слоистость
Водо- и воздухопроницаемость
Наличие новообразовавшихся вторичных минералов (например, глинистых, которые обладают водопоглотительной способностью)
Содержание химических элементов в доступной для живых организмов формах

Благодаря всем этим факторам создается благоприятная среда для поселения на рухляке низшей и высшей растительности, живых организмов. Именно они и отвечают за начало интенсивного процесса почвообразования.

Первичное почвообразование

Первичное почвообразование на начальных стадиях проходит параллельно с этапом выветривания. На плотной скальной породе начинает формироваться подобие почвы. Она физически совмещена с корой выветривания, не отделима от нее. В дальнейшем, на более зрелых стадиях развития земной поверхности , этапы разделяются. Покровы формируются лишь в самой верхней зоне коры.

После разрушения горной породы на ее поверхности создаются все условия для заселения на ней живых организмов. Кора выветривания (или рухляк) обогащается питательными элементами, насыщается водой и воздухом. Это способствует появлению одноклеточных водорослей и бактерий, фиксирующих азот.

Первые микроорганизмы здесь автотрофные. Они способны усваивать минеральные элементы из горной породы, атмосферы, синтезировать органическое вещество благодаря фотосинтезу. Через некоторое время на рухляке поселяются гетеротрофные бактерии и грибы, разлагающие органику.

Процесс почвообразования усиливается с появлением лишайников. Они являют собой симбиоз гриба и водоросли, имеют смешанное питание. Эти растения выделяют сильные органические кислоты и щелочи, что способствует химическому выветриванию и высвобождению новых элементов питания. Сначала лишайники заселяют трещины, затем прорастают на поверхности камней (накипные разновидности).

На конечном этапе появляются листовидные и кустовидные формы лишайников. Гифы (нитевидные образования) их гриба проникают глубоко в камень, способствуя его разрушению. Под «листками» накапливается влага и органическое вещество, формируется тонкий слой мелкозема. Уже на нем могут поселяться мхи и даже высшие растения.

Начальный этап почвообразования длится сотни и тысячи лет. Его скорость зависит от климата, влажности. В арктической зоне, тундре и аридных областях (сухих степях, пустынях, полупустынях) он может остановиться и не продвигаться дальше. Почва в таком виде достигает стадии равновесия.

Развитие почвы

Стадия развития почвы начинается, когда на рухляке появляются травы и мелкие кустарники. Происходит быстрое накопление органического вещества. В почве появляются минералы, не свойственные первичной породе — соединения фосфора, азота, углерода, катионы кальция, магния, калия , натрия и других металлов. Эти соединения переходят в доступные для растений формы.

На этой стадии начинает формироваться гумусный слой. Структура и физические свойства грунта резко меняются. Он становится еще более рыхлым, зернистым, повышается его поглотительная способность. Горная порода под воздействием внешних факторов продолжает разрушаться до мелких частиц – так появляются песок и пыль. Все это позволяет накапливать влагу и питательные вещества. В почве интенсивно образуются вторичные минералы, создается обменный фонд химических соединений. Элементы постоянно поглощаются растениями и возвращаются назад после их отмирания.

Покров заселяется все большим количеством гетеротрофных организмов — грибами, бактериями, простейшими, червями, насекомыми, мелкими млекопитающими. Они принимают активное участие в разложении органики. Бактерии и грибы переводят сложные минеральные и органические вещества в доступные для растений формы. Подробно об этом мы рассказывали в нашей статье Биологический фактор почвообразования.

На стадии развития начинают формироваться почвенный профиль и почвенные горизонты. В нижних покровах образуются слои вымывания и концентрации химических элементов.

Этот этап определяет будущий тип почвы , ее свойства и плодородие. В покровах запускаются различные процессы почвообразования.

В зависимости от баланса вещества, а также по качеству и составу соединений, которые накапливаются или выносятся из горизонта, процессы делятся на группы (по Б. Г. Розанову):

Биогенно-аккумулятивные
Иллювиально-аккумулятивные
Гидрогенно-аккумулятивные
Элювиальные

Подробно на них в рамках этой статьи мы останавливаться не будем, лишь очень коротко скажем, с чем они связаны.

Биогенно-аккумулятивный процесс – это активное накопление органики в верхних слоях. Оно происходит под влиянием жизнедеятельности флоры и фауны. К этой группе относятся гумусообразование, гумусонакопление, подстилкообразование, торфообразование, дерновой процесс и другие.

Для иллювиально-аккумулятивной группы характерно отложение, преобразование и закрепление в средних слоях профиля различных веществ. Здесь выделяют процессы глинисто-иллювиальный (накопление вторичной глины), гумусово-иллювиальный (отложение гумуса), железисто-иллювиальный (накопление железа), карбонатно-иллювиальный (отложение карбонатов) и прочие.

Гидрогенно-аккумулятивные процессы происходят под влиянием грунтовых вод. На них также влияют водные режимы почв. В этой группе выделяют засоление, окарбоначивание, загипсование, оруденение , окремнение и другие. Они подразумевают накопление водорастворимых солей, карбонатов, гипса, оксидов железа и кремния соответственно.

Элювиальные процессы связаны с выносом того или иного вещества в другие горизонты. К ним относятся выщелачивание, декарбонизация, кислотный гидролиз глинистых силикатов, оподзоливание, осолодение, коркообразование и прочие.

Стадия развития почвы может длиться от тысячи до сотен тысяч лет. Она заканчивается, когда почвенный профиль полностью сформирован, определены свойства и мощность горизонтов. Процессы накопления органики начинают замедляться. Участие минеральной породы в них сводится к минимуму.

Равновесие

Этап равновесия почвенного покрова может длиться неопределенно долго. В этот период уже полностью сформирован почвенный профиль и определен тип плодородного грунта. Устанавливается баланс химических веществ. В грунт с опадом, осадками или из материнской породы поступают минеральные вещества. Они проходят сложный цикл превращения и частично теряются (вымываются в нижние слои профиля либо попадают в атмосферу). Но потери полностью компенсируются поступлением.

В почве постоянно происходят биохимические процессы. Но количество гумуса, толщина горизонтов и порядок их расположения в профиле не изменяются. На территории, которую занимает почва, устанавливается определенный тип флоры и фауны. Они зависят от состава плодородного грунта, климата, влажности, высоты над уровнем моря.

Эволюция

Смена климата, влажности, рельефа, уровня и состава грунтовых вод могут запустить процесс эволюции. Также на это может повлиять и деятельность человека. В результате в почве начинают по-другому протекать процессы разложения и накопления органики, появляются новые виды растений, микроорганизмов и животных. Это ведет к повторному формированию горизонтов. На старом (реликтовом) профиле появляются новые слои плодородного и минерального грунта.

Вот несколько примеров эволюции почвы:

При подъеме уровня грунтовых вод луг заболачивается. Поверх слоя луговой почвы начинается интенсивное образование торфа (при разложении с доступом кислорода) или глея (если преобладают анаэробные процессы).
После вырубки леса территория зарастает травой и кустарником. В покров уже не поступают органические вещества из подстилки , которые обеспечивали подзолистый тип почвообразования. Вместо этого развивается корневая система одно- или многолетних трав, что обеспечивает запуск дернового процесса.
После орошения земель в сухой степи уровень грунтовых вод резко поднимается. Они начинают испаряться с поверхности покрова, обогащая его растворимыми солями. В результате почва превращается в солончак.

Кроме того, заставить почву эволюционировать могут, например, тектонические сдвиги, смена растительности в результате изменений климата и другие факторы.

Эволюция грунта может как повышать, так и снижать плодородие. Второй вариант называется деградацией почвенных покровов. Практически всегда он связан с хозяйственной деятельностью человека. Неправильная вспашка склонов может спровоцировать водную эрозию, а вырубка лесов на равнине — ветровую. Нарушение правил орошения ведет к засолению почв. Подробно об этом мы рассказывали в нашей статье Деятельность человека как фактор почвообразования.

После того, как эволюционный этап закончен, покров вновь входит в стадию равновесия. Она будет продолжаться до тех пор, пока не появятся новые факторы и условия, способные изменить свойства и характеристики местных почв. Таким образом, можно сделать вывод, что процесс почвообразования по сути является бесконечным.

Формирование почвенных покровов — это динамический процесс , который начался с возникновением жизни на суше и продолжается до сих пор. Его этапы сменяют друг друга либо проходят одновременно. Выветривание горной породы продолжается и на начальных стадиях почвообразования благодаря деятельности живых организмов. Этапы развития и равновесия могут также протекать параллельно на разных участках. Стадия эволюции зачастую происходит под влиянием сельскохозяйственной деятельности человека.

Источник