Почва – важнейшая часть экосистемы
Почва – это верхний рыхлый и плодородный слой поверхности Земли, покрытый растительностью. В состав почвы входят песок, глина, перегной, минеральные соли, вода, воздух.
Первоначально наша Земля была покрыта голыми, безжизненными скалами. Постепенно, на протяжении миллионов лет, солнце, воздух и вода разрушали скалы. Оставшиеся обломки скал были малопригодны для жизни растений и животных. Только лишайники могли выжить в таких условиях. После того, как растения обжили эти территории, на них поселились животные. Остатки растений и животных в результате деятельности бактерий превращаются в перегной (гусмус). Из перегноя образуются соли. Соли – это питательные вещества, необходимые растениям для жизни, вместе с остальными компонентами они образуют плодородный слой земли.
Итак, мы видим, что почва не могла появиться без живых существ. В то же время и растениям и животным необходима почва.
Образование в почве перегноя и соли
Чем богаче почва перегноем и минеральными веществами, тем она плодороднее. На плодородной почве лучше растут любые растения. Самые плодородные и богатые перегнои почвы – чернозёмы. Они создают хорошие условия для роста растений.
Типы почв выделяются на основе их плодородия, строения, механического состава и т. п. На обширных равнинах России последовательно сменяют друг друга следующие зональные типы почв: тундровые, глеевые, подзолистые и дерново-подзолистые, серые и бурые лесные, черноземы, каштановые, бурые почвы полупустынь, серо-бурые и сероземы. Почвы республики Татарстан отличаются большим разнообразием. Почти треть территории Татарстана (32%) занята черноземными почвами — в районах Предволжья, на западе и востоке Закамья. Серые и темно-серые лесные и слабоподзолистые почвы, занимающие почти 38% площади РТ, широко распространены в Предкамье, северных районах Предволжья, на северо-востоке и в центре Закамья. В северных районах Татарстана, а также по левобережью Волги и правобережью Камы преобладают дерново-подзолистые почвы. На их долю приходится около 17% территории республики. В долинах рек встречаются аллювиальные (наносные) почвы
Разнообразие почв нашей республики отражено на почвенной карте Татарстана.
Основу населения наших лесов, лугов, полей слагают почвенные животные. Почва, на первый взгляд такая безжизненная и неприглядная, оказывается при пристальном рассмотрении буквально напичканной жизнью. Если приглядеться внимательно, откроются картины необыкновенные.
Одних обитателей почвы увидеть несложно. Это – грибы, дождевые черви, многоножки, личинки насекомых, мелкие клещи, бескрылые насекомые. Других можно рассмотреть с помощью микроскопа. В тончайших пленках воды, которые обволакивают почвенные частицы, снуют коловратки, жгутиконосцы, ползают амебы, извиваются круглые черви. Сколько здесь настоящих тружеников, неразличимых невооруженным глазом, но проделывающих, тем не менее, титаническую работу! Все эти незаметные существа поддерживают в чистоте наш общий дом – Землю. Более того, они еще предупреждают об опасности, которая грозит этому дому, когда люди неразумно ведут себя по отношению к природе.
Весь этот мир, живущий по своим законам, обеспечивает переработку мертвых растительных остатков, очистку от них почв, поддержание водопрочной структуры. Почвенные животные постоянно перепахивают почву, перемещая наверх частицы из нижних слоев.
Экосистемы состоят из живых организмов и среды обитания, которая дает им ресурсы – энергию, воду, питательные вещества. Однако есть в экосистеме один фактор, который нельзя отнести ни к собственно живым ее компонентам, ни к мертвым условиям среды. Это почва. Толщина почвы в разных районах Земли составляет от нескольких сантиметров до двух метров.
Главное вещество почвы – перегной (гумус). Из него под действием микробов образуются соли. Их используют растения. Растениями питаются животные. Когда растения и животные умирают, их остатки попадают в почву и под действием микробов превращаются в перегной. А потом из перегноя снова образуются соли. Их используют новые растения. А растениями питаются новые животные. Таким образом вещества «путешествуют» в природе по кругу. Из почвы – в растения, из растений – в тела животных, и с остатками растений и животных – снова в почву. Так происходит круговорот веществ в природе. Если почвы вдруг не станет, круговорот веществ прервется. Исчезнут растения и животные. А значит, не смогут жить на Земле и люди.
Один сантиметр почвы образуется в природе за 250-300 лет, двадцать сантиметров – за 5-6 тыс. лет. а вот разрушаться она может очень быстро.
Воздействие растений, ветра, воды и человека на плодородие почвы
Объект природы или явление природыОтрицательное воздействие на почву Положительное воздействие на почву
Растения Забирают питательные вещества из почвы Укрепляет почву, обогащает её перегноем
Вода Смывает плодородный слой Нужна для питания растений
Ветер Сносит плодородный слой Переносит семена растений
Человек Снижает плодородие, загрязняет, разрушает, уничтожает Восстанавливает и охраняет почву почву
Экологическая ситуация в стране продолжает оставаться тревожной. Отрасли добывающей промышленности создают специфические промышленные ландшафты с карьерами, шахтами, отвалами пустой породы. В результате открытой добычи руд и угля из сельскохозяйственного оборота изымаются десятки тысяч гектаров плодородных земель.
При добыче и перевозке нефти почвы и воды сильно загрязняются в результате аварий и т. д.
Сильнейшее загрязнение возникает вследствие развития энергетики. Тепловая энергетика загрязняет воздух соединениями серы, отвалы шпаков выводят из оборота пахотные земли, загрязняют поверхностные и подземные воды.
Гидроэнергетика вызывает заболачивание и затопление земель в связи со строительством водохранилищ.
Атомная энергетика может выступать источником радиоактивного загрязнения воды, воздуха, почв, животных и растений. Это может пагубно сказываться на жизни целых областей, как, например, в случае с аварией на Чернобыльской АЭС.
В результате жилищного, транспортного и промышленного строительства из оборота выводятся земельные угодья, нарушается экологическое равновесие в природе.
Наибольший вред пахотным землям наносит водная и ветровая эрозии.
Овраги разрушают дороги, разрезают поля на мелкие участки, неудобными для обработки машинами, иссушают землю. В результате эрозии почва теряет азот, фосфор, калий и другие питательные вещества. Ухудшаются физические свойства почвы. Талая и дождевая вода верхний плодородный слой. Урожаи на таких почвах сильно снижаются.
Поэтому полеводство должно перейти к почвозащитным методам ведения хозяйства, включающим правильную распашку почвы на склонах, глубокое рыхление, разумное внесение удобрений, создание защитных лесных полос, проводить снегозадержание зимой и т. д.
Для борьбы с ростом оврагов вдоль самих оврагов и по их склонам создаются кустарниковые и лесные полосы, по отвершкам строятся различные защитные сооружения, выше вершины полей строят земляные валы, задерживающие талые воды. По дну оврага сажают быстрорастущие кустарники и деревья (тополь, иву), делают запруды, плотины, создают пруды.
Основными путями решения экологических проблем могут быть:
• строительство надежных и современных очистных сооружений,
• внедрение безотходных технологий,
• комплексное использование ресурсов,
• правильное (с учетом природных и социально-экономических факторов) размещение предприятий,
• при строительстве дороги (завода, жилого дома), добыче полезных ископаемых в карьерах необходимо снимать слой почвы, который можно потом использовать для озеленения территории.
Что дает почва человеку
Без почвы жизнь растений и человека на Земле невозможна. Необходимо беречь почву от разрушений и истощения, способствовать повышению её плодородия.
Источник
Экосистема почвы.
 |
Экосистема почвы основана на динамическом взаимодействии между минеральными частицами, детритом, детритофагами и редуцентами (рис 1).
Минеральные частицы – это песок (2-0,05 мм), пыль (0,05-0,002 мм) и глина (
Улучшение всех свойств почвы происходит при сочетании с ее минеральной частью гумуса. Гумус – это остаток органического вещества после переработки детрита редуцентами.
Естественный процесс проникновения гумуса в почву связан с жизнедеятельностью почвенных организмов. Например, дождевые черви перерабатывают до 37 тонн почвы в год на одном гектаре. При этом образуется почвенная структура (рыхлая комковатость).
Гумус обладает феноменальной, в сотни раз большей, чем у глины, способностью удерживать воду и биогены, а почвенная структура улучшает инфильтрацию, аэрацию и обрабатываемость. Экспериментально доказано, что удаление верхнего слоя почвы (так называемого пахотного слоя) приводит к снижению урожая на 85%.
Однако гумус не вечен. Будучи органическим веществом, он постепенно разлагается со скоростью 20 – 50% своего объема в год. Следовательно, без периодического поступления детрита, гумус постепенно разрушается. При этом будут утрачены почвенная структура и все свойства, которые она обуславливает. Такой процесс называется минерализацией.
Источник
Почвенная экосистема.
РЕФЕРАТ
Дисциплина: Экология
тема: Экологические проблемы в связи с загрязнением почв
Студент Маркин Д. Р.
Руководитель Черникова О. А.
ОГЛАВЛЕНИЕ
основная часть. 4
1. Почвенная экосистема. 5
2. ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ. 5
3. Структура почвы. 5
4. Минеральные элементы питания и способность почвы их удерживать. 10
5. Загрязнение почвы химическими веществами И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ. 13
6. Потеря почвы. 17
7. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ В ПОЧВЕННОМ МОНИТОРИНГЕ. 20
8. БИОТЕХНОЛОГИЯ ОХРАНЫ ЗЕМЕЛЬ. 22
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой приобрела особую остроту. Становится бесспорным, что решение проблемы сохранения качества жизни человека немыслимо без определенного осмысления современных экологических проблем: сохранение эволюции живого, наследственных субстанций (генофонда флоры и фауны), сохранение чистоты и продуктивности природных сред (атмосферы, гидросферы, почв, лесов и т. д.), экологическое нормирование антропогенного пресса на природные экосистемы в пределах их буферной емкости, сохранение озонового слоя, трофических цепей в природе, биокруговорота веществ и другие.
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.
Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.
Основная часть
Почвенная экосистема.
Важным этапом в развитии биосферы явилось возникновение такой ее части, как почвенный покров. С образованием достаточно развитого почвенного покрова биосфера — становится целостной завершенной системой, все части которой тесно взаимосвязаны и зависят друг от друга.
ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ
Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км 2 или 86,5% площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 15 млн. км 2 (10% суши), сенокосы и пастбища— 37,4 млн. км 2 (25% суши). Общая пахотнопригодность земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км 2 .
Представления о почве, как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились лишь в конце XIX в., благодаря В. В. Докучаеву, — основоположнику современного почвоведения. Он создал учение о зонах природы, почвенных зонах, факторах почвообразования.
Структура почвы
Почва — это особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Почва — это та среда, где взаимодействует большая часть элементов биосферы: вода, воздух, живые организмы. Почву можно определить как продукт выветривания, реорганизации и формирования верхних слоев земной коры под влиянием живых организмов, атмосферы и обменных процессов. Почва состоит из нескольких горизонтов (слоев с одинаковыми признаками), возникающих в результате сложного взаимодействия материнских горных пород, климата, растительных и животных организмов (особенно бактерий), рельефа местности. Для всех почв характерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних горизонтов почв к нижним.
Горизонт A l — темно-окрашенный, содержащий гумус, обогащен минеральными веществами и имеет для биогенных процессов наибольшее значение.
Горизонт А 2 — элювиальный слой, имеет обычно пепельный, светло-серый или желтовато-серый цвет.
Горизонт В — элювиальный слой, обычно плотный, бурый или коричневой окраски, обогащенный коллоидно-дисперсными минералами.
Горизонт С — измененная почвообразующими процессами материнская порода.
Горизонт В — исходная порода.
Поверхностный горизонт состоит из остатков растительности, составляющих основу гумуса, избыток или недостаток которого определяет плодородие почвы.
Гумус — органическое вещество, наиболее устойчивое к разложению и поэтому сохраняющееся после того, как основной процесс разложения уже завершен. Постепенно гумус также минерализуется до неорганического вещества. Перемешивание гумуса с почвой придает ей структуру. Обогащенный гумусом слой называется пахотным, а нижележащий слой — подпахотным. Основные функции гумуса’ сводятся к серии сложных обменных процессов, в которых участвуют не только азот, кислород, углерод и вода, но и различные минеральные соли, присутствующие в почве. Под гумусовым горизонтом располагается подпочвенный слой, соответствующий выщелоченной части почвы, и горизонт, отвечающий материнской породе.
Почва состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. В твердой фазе преобладают минеральные образования и различные органические вещества, в том числе гумус, или перегной, а также почвенные коллоиды, имеющие органическое, минеральное или органоминеральное происхождение. Жидкую фазу почвы, или почвенный раствор, составляет вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями, а также газами. Газовую фазу почвы составляет «почвенный воздух», включающий газы, заполняющие свободные от воды поры.
Важным компонентом почвы, способствующим изменению ее физико-химических свойств, является ее биомасса, включающая кроме микроорганизмов (бактерии, водоросли, грибы, одноклеточные) еще и червей и членистоногих.
Образование почв происходит на Земле с момента возникновения жизни и зависит от многих факторов:
Субстрат, на котором образуются почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почв (пористость, водоудерживающая способность, рыхлость и т. д.). Они определяют водный и тепловой режим, интенсивность перемешивания веществ, минералогический и химический составы, первоначальное содержание элементов питания, тип почвы.
Растительность — зеленые растения (основные создатели первичных органических веществ). Поглощая из атмосферы углекислоту, из почвы воду и минеральные вещества, используя энергию света, они создают органические соединения, пригодные для питания животных.
С помощью животных, бактерий, физических и химических воздействий органическое вещество разлагается, превращаясь в почвенный гумус. Зольные вещества наполняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал создает благоприятные условия для действия почвенной фауны и микроорганизмов (устойчивый газообмен, тепловой режим, влажность).
Животные организмы, выполняющие функцию преобразования органического вещества в почву. Сапрофаги (земляные черви и Др.), питающиеся мертвыми органическими веществами, влияют на содержание гумуса, мощность этого горизонта и структуру почвы. Из наземного животного мира на почвообразование наиболее интенсивно влияют все виды грызунов и травоядные животные.
Микроорганизмы (бактерии, одноклеточные водоросли, вирусы) разлагающие сложные органические и минеральные вещества на более простые, которые в дальнейшем могут использоваться самими микроорганизмами и высшими растениями.
Одни группы микроорганизмов участвуют в превращениях углеводов и жиров, другие — азотистых соединений. Бактерии, поглощающие молекулярный азот воздуха, называют азотофиксирующими. Благодаря их деятельности, атмосферный азот могут использовать (в виде нитратов) другие живые организмы. Почвенные микроорганизмы принимают участие в разрушении токсических продуктов обмена высших растений, животных и самих микроорганизмов в синтезе витаминов, необходимых для растений и почвенных животных.
Климат, влияющий на тепловой и водный режимы почвы, а значит на биологический и физико-химические почвенные процессы.
Рельеф, перераспределяющий на земной поверхности тепло и влагу.
Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. Под влиянием человека меняются параметры и факторы почвообразования — рельефы, микроклимат, создаются водохранилища, проводится мелиорация.
Основное свойство почвы — плодородие. Оно связано с качеством почв. В разрушении почв и снижении их плодородия выделяют следующие процессы:
Аридизация суши — комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.
Эрозия почв, разрушение почв под действием ветра, воды, техники и ирригации. Наиболее опасна водная эрозия — смыв почвы талыми, дождевыми и ливневыми водами. Водные эрозии отмечаются при крутизне уже 1-2°. Водной эрозии способствует уничтожение лесов, вспашка по склону.
Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.
Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.
Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Засоление почв в основном связано с этими нарушениями. В настоящее время не менее 50% площади орошаемых земель засолено, потеряны миллионы ранее плодородных земель. Особое место среди почв занимают пахотные угодья, т. е. земли, обеспечивающие питание человека. По заключению ученых и специалистов, для питания одного человека следует обрабатывать не менее 0,1 га почвы. Рост численности жителей Земли напрямую связан с площадью пахотных земель, которая неуклонно сокращается. Так в РФ за последние 27 лет площадь сельскохозяйственных угодий сократилась на 12,9 млн. га, из них пашни — на 2,3 млн. га, сенокосов — на 10,6 млн. га. Причинами этого являются нарушение и деградация почвенного покрова, отвод земель под застройку городов, посёлков и промышленных предприятий.
На больших площадях происходит снижение продуктивности почв из-за уменьшения содержания гумуса, запасы которого за последние 20 лет сократились в РФ на 25-30%, а ежегодные потери составляют 81,4 млн. т. Земля сегодня может прокормить 15 млрд. человек. Бережное и грамотное обращение с землей сегодня стало самой актуальной проблемой.
Из сказанного следует, что почва включает минеральные частицы, детрит, множество живых организмов, т. е. почва — это сложная экосистема, обеспечивающая рост растений. Почвы — это медленно возобновляемый ресурс. Процессы почвообразования протекают очень медленно, со скоростью от 0,5 до 2 см за 100 лет. Мощность почвы невелика: от 30 см в тундре до 160 см — в западных черноземах. Одна из особенностей почвы — естественное плодородие —формируется очень длительное время, а уничтожение плодородия происходит всего за 5—10 лет. Из сказанного следует, что почва менее подвижна по сравнению с другими абиотическими составляющими биосферы.
Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия.
Источник