Роль почвы с экосистеме

Почвенная экосистема

На первый взгляд почва может показаться неживой, но если присмотреться, вы обнаружите, что она кишит жизнью. Некоторые животные, обитающие в почве, видны невооруженным глазом, например, дождевые черви и мелкие насекомые. Однако гораздо более многочисленны микроорганизмы, которые вы не видите, такие как бактерии, грибы и нематоды. Все организмы в почвенной экосистеме прямо или косвенно зависят от детрита, разлагающихся останков мертвых растений и животных.

Экосистема

Биологи определяют экосистему как набор организмов и среду, в которой они обитают. Питательные вещества, такие как азот, рециркулируются внутри экосистемы, передаются от одного организма к другому и в конечном итоге возвращаются в исходную точку. Энергия течет только в одном направлении, от источника, такого как разлагающееся растительное вещество, к организмам, которые могут использовать этот источник энергии, а затем, в свою очередь, стать пищей для других организмов. Ни один процесс преобразования энергии не является эффективным на 100 процентов, поэтому значительная часть энергии, которая поступает в почвенную экосистему, в конечном итоге расходуется в виде тепла.

Детрит

Остатки мертвых растений и животных, опавшие листья, навоз и другой органический мусор в совокупности называются детритом. Некоторые организмы, такие как дождевые черви и многоножки, измельчают детрит, что облегчает его переработку микроорганизмами. Бактерии и грибы в почве извлекают энергию и питательные вещества, необходимые им для роста из детрита, когда разлагают его. Конечным продуктом их работы является органическое вещество, называемое «гумусом». Бактерии и грибки могут стать пищей для крошечных нематод и насекомых, которые, в свою очередь, служат пищей для более крупных насекомых или животных, таких как птицы.

Энергия и питательные вещества

Основным источником энергии в этой пищевой сети, основанной на детрите, является солнце. Растения хранят солнечную энергию в виде химической энергии в своих листьях и тканях, и когда почвенные микроорганизмы переваривают разлагающийся растительный материал, они извлекают эту накопленную энергию. Как и в любой другой экосистеме, энергия проходит через пищевую цепочку в одном направлении – от детрита через микроорганизмы к нематодам, насекомым и более крупным животным. Однако питательные вещества циркулируют по экосистеме. Когда какой-либо из организмов в этой пищевой сети умирает, содержащиеся в них питательные вещества возвращаются в почву в виде детрита, чтобы снова пройти тот же путь.

Не все организмы, обитающие в почве, зависят от детрита. Некоторые виды бактерий поддерживают взаимовыгодные отношения с корнями растений в почве, обеспечивая ценные питательные вещества в обмен на пищу. Пищевая сеть на основе детрита имеет решающее значение для здоровья почвы, поскольку она возвращает питательные вещества от мертвых организмов в почву в виде гумуса, тем самым делая его доступным для растений.

Источник

Функциональная роль почвы в экосистемах

Почва как компо­нент биосферы участвует одновременно в процессах биогеоценотического, витасферного и биосферного структурных уровней ее организации, занимая центральное положение во взаимодействиях геологического, микро- и макробиогеоценозного природных круговоротов. Обеспечение жизни на Земле — глав­ная функция почвы. Реализация этой функции зависит от концентрации в по­чве в доступных формах химических со­единений биогенных элементов, необ­ходимых организмам. Почва аккуму­лирует влагу, обеспечивая в период ве­гетации потребность в ней автотрофного звена биогеоценозов. Она служит сферой обитания растений, животных, микроорганизмов и т. д.

Почва упорядочивает все потоки ве­ществ в биосфере, выступая в качестве связующего звена и регулирующего ме­ханизма в процессах биологической и геологической циркуляции элементов: по существу, она «замыкает» все биогео­химические циклы.

Почва регулирует состав атмосферы и гидросферы. В результате постоянного газообмена между почвой и атмосферой в воздушный бассейн трансформируются различные газы (в том числе и «пар­никовые»), микрогазы. Например, при разложении мертвых растительных ос­татков в среднем на 1 га суши продуци­руется 84 кг диоксида углерода в сутки установлено, что 40. 70 % этого газа, ис­пользуемого в процессе фотосинтеза, обеспечивается «дыханием почвы». Ос­тальное количество привносится путем горизонтального и турбулентного пере­мещения воздушных масс. В свою оче­редь, почва одновременно поглощает ат­мосферный кислород. Обогащая (изби­рательно) поверхностные и подземные воды химическими веществами, почва влияет на гидрохимическое состояние вод суши и прибрежных акваторий мо­рей и океанов.

Важнейшая глобальная функция по­чвы — накопление в поверхностной ча­сти коры выветривания, в почвенных органогенных горизонтах специфичес­кого органического вещества — гумуса и связанной с ним химической энергии.

Почва выступает как регулятор рас­пространения живых организмов, вы­полняя функцию генерирования и со­хранения биологического разнообразия. Будучи средой обитания множества организмов, она ограничивает деятель­ность одних и способствует активности других. Чрезвычайное разнообразие по­чвенных разностей предопределяет весь­ма различные условия жизнедеятельнос­ти организмов. От этого, в частности, за­висят плодородие почв и устойчивость агроэкосистем. Например, черноземные почвы, характеризующиеся высокой чис­ленностью микробного населения, обла­дают высоким плодородием и лучшей ус­тойчивостью к неблагоприятным факторам среды. Дерново-подзолистые, а осо­бенно подзолистые почвы отличаются более низкой обсемененностью почвен­ными микроорганизмами, невысоким плодородием и слабой устойчивостью к различным токсикантам. Следовательно, северные ценозы отличаются большей ранимостью, чем южные, и это необходи­мо учитывать в процессе производствен­ной деятельности.

Почва — главное средство сельскохо­зяйственного производства и основа агроэкосистем. Человечество получает из почвы около 95 % всех продуктов пита­ния. Забота о сохранении почвенного плодородия, «здоровья» почвы должна быть приоритетной в сельскохозяй­ственном производстве.

Почва представляет собой жизнен­ное пространство, обеспечивающее обитание живых организмов.

Почва является механической опо­рой произрастающей на ней раститель­ности.

Незаменима роль почвы как храните­ля семян. Способность почвы хранить семена в течение нескольких лет без по­тери всхожести объясняется наличием веществ, ингибирующих прорастание семян. Тем самым в природе поддержи­ваются биоразнообразие и способность к обновлению растительных популяций.

Почва регулирует гидротермический режим, что позволяет населяющим ее организмам сохранять свою жизнедея­тельность при определенных значениях температуры и влажности.

Почва выполняет санитарную функ­цию. Высокая самоочищающая способ­ность почвы за счет обитающей в ней биоты обеспечивает обезвреживание многих патогенов и токсикантов, что положительно влияет на качество сельс­кохозяйственной продукции, состояние окружающей природной среды.

Почве присуща информационная функция. Известно, например, что пе­реход весной температуры почвы через +5 0 С стимулирует активизацию (увели­чение подвижности) азота, фосфора, калия, т. е. указанный предел темпера­туры служит «сигналом» к началу по­требления питательных элементов в связи с наступлением вегетационного периода.

Рассматривая фун­кциональную роль почвы в эко- и агроэкосистемах, нельзя упускать из виду определенную ограниченность ее. Эти функции небезграничны и вследствие производственной деятельности могут нарушаться. Один из примеров таких нарушений — так называемая «утомляе­мость почв». Внешнее проявление поч­венного утомления выражается в резком снижении урожайности сельскохозяй­ственных культур, что наблюдается при бессменном возделывании (или частом возвращении на прежнее поле севообо­рота) растений одного и того же рода. Наиболее часто это отмечается при по­вторных посевах льна, подсолнечника, сахарной свеклы, хлопчатника и неко­торых других культур.

Основные причины почвоутомле­ния — накопление в почве токсичных веществ, выделяемых корнями расте­ний и микроорганизмами, разложение специфических вредителей; возбудите­лей болезней и сорняков.

Предотвратить почвенное утомление достаточно просто. Необходимо соблю­дать севообороты, оздоравливать почвы путем внесения органических удобре­ний, сидератов, выращивать устойчивые сорта и т. д.

В зарубежных странах имеются спе­циальные службы, призванные следить за состоянием почвенного плодородия. По их заключениям регулярно изыма­ются из сельскохозяйственного оборо­та земли для оздоровления и восста­новления плодородия, что обеспечива­ет сохранность экологических функций почв.

Источник

Почвенные экосистемы

Вы будете перенаправлены на Автор24

Понятие почвенной экосистемы

Понятие почвенной экосистемы весьма условно, поскольку более правильно считать почвенную среду не особой экосистемой, а составной частью любой наземной экосистемы. Экологические связи между почвой и напочвенным покровом более выражены, чем это бывает в случае двух соседствующих самостоятельных экосистем. Все растения, подземные органы которых находятся в почве, имеют и надземные части, находящиеся за пределами почвенной среды. Среди животных также больше не полностью почвенных, а таких, которые проводят в толще субстрата лишь часть времени. Однако термин «почвенная экосистема» все же нередко используют, чтобы подчеркнуть специфику почвенных процессов и ее участие в общем круговороте веществ.

Биота почв и ее экологическая роль

Мощность почв составляет от нескольких десятков сантиметров до первых метров. Областью наибольшей концентрации организмов является ее самый верхний слой. Продуценты в почвах представлены растениями (их подземными частями, непосредственно не участвующими в фотосинтезе и образовании органики, но нередко служащими для накопления ее запасов) и бактериями-хемосинтетиками.

Консументы в почвах весьма разнообразны. Большая их часть относится к детритной цепи питания, потребляя отмершую органику. Среди этой группы количественно преобладают дождевые черви – собирательное название для нескольких родов олигохет. Некоторые из них обитают в толще почвы, другие – преимущественно в подстилке. И те, и другие играют важную роль в переработке опада, перемешивании и вентиляции почвы, нередко на них приходится большая часть почвенной зоомассы, например, в оптимальных для обитания олигохет почвах их может насчитываться до 500 и более особей под 1 квадратным метром поверхности.

В почвах обитают и другие олигохеты – энхитреиды, а также многочисленные простейшие, нематоды, ракообразные (мокрицы), многоножки, насекомые. Некоторые из них питаются детритом, другие – подземными частями растений, третьи – в первую очередь некоторые многоножки и насекомые – хищники.

В почве могут находиться также представители позвоночных, однако полностью адаптированных к постоянному обитанию в слое земли видов немного – большинство проводят там лишь часть времени, причем питаются они на поверхности.

Готовые работы на аналогичную тему

• Среди амфибий к почвенным объектам относятся червяги,
• среди рептилий – некоторые ящерицы и змеи,
• среди млекопитающих к почвенной фауне можно отнести некоторых насекомоядных (кроты, в меньшей степени – землеройки), и грызунов (слепыши, цокоры, в меньшей степени – некоторые полевки). Они в почве не только проводят почти все время, но и питаются.

Почва служит важным звеном в структуре круговоротов многих веществ. Здесь преобладает стадия распада сложных органических соединений до образования гумусовых веществ, их дальнейшая минерализация, накопление и возвращение в круговорот путем потребления корнями растений. Почва – место обитания многочисленных редуцентов, осуществляющих минерализацию органики.

Особенности почвенного плодородия

Плодородие почвы зависит от особенностей минерального состава почвообразующей породы, видового состава и численности почвенного биоценоза, а также режима увлажнения. Неблагоприятными в этом плане являются как слишком засушливые условия, тормозящие протекание биохимических процессов, так и промывной режим, при котором происходит вынос химических элементов в другие экосистемы.

Оптимальным для накопления гумусовых веществ является коэффициент увлажнения несколько меньше единицы. Таким он бывает в природных зонах степей, саванн и подобных им, где преобладают травянистые, в основном злаковые, фитоценозы. Здесь формируются наиболее плодородные почвы с максимальной мощностью гумусового слоя. На втором месте по плодородию находятся почвы широколиственных лесов (серые лесные) и близких к ним природных сообществ. Также высоким плодородием обладают некоторые типы почв, не связанные с определенной природной зоной, например, почвы пойменных лугов.

Для перечисленных типов почв также характерны наиболее сложно организованные сообщества организмов, обладающие большой биомассой.

Источник

Свойства почв и их место в экосистемах

Тема

Экологические проблемы земельных ресурсов

Цель изучения темы: место почв в экосистемах; проблемы земледелия: истощение и отчуждение земель; экологические последствия использования удобрения и пестицидов.

План изучения темы

1. Свойства почв и их место в экосистемах

2. Эрозия почв, ее причины, районы проявления

3. Проблемы орошаемого земледелия, истощения и отчуждения земель

4. Экологические следствия использования минеральных удобрений

5. Проблемы пестицидов

6. Сделайте собственный вывод по данной теме.

Свойства почв и их место в экосистемах

Почва занимает особое положение в природных ландшафтах и в экосистемах. Она является важнейшим блоком экосистем, высту­пает как фактор плодородия для растений и как самая насыщенная организмами среда жизни Почву можно рассмат­ривать и как самостоятельную экосистему. Еще В. В. Докучаев в начале XX столетия подчеркивал, что почва является естествен­но-историческим телом со своими взаимосвязями, закономернос­тями существования и возможностями саморегулирования.

Почва — важнейшее звено круговорота веществ. Именно в ней начинается биологический круговорот, из нее поглощаются мине­ральные элементы и влага, здесь же замыкается круговорот дея­тельностью организмов-редуцентов. Почва — это то важнейшее звено экосистем, в котором не только высвобождается, но и на длительное время аккумулируется часть энергии и химических элементов, прежде всего в детрите и гумусе, а также в других структурах поглощающего комплекса.

Исключительно важна роль почвы как санитарного барьера. Пос­леднее свойство также связано с высокой насыщенностью жизнью, через посредство которой вещества поступают в цепи питания, а за­тем включаются в круговорот.

Нельзя не упомянуть о таком свойстве почвы, как способность накап­ливать и длительное время хранить информацию об экосистемах. Эта информация прежде всего фиксируется в генетических горизо! ггах (сло­ях), а также в присущих им структурах, носящих название новообразова­ния, включения и др. Такая информация сохраняется в течение тысяч лет. Так в нынешних тундрах находят ископаемые почвы, несущие при­знаки степного и субтропического типов их образования. В сухих степях встречаются песчаные почвы со следами подзолистого типа почвообра­зования, что свидетельствует о формировании их в условиях более влаж­ного климата под хвойными (наиболее вероятно, сосновыми) лесами.

Воздействия человека на почвы. С воздействиями человека на почвы связано разрушение ес­тественных ландшафтов, обеднение видового разнообразия, резкое сни­жение устойчивости экосистем, их продуктивности и биомассы. Воздействие на земельные ресурсы — важнейшая причина измене­ния круговоротов веществ на суше и между сушей и океаном, а также изменения радиационного и водного балансов, а следовательно, и кли­матических параметров. Следствием уничтожения естественных эко­систем является увеличение твердого (взвешенного) и химического (ра­створенные вещества) стока. С этими явлениями связано заиление ру­сел рек, ухудшение качества воды, в том числе за счет сдвигов в разви­тии экосистем, проявляющихся через эвтрофикацию и «цветение» вод и другие экологические аспекты использования земельных ресур­сов.

Эрозия почв, ее причины, районы проявления

Под эрозией почв понимают их разрушение в результате дей­ствия воды или ветра. Различают водную и ветровую, или дефляцию, эрозии. В первом случае в качестве разрушающей силы выступает текущая вода, во втором — движение воздуха. Эрозия существовала и до начала интенсивной деятельности чело­века. Об этом, в частности, свидетельствует снос твердых частиц поверхностными водами в океан, постоянное наличие в воздухе по­чвенной пыли. Имеются сведения, что такие поверхностные слои ли­тосферы, как лес (на юге и юго-востоке) и покровные суглинки (на севере) — результат осаждения из воздуха продуктов ветровой эрозии. Под влиянием человека эрозионные процессы резко увеличились (на порядки значений). Вместе с почвой при этом выносится такое количество питатель­ных для растений веществ, которое в 1,5-2 раза превышает вноси­мые с удобрениями. Эрозия начинается, прежде всего, там, где унич­тожается естественный растительный покров, выполняющий по крайней мере две функции. Во-первых, растения скрепляют почву корнями. Во-вторых, надземные части растений резко снижают ин­тенсивность и силу водных и особенно воздушных потоков. Рас­тительность способна защищать почву от ветровой эрозии не толь­ко в месте произрастания, но и на расстоянии. Чем выше растения (больше их биомасса), тем значительнее их влияние на прилежа­щие пространства. Именно на этом принципе основывается почво­защитное и полезащитное лесоразведение.

Ветровая эрозия почв. Интенсивность этого вида эрозии нахо­дится в прямой зависимости от скорости ветра и его продолжи­тельности, степени открытости пространств (наличие или отсут­ствие древесной растительности, рельеф) и состояния самих почв. При прочих равных условиях эрозия проявляется сильнее на легких (песчаных и супесчаных) почвах, характеризующихся слабой ус­тойчивостью к разрушениям. Эрозию усиливает также сухость почв, бедность их гумусом.

Перечисленные факторы наиболее полно сочетаются в степях, полупустынях и пустынях, особенно там, где распространены пес­чаные почвогрунты.

На территории бывшего СССР ветровая эрозия («пыльные бури») сильно проявлялись в 60-70-х годах настоящего столе­тия. Особенно пострадали распаханные легкие почвы в период освоения целинных земель. Они были практически уничтожены на площади около 6-7 млн. га. О силе эрозии, в частности, сви­детельствует тот факт, что даже в ряде крупных городов юга и юго-востока страны в дневное время можно было передвигать­ся на автомобилях только при свете фар. В местах гашения воздушных потоков (строения, механические защиты в виде щитов, полезащитные полосы и т. п.) накапливались валы эрозионного материала высотой до 1,5-2 м. Особый вид ветровой эрозии свойственен осушенным землям, особенно торфяникам, характеризующимся низкой связностью ма­териала. Такие эрозионные процессы («черные бури») имели мес­то, в частности, в условиях полесий Украины и Белоруссии.

Водная эрозия. Этот вид эрозии проявляется практически по­всеместно, но наиболее сильно в тех районах, где выпадает значи­тельное количество осадков на фоне больших открытых про­странств с интенсивной обработкой почв. Благоприятные условия для проявления водной эрозии имеют место в лесостепной зоне. Значительна она также в степной и лесной зонах. Различают обычно следующие виды (стадии) водной эрозии: плос­костную, в результате которой равномерно сносится водными потока­ми поверхностный слой почвы; струйчатую- заметно проявляются слабые очаги эрозии по местам концентрации водных потоков; бороз­дчатую и овражную как следующие стадии струйчатой, проявляющи­еся в интенсивном очаговом разрушении не только почв, но и грунтов с выносом больших масс продуктов эрозии в водные источники.

Кроме обработки почв, проявлению эрозионных процессов, осо­бенно в горах, способствует также вырубка лесов на значительных площадях, уничтожение растительного покрова и разбивание почв в результате интенсивного выпаса, туризма и т. п. Особым видом антропогенной эрозии является ирригационная, свя­занная с подачей на поверхность почв больших масс воды, которая не успевает впитываться и стекает по поверхности. При ирригационной эрозии часто одновременно проявляются эрозия и засоление почв.

Меры борьбы с эрозией почв. Поскольку основной причиной эрозионных явлений служит подверженность почв разрушению в результате уничтожения природной растительности либо наруше­ния процессов почвообразования, то и меры борьбы с эрозией, вы­зываемой воздушным и водным агентами, в ряде случаев совпа­дают. К таким мерам борьбы относятся:

1. Умеренные нагрузки на естественные экосистемы, которые не вызывали бы полного или относительно полного разрушения растительного покрова, тем более на значительных площадях. Сказанное прежде всего относится к лесопользованию. Снятие урожая древесины наиболее целесообразно посредством несплош­ных (выборочных, постепенных и т.п.) видов рубок. При примене­нии сплошных рубок они должны проводиться неширокими лесо­секами, которые чередуются с оставляемыми полосами древостоев. При горном и холмистом рельефе недопустимо размеще­ние лесосек вдоль склонов, они должны располагаться поперек склонов. В последнем случае функции гашения водных потоков наиболее полно выполняет остающийся на корню древостой.

2. На пастбищах эрозионные процессы нередко вызываются пе­ревыпасом (скотосбоем). При повреждении травяного покрова на значительных площадях, особенно с легкими почвами, возможна как водная, так и ветровая эрозия. В горных районах даже незначи­тельное повреждение травяного покрова (например, в виде троп) создает очаги для водной эрозии, иногда интенсивно прогрессиру­ющей. Основной путь исключения неблагоприятных явлений — со­блюдение норм выпаса и рекреационных нагрузок.

3. Для защиты пахотных земель наиболее действенны следую­щие мероприятия:

— соблюдение севооборотов, в частности, пропашные культуры (кукуруза, картофель, свекла) должны сменяться посевами, скреп­ляющими почву корнями, например травосмесями;

— проведение контурной вспашки (по горизонталям рельефа);

— исключение из обработки легкоранимых песчаных и супесча­ных почв;

— чередование небольших полей с естественными ландшафтами;

— создание полезащитных полос;

— внесение органических удобрений, способствующих структурообразованию, связности почв;

-использование техники с малым удельным давлением на почву.

Источник