Роль почв в природе

Глобальные функции почвы. Почвенный покров (педосфера) выполняет ряд важных глобальных функций.

Обеспечение жизни на Земле. В почве концентрируются необходимые организмам элементы в доступных для усвоения формах. Почва служит средой для укоренения наземных растений и обитания многочисленных животных. Обладая плодородием, почва является бесценным природным ресурсом.

Обеспечение постоянного взаимодействия круговоротов веществ на земной поверхности. Почва - это связующее звено и регулирующий механизм в системах геологической и биологической циркуляции элементов в географической оболочке.

Регулирование состава атмосферы и гидросферы. Из почвы в приземные слои атмосферы постоянно поступают различные газы, включая «парниковые» (СО2, СН4, N2O) и микрогазы. «Дыхание» почвы вместе с фотосинтезом и дыханием живых организмов поддерживает постоянный состав атмосферного воздуха.

Регулирование интенсивности биосферных процессов. Почва влияет на плотность и продуктивность организмов на поверхности суши и в прибрежной части акваторий и осуществляет своеобразный контроль за биоразнообразием. Накопление на земной поверхности активного органического вещества - гумуса и связанной с ним химической энергии.

Защитная роль литосферы. Почва защищает литосферу от слишком интенсивного воздействия экзогенных факторов и соответственно от разрушения.

Роль почвы. Почва - особое природное образование, где процессы обмена вещества и энергии между компонентами ландшафта достигают наивысшего напряжения.

Движение вещества в почве многообразно и осуществляется в виде незамкнутых циклов, степень схождения которых меняется в пространстве и времени. Это тем более важно, так как выходя за пределы педосферы они включаются в общепланетарные циклы миграции вещества, охватывающие всю географическую оболочку.

 

Экологические функции почв

 

Проблема экологических свойств почв представляется как синтез двух важнейших категорий почвенных функций – биогеоценотические (экосистемные) и глобальные (биосферные).

Почвенное звено во взаимоотношении геосфер Земли  является одним из центральных, поскольку появляется все больше доказательств исключительного значения почвы в нормальном функционировании поверхностных оболочек Земли.

Гидросферные функции почв

1). Участие  почвы в формировании речного  стока и водного баланса.

 

  ·  В зависимости от фильтрационной и водоудерживающей способности почв изменяется соотношение поверхностного и подземного стоков. Если эти показатели малы, то полный речной сток почти равен атмосферным осадкам и состоит из поверхностных вод, а питание подземными водами слабое. И наоборот.

 

  ·  В зависимости от генетического типа почв изменяется поверхностный сток (минимум на черноземах, т. к. у них наибольшая водопроницаемость)

 

  ·  От почвы зависит, какая часть атмосферных осадков поступит с водоразделов реки в виде поверхностного стока, а какая – в виде грунтового, что в значительной степени определяет равномерность питания рек.

2). Трансформация  атмосферных осадков в почвенно-грунтовые  и грунтовые воды.

Грунтовые воды – подземные воды, расположенные ниже почвенной толщи и дренируемые реками.

Почвенно-грунтовые – если зеркало таких вод постоянно или временно располагается в пределах почвенного профиля.

 

     - Изменение химического  состава вод при прохождении  А.О. через почвенный профиль

 

     - Изменение газового  состава А.О., так как окисление  органики (расход О2 и выделение СО2) в итоге обогащение растворами карбонатов

 

     - Обогащение А.О. химическими  соединениями почв в зависимости  от типа почв.

3).  Почва как фактор биопродуктивности водоемов.

В результате привноса почвенных соединений водоемы получают большое количество биофильных элементов и гумуса – эвтрофирование.

4).  Почвенный защитный барьер акваторий.

Почвы благодаря своей огромной активной поверхности в состоянии поглощать многие вредные соединения на пути их миграции в водные экосистемы, а также снижать избыточное количество биофильных элементов.

НО! Возможности сорбционной функции почв не беспредельны – они снижаются возросшими антропогенными «нагрузками».

Атмосферные свойства почв

1) Почва  как фактор формирования и  эволюции газового состава атмосферы.

Опосредованное влияние – функционирование наземных биоценозов (которые контролируют многие параметры атмосферы – содержание О2, СО2, микрогазов и др.) зависит от свойств почв.

Прямое – газообмен между почвой и воздушной оболочкой (В. И. Вернадский говорил: «газы биосферы те же, которые создаются при газовом обмене живых организмов»).

2) Почва – регулятор газового состава современной атмосферы.

Существенное воздействие почвы на газовый состав атмосферы обусловлено также сильным различием их газовой фазы. Хотя почвенный воздух и отличается по составу в десятки и сотни раз от атмосферного; происходит высокоскоростной взаимообмен с ним.

3) Почва  – источник и приемник твердого  вещества и микроорганизмов атмосферы.

Двустороннее движение твердого вещества и микроорганизмов в системе почва – атмосфера (они попадают в воздушную оболочку с почвенной поверхности, а спустя некоторое время вновь возвращаются на нее, переместившись на большое расстояние) обусловлено потоками воздушных масс значительной силы, способных отрывать мелкозем.

4) Влияние почвы на энергетический обмен и влагооборот атмосферы.

Воздействие почвы на тепловой режим атмосферы определяется поглощением и отражением почвенной солнечной радиации (динамика тепла и влаги в нижних слоях атмосферы).

Почва способствует увеличению общего количества водяного пара, поступающего в атмосферу и, посредством местного круговорота, выравнивает процесс водообеспечения ландшафтов.

Литосферные функции почв

1) Почва  – защитный слой и фактор  развития литосферы.

Почвенно-растительный чехол защищает поверхность литосферы от мощного фронтального эрозионного воздействия текучих вод (в его отсутствие произошло бы). Почва уравновешивает процессы развития литосферы (эндо- и экзогенные факторы ее эволюции, внутренние и внешние источники энергии литосферы).

2) Биохимическое преобразование приповерхностной части литосферы.

 

      - Косвенная роль –  без почвы (а она основная среда  обитания организмов суши) активное  биохимическое изменение литосферы  было бы невозможно

 

      - Непосредственное участие  – почва – поставщик органических  кислот, которые разлагают первичные  минералы; продукты жизнедеятельности  м/о мобилизуют химические элементы, законсервированные в кристаллических  решетках (пример: микробиологическая  деструкция минералов  на ранних стадиях почвообразования).

3) Почва – источник вещества для формирования пород и полезных ископаемых.

Исходное накопление органогенного материала на поверхности Земли и последующая его трансформация в более глубоких слоях приводит к образованию органогенных полезных ископаемых – торфов, углей, нефти находящихся в тесной связи с почвообразованием и выветриванием находится формирование  минеральных полезных ископаемых.

4) Передача  аккумулятивной солнечной энергии  и вещества атмосферы в недра  Земли.

Почва участвует в передаче вещества атмосферы в недра Земли (в процессе почвообразования происходит поглощение газов, которые в составе почвенных соединений поступают в осадочные породы).

Общебиосферные функции почв

1) Почва как среда обитания для организмов суши.

 

      - Биомасса живого вещества  много больше биомассы океана

 

      - Почвенная среда обитания  – аккумулятор и источник вещества  и энергии для организмов суши

2) Роль почвенного покрова в дифференциации географической оболочки и биосферы.

2. Характер почвенного покрова определяет обособление зон, хотя основной фактор формирования географических зон

3) Почва – связующее звено биологического и геологического круговоротов.

Биокруговорот направлен на аккумуляцию и удержание элементов на водоразделах, а в геологическом круговороте доминирует одно направление потока вещества – снос на плакорах и накопление в акваториях.

При  нарушении почвенного покрова  биокруговорот ослабляется, а геологический круговорот усиливается.

4) Почва  как фактор биологической эволюции.

Почва – промежуточная среда (м/д водной и воздушной) через которую возможен постепенный переход от водного образа жизни к наземному без резкого изменения организации живого.

Функции почвы в наземных экосистемах

 

 ► Источник элементов питания

 

 ► Механическая опора растений

 

 ► Жизненное пространство, жилище и убежище

 

 ► Депо семян и других зачатков

 

 ► Почвенный мелкозем сорбирует м/о (больше те почвы, у которых более тяжелый мех. состав и более высокое содержание гумуса)

 

 ► Функция стимулятора и ингибитора биохимических и других процессов (поступающие в почву разнообразные продукты метаболизма растений, м/о и животных могут стимулировать или угнетать жизнедеятельность живых организмов).

Информационные функции почв

 

 ● Память биогеоценоза (ландшафта)

Почва является отражением изменения окружающей среды, так как она полностью зависит от условий среды

 

 ● Функция сигнала для сезонных и других биологических процессов

Параметры почвы – тепловой, водный, пищевой, солевой режимы – изменяются периодически. Определяет «включение» различных процессов.

Санитарная функция (переработка ежегодно попадающих отходов жизнедеятельности организмов, растительного опада, посмертных останков животных).

 

Меры борьбы с эрозией почв

 

Виды эрозии. Вред, причиняемый эрозией.

Эрозия (от латинского слова «erosio» - «разъедание») – это многообразные процессы разрушения и сноса почв и рыхлых пород потоками воды и ветром. Разрушение почв и пород дождевыми, талыми и поливными водами называют водной эрозией, а ветром - ветровой эрозией или дефляцией.

Водную эрозию подразделяют на плоскостную и линейную.

Плоскостная эрозия – это смыв верхних горизонтов почв на склонах при стекании талых и дождевых вод, образующих при движении сеть мелких струйчатых промоин и рытвин.

Такая эрозия малозаметна, но имеет катастрофический характер из-за масштабности проявления.

Линейная эрозия – размыв почвы в глубину с образованием рытвин и глубоких промоин, перерастающих в овраги.

Ирригационная эрозия – разновидность водной эрозии. Происходит смыв и размыв почв оросительной водой.

В горных районах развиваются селевые потоки после бурного снеготаяния или интенсивных дождей, при которых с гор на предгорные равнины переносится грязекамневая масса.

По темпам развития эрозионных процессов различают нормальную (естественную или геологическую) и ускоренную (антропогенную) эрозии.

Нормальная эрозия - это медленный смыв механических частичек с поверхности почвы, покрытой естественной растительностью в минимальных размерах, который восстанавливается в результате природного почвообразовательного процесса.

Ускоренная эрозия – связана с хозяйственной деятельностью человека при удалении естественной растительности, неправильным использованием почвы (значительный смыв верхних, наиболее плодородных почвенных слоев и глубокий размыв почв, материнских и коренных пород с образованием промоин и оврагов).

Для оценки интенсивности ускоренной водной эрозии разработаны градации (по Заславскому, 1983).

Для плоскостной эрозии

 

 

Смыв почвы                                   Среднегодовой смыв почвы, т/га

Незначительный                               До 0,5

Слабый                                               0,5-1

Средний                                             1-5

Сильный                                            5-10

Очень сильный                                  >10

Для линейной эрозии

Интенсивность                                Среднегодовой прирост оврагов, м

Слабая                                                 < 0,5

Средняя                                                0,5-1

Сильная                                                1-2

Очень сильная                                      2-5

Чрезвычайно сильная                          >5

Ветровая эрозия (дефляция) имеет различные названия: пыльные, земляные, черные, песчаные бури; выдувание и т. д. Как и в случае водной эрозии, различают нормальную и ускоренную ветровую эрозию. В отличие от водной эрозии, совершающейся в строго определенном направлении с учетом рельефа, ветровая эрозия охватывает сразу большие пространства, проявляется во всех сезонах года, в различных направлениях. Перенос продуктов разрушения происходит не только сверху вниз, но и снизу вверх. А поднявшиеся ветром вверх тончайшие почвенные частицы в виде «воздушной суспензии» долго удерживаются в воздухе и могут переноситься на огpoмные расстояния от очагов разрушения почвы (на 300-1500 км и более).

Интенсивность ветровой эрозии определяют по выносу и аккумуляции почвы (по Беннету, 1939).

Вынoc почвы (степень эродированности почв)

Эрозия                                                   Вынос пахотного слоя почвы. %

Видимой нет                                                  0

Слабая                                                             0 - 25

Средняя до среднесильной                            25 - 75