Роль почвы в ландшафте

Содержание:

1. Биогеоценотические функции почв.
1. Физические функции.
1. Жизненное пространство……………………………………………………….3
2. Жилище и убежище……………………………………………………………..4
3. Опорная функция………………………………………………………………..5
4. Функция сохранения и депо семян и других зачатков………………...……...6

   1.2. Химические и биохимические функции.

            1.2.1. Почвенный  источник  питательных  элементов и соединений...........................7

            1.2.2. Депо влаги, элементов питания  и энергии............................................................7

            1.2.3. Стимулятор и ингибитор ряда  биохимических процессов..................................8

     1.3. Физико-химические  функции.

             1.3.1. Сорбция тонкодисперсного вещества, поступающего из атмосферы  с                   боковым и грунтовым водным потоком растительным опадом............................................10

             1.3.2. Сорбция  почвенным мелкоземом  микроорганизмов, обитающих в  почве...12

    1.4. Информационные функции.

    1.4.1. Функция сигнала для сезонных и других биологических процессов..............13

    1.4.2. Регуляция численности,  состава и структуры  биоценоза................................13

    1.4.3. Пусковой механизм  для некоторых сукцессий..................................................14

    1.4.4. «Память»  биогеоценоза (ландшафта).................................................................15

    1.5. Целостные биогеоценотические  функции почвы.

            1.5.1. Трансформация вещества и  энергии, находящихся и поступающих  в биогеоценоз..................................................................................................................................15

            1.5.2. Санитарная функция почв.....................................................................................15

            1.5.3. Функция защитного и буферного   биогеоценотического экрана......................16

 

2. Глобальные функции  почвенного покрова.

    2.1. Литосферные  функции.....................................................................................................16

            2.1.1. Биохимическое преобразование верхнего слоя литосферы..............................18

            2.1.2. Почва – источник вещества  для формирования пород и полезных  ископаемых...................................................................................................................................19

            2.1.3. Передача аккумулированной солнечной  энергии и вещества атмосферы  в недра Земли..................................................................................................................................20

  2.2. Гидросферные функции.

           2.2.1. Трансформация почвой атмосферных  осадков  в почвенные и грунтовые  воды..............................................................................................................................................21

           2.2.2. Участие почвы в  формировании  речного стока и водного баланса................22

           2.2.3. Почва как фактор  биопродуктивности  водоемов (за счет приносимых почвенных соединений). ............................................................................................................24

           2.2.4. Сорбционный защищающий от загрязнения  барьер акваторий........................24

2.3. Атмосферные функции почв.

           2.3.1. Почва как фактор  формирования  и эволюции газового состава  атмосферы...25

           2.3.2. Почва – регулятор газового  состава современной атмосферы...........................27

           2.3.3. Почва источник и приемник  твердого вещества  и микроорганизмов атмосферы.....................................................................................................................................28

            2.3.4. Влияние почвы на энергетический  режим и влагооборот атмосферы.............29

Список литературы.

 

 

 

 

 

1. Биогеоценотические функции почв.

 

 

    К группе биогеоценотических функций относятся экологические функции почв, проявляющиеся на уровне взаимодействия конкретного почвенного тела (как элемента экотопа) с биотопом. По типу взаимодействия их подразделяют на: физические, химические, физико-химические, информационные и целостные (по Добровольскому Г.В., 2006).

1.1. Физические функции.

1.1.1. Жизненное пространство.

 

«Жизненное пространство» –  это по сути своей среда обитания, та самая без которой сам по себе организм не существует, как указал в своё время Сеченов. Если для первых живых организмов единственной и безоговорочной средой был мировой океан, то к нашему времени в ходе эволюции они заселили и «воздушный океан», и верхние слои литосферы (подчас до нескольких километров вглубь), наконец созданную в результате их жизнедеятельности новую оболочку Земли: педосферу.

Приспособление к новой среде  обитания одновременно меняет не только организм, но и саму среду, что и составляет единство и борьбу противоположностей. Взаимные адаптационные изменения привели к возникновению, как новой среды обитания (педосферы), так и специфических видов живых организмов (внутрипочвенных). 

В наше время, почва служит жизненным пространством для многих животных.  Достаточно сказать, что почти половина всех типов живёт в почве. Из беспозвоночных здесь живут простейшие, плоские и круглые, кольчатые, немертины, моллюски, тихоходки, первично-трахейные, членистоногие. Позвоночные почвенные животные представлены амфибиями, рептилиями, млекопитающими.

С почвой тесно связана подавляющая  часть растений, где проходит ранний цикл их развития, а во взрослом состоянии  с почвой непосредственно контактируют их подземные органы. Органическое вещество корней колеблется от 20-30 до 90 % по отношению к общей фитомассе.

Наблюдается разная концентрация корней по профилю почвы и изменение  глубины проникновения корневых систем с севера на юг. В почвах тундровой  зоны основная часть корней обычно сосредоточена в горизонтах подстилки. В подзолистых почвах она также прижата к поверхностным горизонтам. В верхнем 30-50 сантиметровом слое почвы обычно сосредоточено 60-70 % корней. Однако по мере движения с севера на юг отмечается изменение профильного распределения корней, и происходит увеличение глубины их проникновения в почвенно-грунтовую толщу. В засушливых районах корни отдельных растений в поисках влаги могут проникать до глубины 10 м.

Говоря о глубине проникновения  корневых систем в почву, следует отметить, что она в значительной степени зависит от сложения, плотности, объёмного веса и др. показателей почвы, как сложноорганизованной системы. Корни не могут прорастать сквозь слои почвы, которые чрезмерно уплотнены, они часто вынуждены расти горизонтально вдоль них. Корни растений могут прорастать через жёсткую структуру только если поры не меньше размеров корневых чехликов. В пластичной почве корни могут продвигаться за счёт её раздвигания.

Уплотнённые слои в почве могут  возникать из-за разных причин – сплывания при увлажнении, вмывания тонкодисперсного материала сверху с закупоркой пор и др. 
Т.о. важно предупреждать образование уплотнённых слоёв с большим объёмным весом в пахотных землях.

Почву как среду обитания активно  используют различные микроорганизмы, а также бактерии, актиномицеты, грибы, в меньшей степени водоросли. В состав почвенных микроорганизмов входит также неклеточные формы (бактериофаги, вирусы) и некоторые микроскопические животные.

Наиболее многочисленной и разнообразной  группой являются бактерии. 50 родов и 250 видов.

Хотя микроорганизмы по сравнению  с высшими растениями являются космополитами, всё же отмечается отчётливая зависимость  структуры микробиоценозов от почвенных  и других условий.

Существенная особенность микробного населения почв – его отчётливая внутрипрофильная дифференциация. Наибольшее количество микроорганизмов приурочено, как правило, к верхним горизонтам гумусированным и хорошо прогреваемым, причём гетерогенным по своим показателям: например, пахотный слой при благоприятных условиях увлажнения содержит в два раза больше микробов чем 20-30 см. Особенно резко изменяется с глубиной содержание водорослей (35 млн. клеток 0-1 см и 250 тыс. 0-10 см).

Распространённость различных  почвообитающих животных неодинакова. В тот или иной период жизни в почве обитает до 95 % насекомых.

Разнообразие  почвенной среды обитания – фактор, способствующий проявлению такой общей  закономерности, как смена ярусов: многие поверхностны живущие животные переходят к жизни в почве  при снижении увлажнения ландшафтов.

Для многих почвообитающих животных характерна смена горизонтов их активности в течение года. В  качестве примера: в чернозёмах беспозвоночные животные обитают  весной у поверхности, а в засушливый сезон перемещаются вниз по почвенному профили, чем суше, тем глубже. 

1.1.2. Жилище и убежище.

 

Наряду с организмами, чья жизнедеятельность непосредственно  протекает в почве, как среде  обитания, многие жизненные формы, живущие или добывающие пищу на поверхности земли, используют почву, как временное, но крайне необходимое на это время, место пребывания. 

Итак, сущность функции  «Жилище и убежище» заключается в том, что почва предохраняет многие живые организмы от переохлаждения и перегрева, защищает от хищников, обитающих на поверхности земли. В отличие от предыдущей функции, речь пойдёт не о живых существах, само существование которых зависит от почвы, но лишь о тех из них, кто периодически нуждается в ней для защиты от неблагоприятных факторов среды.

Способность почвы  выполнять функцию жилища, связана, прежде всего, с тем, что температура и влажность воздуха в ней подвержены значительно менее резким колебаниями, чем на поверхности земли.

Особенно полезной эта особенность почвы оказывается  в экстремальных условиях – в  тундре, пустыни, а также в других ландшафтах, в периоды резких изменений погоды.

Особенно наглядно функция жилища и убежища проявляется  по отношению к животным, использующим несколько сред, одна из которых  почва (полёвка обыкновенная, жёлтый и малый суслик, хомяк, сурок, бурундук и др.). Характерная особенность этих животных – в почве не живут, пищу добывают на поверхности, а в почве укрываются от хищников и непогоды, создавая там пищевые запасы. Многие даже впадают там в спячку. 
    Подземные жилища грызунов могут иметь сложное устройство. Размеры нор могут различаться от 9 м у суслика, до 15-20 м у сурка (вглубь до 8 м). Пространство, занимаемое подземными сооружениями животных, может быть значительно: 1/3 всей площади леса (у кротов), до 15 % объёма 10-см слоя почвы.   

  Хозяйственная деятельность в одних условиях ведёт к созданию неблагоприятных для сусликов условий (крупноконтурная распашка, искусственное орошение и облесение, плановый умеренный выпас и т.п.). Увеличению численности сусликов способствует усиленный выпас, искусственные пожары, мелкоконтурная распашка, создающая открытое пространство для обзора местности и в то же время сохраняющая значительную часть удобных для обитания участков в прилегающей к пашне полосе. 
    Интересна история появления и распространения сусликов в некоторых районах Беларуссии. Их завёз польский магнат Радзивилл. Животные легко прижились, размножились и в годы первой мировой войны захватили громадные массивы земель, превратившись в серьёзных вредителей. В этот же период серьёзное распространение сусликов отмечено в Центрально-Черноземном регионе. Потребовались дорогостоящие мероприятия, но главный удар был нанесён восстановлением хозяйства. 
    Хозяйственная деятельность также влияет  на распространение злостного вредителя – хомяка. Хомяк не только поедает культурные растения, но и делает огромные запасы продуктов - до 16 кг. В его продовольственных складах обыкновенно хранится чистое зерно и лишь изредка встречаются целые колосья или головки клевера. 
    Таким образом, знание экологии грызунов, использующих почву как жилище, оказывается важным условием своевременного предотвращения вреда, который они могут нанести сельскохозяйственным растениям. Кроме того, эти знания важны потому, что некоторые обитатели почвы оказываются носителями возбудителей опасных инфекций. 
    Известны, например, значительные миграции грызунов при сильном обводнении местности. Например: Приморский край – долина р. Иман – много бурундуков – массовое переселение накануне наводнения. 
    Наряду с грызунами подземные квартиры используют многие позвоночные животные: бобры, выдры, ящерицы (круглоголовка и такырная),  змеи (щитомордник и стрела-змея), птицы (каменка и пеганка). 
    Активно используют почву многие беспозвоночные: черви, насекомые (осы, термиты, пауки, мокрицы, мухи, жуки). Кроме того, блохи, мухи и некоторые жуки откладывают яйца в помёт сусликов. Многие насекомые проводят в почве лишь определённую стадию развития.  Таким образом, «четвёртое» царство природы сравнимо с густонаселённым подземным городом, где проживают и постоянные его обитатели, и те, кто трудятся в загородной зоне и те кто находятся здесь лишь ограниченный срок.

 

1.1.3. Опорная функция.  

  Благодаря этой функции растения могут сохранять вертикальное положение, быть устойчивыми к ветровалам и противодействовать силе тяжести. Главный способ пространственной фиксации – закрепление их в почве с помощью корней, которые образуют многочисленные разветвления. 
    Изменения опорной функции почв могут вызывать определённые изменения в морфологии и вертикальной ориентации растений, а в ряде случаев влиять на структуру фитоценоза.   
    В районах распространения вечной мерзлоты на почвах, отличающихся слабой связанностью, часто растёт «пьяный лес». В таких условиях особенно неблагоприятным оказывается нерациональное антропогенное воздействие на ландшафт. Например: пожары в лиственничных редколесьях часто губительны для дальнейшего произрастания лесов. Они наиболее опасны, когда возникают на участках, сложенных суглинками с большим количеством подземных жильных льдов. 

Влияние опорной функции на рост и расселение растений отчётливо  сказывается в горных районах. Здесь, особенно в местах выхода скальных пород, а также на участках интенсивного осыпания грунта, развитие растительности часто лимитируется неблагоприятными механическими свойствами почвы, которая нередко оказывается не в состоянии служить надёжной опорой для многих видов. 
     Опорная функция почв проявляется и по отношению к животным, обитающим в ней и живущим на поверхности. Одно из условий расселения ряда почвенных обитателей (сусликов) наличие достаточно плотных, не осыпающихся при рытье почв, обеспечивающих хорошую сохранность ходов и гнездовых камер грызунов. Поэтому в аридных районах суслики предпочитают строить норы на солонцеватых и солонцовых землях. 
    Существенным, но слабоизученным проявлением опорной функции почвы оказывается влияние её механических свойств на жизнедеятельность многих животных, передвигающихся по поверхности. Очевидно, что особенности поведения наземных животных теснейшим образом связаны с «дорожными» свойствами почв. Например – лось: при необходимости может ходить по болотам с необыкновенной лёгкостью, это даёт ему возможность вести борьбу со злейшим врагом - лесным оводом (забирается в носовую полость и откладывает там личинки). Попадая на сырую землю и в почву личинки овода погибают, поэтому особенно многочисленны оводы бывают после сухого лета, когда пересыхают болота и лось не в состоянии предпринять профилактических мер.

 

1.1.4. Функция сохранения и депо семян и других зачатков.

 

 

    Данная функция почв до настоящего времени не рассматривалась и не изучалась сколько-нибудь целенаправленно и систематически, хотя различные её стороны освещены отдельными наблюдателями. 
    Благодаря своим свойствам большинство почв оказывается не только жизненным пространством, пригодным для обитания многочисленных видов наземных организмов, но и средой, в которой сохраняются семена и другие зачатки.  
    На поверхности почвы и в свежем опаде перезимовывают семена высших растений, с тем, чтобы на будущий год дать новое потомство. В почве долгое время сохраняются цисты, споры и яйца беспозвоночных. Дождевые черви откладывают яйца в кокон, образуемый из слизистых выделений кожных желез. Благодаря отсутствию резких перепадов температуры и влажности в почве коконы хорошо сохраняются.