1. Свойства почвы как экологического фактора (эдафичекие факторы)
2. Роль почвы в жизнедеятельности живых организмов, их участие в почвообразовательном процессе.
3. Экологические группы почвенных организмов.
4. Живые организмы как среда жизни.
Почва – особое естественноисторическое образование, возникшее в результате изменения первого слоя литосферы совместным воздействием воды, воздуха, живых организмов, обладающие плодородием.
1. Почва как среда жизни обладает специфическими физическими свойствами: структура, водопроницаемость и аэрируемость.
В верхних горизонтах почвы концентрируются вещества, необходимые для питания растений – P, N, Ca, К, и мн. др. В почвенной влаге содержатся газы, растворимые соли, питательные вещества, а иногда и токсичные для ряда организмов соединения. Такие почвенные растворы м/б кислыми, нейтральными или щелочными. Почвенный воздух обладает повышенным содержанием углекислого газа, углеводорода и водяного пара. Все эти элементы определяют химические свойства почвы.
Почва обладает своеобразными биологическими особенностями, т. к. тесно связана с жизнедеятельностью организмов. Верхние слои её содержат массу корней растений. В процессе роста, отмирания и разложения они разрыхляют почву и создают определенную её структуру. Роющие животные перемешивают почвенную массу, а после смерти становятся источником органического вещества для микроорганизмов. При участии организмов, в почве происходит постоянный круговорот веществ и миграция энергии.
В состав почвы входят 4 структурных компонента: минеральная основа (50 -60%), органическое вещество (до 10%), воздух (15 – 25%) и вода(25 – 35%)
Основными показателями экологического режима почвы служат гидротермические факторы и аэрация.
Хорошо увлажнённая почва легко прогревается и медленно остывает. На её поверхности происходят более резкие колебания t, чем в глубине. Её суточные колебания могут происходить на глубине до 1 м. Зимой t почвы с глубиной повышается, а летом падает. Т. о. сезонные миграции почвенных обитателей.
Аэрацию почвы обусловливает её пористость, которая обеспечивает циркуляцию не только воды, но и воздуха. Так, повышение влажности препятствует проникновению в почву кислорода. С глубиной количество CO2 увеличивается, а О2 уменьшается. При повышении t воздух расширяется и выходит из почвы, а при понижении он более интенсивно проникает в промежутки м/д почвенными частями. При избытке влаги и ухудшении аэрации почвенные организмы поднимаются к поверхности, а при недостатке влаги и улучшении аэрации – опускаются в более глубинные слои.
Гидротермический режим и аэрация почв зависят от их характера (глинистые или песчаные). Во влажном и прохладном климате песчаные почвы теплее глинистых, а в сухом и жарком – более влажные. Поэтому в песчаных пустынях жизнь богаче, чем в глинистых.
2. Благодаря специфическим свойствам, почва обеспечивает почвенным организмам водоснабжение и минеральное питание. Значение почвы в водоснабжении растений тем выше, чем она легче отдаёт им воду. Это зависит от структуры почвы и степени набухаемости её частиц.
Различают физическую и физиологическую сухость почвы. При физической сухости почва испытывает недостаток влаги (при атмосферной засухе). Физиологическая сухость почвы возникает в результате физиологической недоступности физически доступной воды. На сфагновых болотах вода не доступна для растений из-за высокой кислотности почвы, плохой её аэрации, наличия токсичных веществ, низкой t. В тундре интенсивность поступания воды из глубоких и очень охлаждённых слоёв не соответствует интенсивности испарения. Физиологически сухими являются и сильно засолённые почвы.
Почва играет важную роль в минеральном питании растений. Огромное значение в развитии растений имеет органическое вещество. Оно состоит из продуктов гумификации и неполного разложения растительных и животных остатков. Гумус обуславливает плодородие почв и их структуру, служит источником ФАВ (витамины, органические кислоты, полифенолы и др.).
Основной функцией высших растений в почвообразовательном процессе служат синтез органического вещества и аккумуляция в нём Е солнца. Процесс гумусообразования начинается разрушением и измельчением растительной массы и мертвого животного вещества. Этот процесс осуществляется позвоночными животными при обязательном участии грибов и бактерий. К таким животным относятся: фитофаги, питающиеся тканями живых растений; сапрофаги, потребляющие мёртвое вещество растений; некрофаги, питающиеся трупами животных; хищники, поедающие живых животных; копрофаги, уничтожающие экскрименты животных.
Подвижные почвенные животные разрыхляют почву, создают условия для её аэрации, механически перемещают в почве органические и минеральные вещества. К примеру, дождевые черви на луговых почвах за год выбрасывают на поверхность до 80-90 т/га копрогенного материала, а степные грызуны перемещают вверх и вниз сотни кубометров грунта и органического вещества.
3. Экологические группы почвенных организмов. Почвенные животные могут быть сгруппированы по степени связи со средой обитания в три основные экологические группы.
Геобионты — постоянные обитатели почвы. Весь цикл их развития протекает в почвенной среде: дождевые черви, многие первичнобескрылые насекомые.
Геофилы — животные, часть цикла развития которых, чаще одна из фаз, обязательно проходит в почве. Это большинство насекомых: саранчовые, ряд жуков (Staphylinidae, Carabidae, Elateridae), комары-долгоножки. Личинки их или куколки развиваются в почве, а во взрослом состоянии это типичные наземные обитатели.
Геоксены — животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища: таракановые, многие полужесткокрылые, некоторые развивающиеся вне почвы жуки, а также грызуны и другие млекопитающие, живущие в норах.
Однако эта классификация не отражает роли животных в почвообразовательных процессах, поскольку в каждой группе есть организмы как активно передвигающиеся и питающиеся в почве, так и пассивные, которые пребывают в почве в период отдельных фаз развития (личинки, куколки или яйца насекомых). Исходя из размеров и степени подвижности почвенных обитателей можно разделить на три экологические группы. Микробиотип, микробиота, — почвенные микроорганизмы, составляющие основное звено детритной пищевой цепи. Они представляют собой как бы промежуточное звено между растительными остатками и почвенными животными. Это зеленые и сине-зеленые водоросли, бактерии, грибы и простейшие.
Мезобиотип, мезобиота, — совокупность сравнительно мелких легко извлекающихся из почвы подвижных животных: почвенные нематоды, мелкие личинки насекомых, клещи, ногохвостки и др. Они весьма многочисленны — от десятков и сотен тысяч до миллионов особей на 1 м2 почвы. Питаются в основном детритом и бактериями. Некоторые клещи и насекомые - хищники, а отдельные виды нематод паразитируют в корнях растении, иногда сильно повреждая их.
Макробиотип, макробиота, — корни растений, крупные насекомые, дождевые черви и другие животные вплоть до роющих позвоночных. Сюда относятся и подвижные членистоногие, обитающие между почвой и подстилкой. Механически разрушая последнюю, они переводят ее в удобную для разложения микроорганизмами форму.
Особую группу представляют организмы, заселяющие сыпучие подвижные пески. Растения, адаптированные к таким местам обитания, называются псаммофитами, а животные — псаммофилами. Древесные и кустарниковые псаммофиты при засыпании их песком образуют придаточные корни. Придаточные почки и побеги развиваются на корнях, если растения обнажаются при выдувании песка (белый саксаул, кандымы, песчаная акация и др.). У псаммофитов развились специальные приспособления, увеличивающие летучесть и пружинистость плодов. Они передвигаются вместе с движущимся песком и не засыпаются им. Некоторые псаммофиты спасаются от заноса песком быстрым ростом побегов, редукцией листьев. Псаммофиты легко переносят засуху благодаря песчаным чехлам на корнях, опробковению корней, сильному развитию боковых корней.
К специфичным условиям жизни в сыпучих подвижных песках приспособлены и многие животные. У позвоночных псаммофилов конечности часто устроены в форме своеобразных «песчаных лыж», облегчающих передвижение по рыхлому грунту. У ящериц, живущих на песке, на пальцах развиваются роговые гребни. У тонкопалого суслика и гребнепалого тушканчика пальцы покрыты длинными волосами и роговыми выростами. Птицы и млекопитающие песчаных пустынь способны преодолевать большие расстояния в поисках воды или длительное время обходиться без нее (бегунки, рябки, верблюды). У животных развиты поведенческие, физиологические, морфологические адаптации к недостатку влаги.
Растения, обитающие на засоленных почвах, называются галофитами. Все они имеют очень высокое осмотическое давление, позволяющее им использовать почвенные растворы, поскольку сосущая сила корней превосходит сосущую силу почвенного раствора. Некоторые галофиты выделяют излишки солей через листья или накапливают их в своем организме. Вот почему их иногда используют для получения соды и поташа. Типичными галофитами являются солерос, сарсазан, содовая и калийная солянки, поташник. Многие галофиты охотно поедаются животными и в некоторых местах служат для них основным кормом в течение круглого года. Животные, приспособившиеся к жизни на засоленных почвах называемые галофилы.
