2.2.4. Информационные функции

Передача сигнала о сезонных и других биологических процессах

Почва осуществляет эту функцию благодаря изменению таких периодически изменяющихся параметров, как тепловой, водный, пищевой и солевой режимы. Режимы, в свою очередь, зависят от основных свойств почвы: механического состава, гумусированности, почвообразующей породы и типа почвообразования.

Тепловой режим определяет продуктивность сообществ, начало или прекращение сезонных циклов жизнедеятельности биоты. Температура почвы контролирует развитие растений на огромных территориях. Так, в холодные годы период роста корней растений сокращается, их биомасса уменьшается на 10–15 %, это может сказаться на продуктивности лесных сообществ целого пояса, например бореального. Почвенная температура является ведущим фактором пробуждения роста корней и сигналом к началу вегетации. Осеннее снижение температуры почвы ведет к снижению интенсивности фотосинтеза, оттоку питательных веществ из листьев, листопаду и переходу растений в фазу зимнего покоя.

Температурный режим почв определяется многими составляющими: теплоемкостью и теплопроводностью почвы, влажностью, запасами тепла (холода), температурой воздуха, потоком радиации и отражающими свойствами почв. Так, в зависимости от механического состава теплоемкость почвы может различаться в пять раз, а в зависимости от влажности – в 15 раз.

Хорошо известно, что в районах недостаточного увлажнения смена фаз развития многих растений в годовом цикле определяется прежде всего динамикой водного режима почв. Примером может служить ускоренное развитие чувствительных к влажности эфемеров и эфемероидов. Развитие яиц насекомых также происходит при определенной влажности и т. д.

Пищевой режим сильно зависит от сезонности и прослеживается у всех организмов, обитающих в почве. Например, отмечаются весенняя и осенняя вспышка численности микроорганизмов в связи с поступлением доступного органического вещества в эти сезоны.

Регуляция численности, состава и структуры биоценоза

Почва влияет на формирование конкретной консортивной структуры биоценоза. Влияние это строится на следующих связях: главная роль в структуре биоценоза принадлежит высшим растениям – средообразователям. Пространственное распределение растений и особенно их корневых систем зависят от динамики, свойств почвы и ее режимов. С корнями растений связаны специфические комплексы почвообитающих организмов: грибы микоризы, ризосферные бактерии, фитофаги – нематоды, насекомые. Все перечисленные организмы, как и корни растений, тоже зависят от почвенных режимов. Поэтому изменение почвенных условий меняет структуру, численность и состав биоценоза.

Почва – пусковой механизм некоторых сукцессий

Изменение почвенных свойств ведет к сукцессионным изменениям в биоценозе. Такими изменениями могут быть засоление, заболачивание, оглеение, заиливание. Например, заболачивание елового леса формирует следующий сукцессионный ряд: ельник-кисличник – ельник-черничник – ельник-долгомошник – ельник-долгомошно-сфагновый – сосняк сфагновый – сфагновые болота с карликовой сосной. Подробные сукцессии можно проследить при любом типе почвенных изменений.

Отмечаются и другие формы проявления рассматриваемой функции. Деятельность почвенных фитофагов может выступать как фактор, вызывающий сукцессии растительного покрова [2]. Так, в степях деятельность корневых вредителей приводит к гибели определенных видов растений, освободившееся место занимается другими видами данной ассоциации. В результате имеет место постоянная смена мелких ценотических комплексов в пределах одного биогеоценоза. Кроме того, деятельность почвенных фитофагов может вызывать и сукцессии травянистых растительных в целом.

Почва – «память» биогеоценоза

Из всех компонентов ландшафта почва обладает наибольшей способностью к отражению факторов географической среды и хранит в своем профиле наибольшее количество информации. Почва является памятью ландшафта. По концепции В. О. Таргульяна и И. А. Соколова [19], почва имеет двуединую природу. Согласно этой концепции, почвенное тело включает признаки и свойства почвы-памяти – совокупности устойчивых признаков и свойств, возникающих в ходе длительных отрезков развития географической среды и находящих отражение в развитии почвы, и почвы-момента – совокупности наиболее изменчивых процессов и свойств в момент наблюдения почвы, отражающих ее сиюминутное состояние.

В этой концепции важное место занимают вопросы скорости и полноты отражения профилем изменений ландшафта. Установлено, что различные свойства и компоненты почвы отражают факторы и процессы почвообразования с различной скоростью. Поэтому удобно пользоваться понятием «характерное время». Под характерным временем какого-либо природного объекта понимается время, необходимое для того, чтобы данный объект и его составляющие, развивающиеся под влиянием определенных факторов среды, пришли в равновесие с этими факторами.

Характерное время почвенного профиля в целом иное, чем у отдельных его компонентов. Так, на образование зрелого почвенного профиля требуется от сотен лет до тысяч и десятков тысяч, а характерное время у отдельных составляющих почвы намного меньше (для температуры, влажности – часы, сутки, для почвенных растворов – сутки, месяцы, для ППК – месяцы, годы; для отдельных горизонтов – десятки лет и т. д.)

Приобретение новой информации нередко сопровождается потерей уже имеющейся из-за более поздней интенсивной трансформации профиля, что сильно затрудняет ее расшифровку.