Растительность как почвообразующий фактор:
Органические соединения почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов.
Основная роль при этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ.
Поглощая из атмосферы углекислый газ, из почвы — воду и минеральные вещества, используя энергию солнечного света, они создают сложные органические соединения, богатые энергией.
Наибольшее количество органических веществ дают лесные сообщества, особенно в условиях влажных тропиков. Меньше органического вещества создается в условиях тундры, пустынь, болотистой местности и т.п.
В процессе отмирания как целых растений, так и отдельных их частей органические вещества поступают в почву (корневой и наземный спад).
Количество годового спада колеблется в значительных пределах: во влажных тропических лесах он достигает 250 ц/га, в арктических тундрах — менее 10 ц/га, а в пустынях — 5—6 ц/га.
На поверхности почвы органическое вещество под воздействием животных, бактерий, грибов, а также физических и химических агентов разлагается с образованием почвенного гумуса. Зольные вещества пополняют минеральную часть почвы.
Неразложившийся растительный материал образует так называемую лесную подстилку (в лесах) или войлок (в степях и лугах). Эти образования оказывают влияние на газообмен почвы, проницаемость осадков, на тепловой режим верхнего слоя почвы, почвенную фауну и жизнедеятельность микроорганизмов.
Растительность оказывает влияние на структуру и характер органических веществ почвы, ее влажность.
Степень и характер влияния растительности как почвообразующего фактора зависит от видового состава растений, густоты их стояния, химизма и многих других факторов.
Зеленые растения служат основным поставщиком почв свежими органическими веществами. Вместе с биомассой в почвах аккумулируется солнечная энергия, количество которой может равняться 9,33 ккал на 1 г углерода, что при средней величине накопления растительных остатков 10 т/га составляет 9,33.107 ккал солнечного тепла. Такие огромные ресурсы энергии включаются в естественные процессы почвообразования, а также могут использоваться людьми.
Растительные сообщества извлекают из материнских пород (а в дельнейшем из почв) элементы питания, синтезируют биомассу и тем самым переводят эти легкоподвижные химические элементы в состав сложных органических соединений (гумус), а также возвращают в формирующуюся почву эти соединения в виде отмирающего наземного опада и корней.
Растения обладают избирательной поглотительной способностью, которая выражается в том, что их корни извлекают из минерального субстрата химические элементы в нужных соотношениях. Например, в золе растений (особенно в злаках, осоках, хвощах, диатомовых) скапливается очень много кремнезема, в то время как почвенный раствор содержит его ничтожно малое количество. В растениях пустынь накапливается большое количество минеральных солей.
В настоящее время при изучении роли растительных ценозов в почвообразовании дополнительно учитывается характер и интенсивность биологического круговорота веществ. Это позволяет расширить учение о растительных формациях с точки зрения почвоведения и дать более детальное их разделение.
Согласно Н. Н. Розову, различают следующие основные группы растительных формаций:
1.Деревянистая растительная формация: таежные леса, широколиственные леса, влажные субтропические леса и ливневые тропические леса;
2.Переходная деревянисто - травянистая растительная формация: ксерофитные леса, саванны;
3.Травянистая растительная формация: суходольные и заболоченные луга, травянистые прерии, степи умеренного пояса, субтропические кустарниковые степи;
4.Пустынная растительная формация: растительность суббореального, субтропического и тропического почвенно - климатических поясов;
5.Лишайниково - моховая растительная формация: тундра, верховые болота.
Для каждой группы растительных формаций, а внутри группы для каждой формации характерен определенный биологический цикл превращения веществ в почве. Он зависит от количества и состава органического вещества, а также от особенностей взаимодействия продуктов распада с минеральной частью почвы. Поэтому различия в растительности являются главной причиной почвенного многообразия в природе. Так, под широколиственным лесом и лугово - степной растительностью в одинаковых условиях климата и рельефа и на одних и тех же породах будут формироваться разные почвы.
Лесная растительность - это многолетняя растительность, поэтому ее остатки поступают в основном на поверхность почвы в виде наземного опада, из которого формируется лесная подстилка. Водорастворимые продукты разложения поступают в минеральную толщу почвы. Особенностью биологического круговорота в лесу является длительная консервация значительного количества азота и зольных элементов питания растений в многолетней биомассе и выключение их из ежегодного биологического круговорота. В различных природных условиях формируются разные типы леса, что и определяет характер почвообразовательного процесса, а следовательно, и тип формирующихся почв.
Леса характеризуются наибольшей биомассой по сравнению с остальными фитоценозами. Но в лесах (за исключением субтропиков) ежегодный прирост ее меньше, чем в луговых степях, причем в травянистых сообществах до 85 % биомассы составляют корни, органические вещества здесь почти целиком возвращаются в почву. Поэтому под луговыми травянистыми ассоциациями почвы бывают более плодородные, чем под лесами и сухими степями.
В лесных фитоценозах происходит глубокое промачивание почвенной толщи, в результате чего из почвы элювируются (вымываются) растворимые формы органических и минеральных соединений. В травянистых фитоценозах обильные ежегодные растительные остатки концентрируются в верхней части почвенного профиля, образуя перегнойно-аккумулятивный горизонт. Под моховым покровом накапливаются растительные остатки в виде торфа (из-за переувлажнения и медленного разложения их).
Процесс разложения органических остатков зависит также от химического состава: в хвойных лесах зольность опада составляет 1-2 %, в лиственных – увеличивается до 4 %, в степях и полупустынях – 2-4 %, а в опаде галофитной растительности солончаковых пустынь она достигает 14 %.
Травянистая растительность образует в почве густую сеть тонких корней, переплетающих всю верхнюю часть почвенного профиля, биомасса которых обычно превышает биомассу наземной части. Поскольку наземная часть травянистой растительности отчуждается человеком и поедается животными, то основным источником органического вещества в почве под травянистой растительностью являются корни. Корневые системы и продукты их гумификации оструктуривают верхнюю корнеобитаемую часть профиля, в которой постепенно формируется гумусовый горизонт, богатый элементами питания. Интенсивность процессов определяется природными условиями, так как в зависимости от типа травянистых формаций количество образующейся биомассы и интенсивность биологического круговорота различны. Поэтому в разных природных условиях под травянистой растительностью образуются различные почвы. Мохово - лишайниковая растительность характеризуется тем, что при большой влагоемкости имеет малую активность в биологическом круговороте. Это является причиной консервации отмирающих растительных остатков, которые при достаточной и избыточной влажности превращаются в торф, а при постоянном иссушении легко развеваются ветром.
Основную роль живого вещества суши составляют высшие растения, среди которых древесная растительность имеет большую массу, чем травянистая. Образование органического вещества связано с фотосинтезом, который осуществляется в зеленых частях растений при участии хлорофилла. Пространственная и генетическая связь высшихрастений и определенных почв давно обращала на себя внимание. От многолетних древесных пород ежегодно поступает в почву лишь незначительная масса ввиде опада отмирающих частей. Кустарниковая растительность ежегодно теряет значительно большую часть своей биомассы, а наземная часть трав отмирает почти полностью. Для оценки органического вещества в системе растения-почва применяются следущие показатели:
1.Биологическая масса-общее количество живого органического вещества растительных обществ.
2. Мертвое органическое вещество-количество органическоо вещества , содержащегося в отмерших частях растений, а также в накопившихся на почве продуктах опада.
3.Годовой прирост- масса органического вещества, нарастающая в подземных и надземных частях растений за год.
4. Опад-количество ежегодно отмирающего органического вещества на еденицу площади. обычно в центнерах на гектар.
Существует четкая связь между количеством органического вещества на поверхности почвы и интенсивностью микробиологической деятельности. Растительность расматривается как главный источник органических веществ, поступающих в почву. Своей жизнедеятельностю растения обуславливают важный процесс-биогенную миграцию химических элементов. После отмирания органическое вещество опступает в почву, где под воздействием микроорганизмов подвергается глубокому преобразованию. Затем часть элементов усваивается ратениями, а часть задерживается в почве.
Часть биомассы в виде корневых остатков и наземного опада ежегодно возвращается в почву. Зеленыерастения, таким образом, - единственный первоисточник органических веществ в почве, и основной функцией их как почвообразователей следует считать -биологический круговорот веществ - поступление из почвы элементов питания и воды, синтез органической массы и возврат ее в почву после завершения жизненного цикла. Следствие биологического круговорота - аккумуляция потенциальной энергии и элементов азотного и зольного питания растений в верхней части почвы, обусловливающая постепенное развитие почвенного профиля и основного свойства почвы - ее плодородия. Зеленые растения участвуют в трансформации минералов почвы - разрушение одних и синтез новых, в формировании сложения и структуры всей корнеобитаемой части профиля, а также в регулировании водно-воздушного и теплового режимов почв. Характер участия зеленых растений в почвообразовании различен в зависимости от типа растительности и интенсивности биологического круговорота.
Список использованной литературы:
Книга: Почвоведение. Автор: Зеликов В. Д. Издательство: Москва, «Лесная промышленность»Год издания: 1981 .
Книга: Почвоведение, в 2 частях. Коллектив авторов. Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. Издательство: Москва, «Высшая школа». Год издания: 1988.
Книга: Почвы СССР. Авторы: Афанасьева Т.Ф., Василенко В.И., Терешина Т.В., Шеремет Б.В. Под ред. Г.В. Добровольского. Издательство: Москва, «Мысль»Год издания: 1979.
Книга: Фермеру и садоводу о почвах, их экологии, повышении плодородия Автор: Зайдельман Ф.Р.Издательство: Москва, ФГНУ «Росинформагротех»Год издания: 2002.
Книга: Толковый словарь по почвоведению. Под ред. А.А. Роде. Издательство: Москва, «Наука». Год издания: 1974
Книга: Экологическое почвоведение. Автор: Карпачевский Л.О. Издательство: Москва, «ГЕОС». Год издания: 2005
Книга: Общее почвоведение и география почв. Автор: Глазовская М.А. Издательство: Москва, «Высшая школа». Год издания: 1981
Книга: Методы обработки наблюдений в агроклиматологии. Авторы: Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Издание 3-е, исправ. и доп. Издательство: Москва, МГУ. Год издания: 2005
Книга: География почв с основами почвоведения. Автор: Добровольский В.В. Издательство: Москва, «Высшая школа». Год издания: 1989
Доклад:
Минобрнауки России
Южный Федеральный университет
Факультет биологических наук