Почва – источник и приёмник твёрдого вещества и микроорганизмов атмосферы

Пограничное положение почвы среди приповерхностных геосфер Земли определяет многообразие её взаимодействия с каждой из них. Существенным во взаимосвязи почвы с атмосферой оказывается не только обмен газами, но и обмен тонкодисперсными твёрдыми частицами и микроорганизмами.

Главная причина двустороннего движения твёрдого вещества и микроорганизмов в системе почва-атмосфера заключается в наличии потоков воздушных масс значительной силы, способных отрывать от горизонтов почв мелкозём (в случае их обнажения) и перемещать его аэральным путём на то или иное расстояние в зависимости от размерности составляющих частиц.

Значение воздушного поступления в атмосферу твёрдого вещества почв и кор выветривания хотя и очевидно для природоведов, тем не менее ещё не оценено с должной полнотой. Так, налицо существование механизма обмена минеральным, органическим и живым веществом ландшафтов, отстоящих друг от друга на многие сотни и даже тысячи километров. В этом отношении показателен факт переноса тонких фракций минералов с поверхности африканских почв, в частности в районы Англии. Здесь были отмечены выпадения «красного дождя» из тонкой пыли, состоящей из частиц кварца, покрытых плёнкой гидроксидов железа и примеси галита, полевых шпатов и других минералов, принесённых, как полагают, северо-западными ветрами из Сахары. Подобное явление наблюдается и в восточных районах Азии, где пылеватый материал южных пустынь попадает воздушным путём в лесные районы Сибири. Откладываясь на поверхности местных почв, что существенно осложняет их генетический анализ (Добровольский, Никитин, 2006).

Существует мнение, что наличие некоторого количества пылеватого материала способствует выпадению дождей, поскольку частички пыли оказываются центрами конденсации паров влаги. Это может иметь положительное значение, если образование осадков затруднено, а общее их количество сравнительно не велико. Другой эффект от запыленности воздуха – сильное снижение притока солнечной радиации к земной поверхности. В то же время попадание в воздушную оболочку большого количества мелкозёма часто оказывается причиной многих стихийных бедствий: засыпания песком поселений, водоёмов, почв и растительности; развеивание плодородного слоя земель, ухудшение качества воздуха. В целом запыление - процесс не желательный, особенно когда он достигает больших размеров.

Особо пагубных результатов процесс сей достиг в наше время, вследствие антропагенной деятельности и в первую очередь распашки земель. К сожалению, многие стороны данных процессов изучены недостаточно. В связи с этим, необходимо углублённое развитие такой дисциплины как дефляциоведение (Заславский, 1987).

Особый интерес представляет собой проблема поступления в атмосферу микроорганизмов почвы. Хотя идея о населённости воздуха мельчайшими организмами была высказана ещё Лукрецием более 2000 лет назад, надёжное экспериментальное подтверждение этому было получено лишь в XIX веке. Исследования Пьера Микеля показали что в 1м3 воздуха содержится до нескольких тысяч бактерий и микроскопических плесневых грибов, количество которых сильно изменчиво и зависит от особенностей местности, сезона года и других факторов. Ф. Грегори (1964) в книге «Микробиология атмосферы» поддержал мнение Микеля о том что источником большей части бактерий, присутствующих в атмосфере, служит почва, мелкие сухие частицы которой подхватываются ветром и поднимаются в воздух. Это положение сохраняет свою силу и в наши дни. Однако, выяснилось что помимо почвы источником некоторых микроорганизмов, например грибных спор, является не только почва, а например: дикорастущие растения, брызги вод океанов и другие источники.

Микробы попавшие в атмосферу, часто поднимаются с восходящими потоками воздуха на значительную высоту. Например количество бактерий на высоте 500 м в Москве составляет 2000-3000 на 1 м3. А при сильном ветре возрастает до 7000-8000. На высоте 2000 м над центром Москвы содержание микробов составляло уже 650 на 1м3. В окружающей загородной зоне на той же высоте оно снижалось в 4-5 раз (по данным Мишустина Е.Н.).

Уэстон отметил, что в воздухе над Кембриджем на высоте 3000 м бактерии и грибы встречаются в изобилии, однако выше они попадаются уже редко. Существенно. Что внутри облаков микробов больше чем под и над ними. Вопрос о многокилометровых переносах микробов изучен пока недостаточно и некоторые его аспекты находятся в стадии рабочих гипотез, хотя ещё «отец медицины» Гиппократ полагал, что эпидемические заболевания у людей могут возникать при вдыхании воздуха. Благодаря воздушному переносу зачатков организмов возможно освоение ими новых территорий. Согласно гипотезе Аррениуса возможно даже проникновение некоторых организмов через космическое пространство. О возможности межпланетного обмена бактериями говорил ещё В.И. Вернадский.

В проблеме взаимодействия воздушных масс с почвенным, а также растительным покровом существует ещё один важный аспект, которому уделяется мало внимания. Это ветровой перенос почвенного мелкозёма, микроорганизмов, спор и пыльцы растений с последующим отложением на поверхности различных водоёмов. Масштабы данного явления ещё не оценены с достаточной точностью.

Экологическое значение поступления в водоёмы вещества и биоценозов может быть многоплановы. Возможно возрастание засолённости поверхностных вод и ухудшение их качества, изменение биологических круговоротов и трансформация экосистем.

Органическое и минеральное вещество почв, отложенное воздушными массами в океанических широтах, вступает в различные биохимические циклы океана (Никитин, Залогин, и др., 1995).