2.24. Экологич.Ф-ции почвы и их ограниченность.Утомляемость.

Функции почвы. Почва как компо­нент биосферы участвует одновременно в процессах биогеоценотического, ви-тасферного и биосферного структурных уровней ее организации, занимая цент­ральное положение во взаимодействиях геологического, микро- и макробиогео-ценозного природных круговоротов. При этом в биогеоценозе почва выпол­няет интегрирующие и управляющие функции.. С одной сто­роны, почва является средой обитания, кормилицей и физической опорой для огромного числа организмов, а с дру­гой — регулирует круговороты всех эле­ментов в биосфере (биогеохимические циклы), осуществляет глобальные эко­логические функции

Обеспечение жизни на Земле — глав­ная функция почвы. Реализация этой функции зависит от концентрации в по­чве в доступных формах химических со­единений биогенных элементов, необ­ходимых организмам. Почва — своеоб­разное депо, удерживающее важнейшие биогены (углерод, азот, фосфор, серу, кальций, калий и др.) от быстрого смы­ва их в Мировой океан. Почва аккуму­лирует влагу, обеспечивая в период ве­гетации потребность в ней автотрофно-го звена биогеоценозов. Она служит сферой обитания растений, животных, микроорганизмов и т. д.

Почва упорядочивает все потоки ве­ществ в биосфере, выступая в качестве связующего звена и регулирующего ме­ханизма в процессах биологической и геологической циркуляции элементов: по существу, она «замыкает» все биогео­химические циклы. Почва регулирует состав атмосферы и гидросферы. В результате постоянного газообмена между почвой и атмосферой в воздушный бассейн трансформируются различные газы (в том числе и «пар­никовые»), микрогазы.. Важнейшая глобальная функция по­чвы — накопление в поверхностной ча­сти коры выветривания, в почвенных органогенных горизонтах специфичес­кого органического вещества — гумуса и связанной с ним химической энергии.

Процессы биогенного накопления, трансформации и перераспределения энергии, поступающей от Солнца на Землю, протекают в почве непрерывно. Почва защищает литосферу от влия­ния экзогенных факторов и регулирует интенсивность геологической денуда­ции. Почва выступает как регулятор рас­пространения живых организмов, вы­полняя функцию генерирования и со­хранениябиологического разнообразия. Будучи средой обитания множества организмов, она ограничивает деятель­ность одних и способствует активности других.

Значение почвы в агроэкосистемах. Почва — главное средство сельскохо­зяйственного производства и основа аг­роэкосистем. Человечество получает из почвы около 95 % всех продуктов пита­ния. Забота о сохранении почвенного плодородия, «здоровья» почвы должна быть приоритетной в сельскохозяй­ственном производстве.Почва представляет собой жизнен­ное пространство, обеспечивающее обитание живых организмов.Почва является механической опо­рой произрастающей на ней раститель­ности.Незаменима роль почвы как храните­ля семян. Способность почвы хранить семена в течение нескольких лет без по­тери всхожести объясняется наличием веществ, ингибирующих прорастание семян. Тем самым в природе поддержи­ваются биоразнообразие и способность к обновлению растительных популяций.

Почва аккумулирует необходимые для жизнедеятельности населяющих ее организмов, в том числе первичных продуцентов, воду, питательные и энер­гетические вещества, что в значитель­ной степени определяет ее плодородие.

Почва — своеобразный склад фер­ментов. В ней находятся все известные в живых организмах ферменты, в том чис­ле определяющие почвенное плодородие и ее «здоровье» — пероксидазы, нитроге-назы, нитратредуктаза, каталаза и др. Ра­бота этих ферментов определяет азотный режим почвы, доступность элементов питания, а также способность почвы к детоксикации различных поллютантов.Почва регулирует гидротермический режим, что позволяет населяющим ее организмам сохранять свою жизнедея­тельность при определенных значениях температуры и влажности.Почва выполняет санитарную функ­цию. Высокая самоочищающая способ­ность почвы за счет обитающей в ней биоты обеспечивает обезвреживание многих патогенов и токсикантов, что положительно влияет на качество сельс­кохозяйственной продукции, состояние окружающей природной среды.

Почве присуща информационная функция. Известно, например, что пе­реход весной температуры почвы через +5 °С стимулирует активизацию (увели­чение подвижности) азота, фосфора, калия, т. е. указанный предел темпера­туры служит «сигналом» к началу по­требления питательных элементов в связи с наступлением вегетационного периода. От особенностей почвенного покрова зависят «поспевание почвы», продолжительность вегетационного пе­риода в различных экологических усло­виях. Почва выступает в качестве био­химического барьера. Способность по­глощать различные соединения, в том числе токсичные, позволяет ей выпол­нять роль химического санитара окру­жающей среды и тем самым предотвра­щать поступление загрязнений в сельс­кохозяйственную продукцию.

Нельзя не обратить внимание на еще одно уникальное свойство почвы — «па­мять» (способность хранить долговре­менную информацию об экологическом состоянии территории).

Почвоутомление. Рассматривая фун­кциональную роль почвы в эко- и агро-экосистемах, нельзя упускать из виду определенную ограниченность ее. Эти функции небезграничны и вследствие производственной деятельности могут нарушаться. Один из примеров таких нарушений — так называемая «утомляе­мость почв». Внешнее проявление поч­венного утомления выражается в резком снижении урожайности сельскохозяй­ственных культур, что наблюдается при бессменном возделывании (или частом возвращении на прежнее поле севообо­рота) растений одного и того же рода. Наиболее часто это отмечается при по­вторных посевах льна, подсолнечника, сахарной свеклы, хлопчатника и неко­торых других культур.

Основные причины почвоутомле­ния — накопление в почве токсичных веществ, выделяемыхкорнями расте­ний и микроорганизмами, разложение специфических вредителей, возбудите­лей болезней и сорняков. Установлено, что корневая система овса выделяет скополетин (вещество, близкое к кума­рину), обладающий ингибирующим действием. В продуктах выделения кор­невой системы льна имеется ряд арома­тических соединений (агликон, феруло-вая, п-кумариновая и п-гидробензойная кислоты), которые обладают опреде­ленной токсичностью. В корнях люцер­ны аккумулируются алкалоиды, кото­рые диффундируют в почву.

Из-за возможности продуцирования микотоксинов при почвоутомлении и сложившихся экологических условий, способствующих проявлению этого процесса, становится реальной опас­ность заражения почв, что представляет серьезную угрозу.

2.25. Особенности функционирования агроэкосистем в условиях техногенеза. Человечество обеспечивает себе благоприятные условия и средства сущ-я, непрерывно изменяя и преобразуя окр.среду. По мере роста производит.сил использование природно-ресурс.потенциала расширяется, степень участия прир.среды в системе обществ.произв-ва возрастает, что обуславливает постоянное усиление разностороннего антропогенного воздействия на прир.комплексы и их компоненты. И следствием является формирование и развитие процессов техногенеза. Техногенез – процесс изменения прир.комплексов под воздействием производстве.деят-ти чел-ка. Заключается в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью геохим.процессов, связанных с технич.и технологич.деят-тью людей по извлечению из окр.среды, концентрации и перегруппировке целого ряда хим.эл-ов, а также их орг.и минерал.соед-ий. В рез-те промыщлен, с/х и др.деят-ти чел-ка возникает техногенная миграция значит.объемов разнообразных вещ-в, большинство из кот.загрязняют окр.прир.среды. Интегральный показатель последствий техногенеза –загрязнение окр.прир.среды. С экологической точки зрения загрязнение окр.среды есть любое внесение в ту, или иную экосистему несвойственных ей живых или нежив.компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот вещ-в, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего снижается продуктивность данной экосистемы или она разрушается.

Последствия Техногенеза. Агроэкосистемы, как и естеств.экосистемы, испытывают постоян.техногенные воздействия, подвергаются влиянию различ.загрязнений локального, регионального и глобал.характера. В рез-те изменяются колич.и кач.характеристики составляющих их природ.компонентов, снижается устойчивость и падает продуктивность возделываемых культур. 1.Последствия техногенеза отрицат.сказываются на состоянии почв. 2.Т.к. во многих агроэк.системах центральное место занимают продуценты, то именно в этом звене в значит.мере непосредственно и опосредовано депонируются продукты техногенеза. В качестве интегральной характеристики состояния агроэкоситсемы целесообразно использовать показатели экологич.неблагополучия: 1.Норма-состояние системы, отвечающее области ее равновесия, устойчивости. 2.Риск-вероятность деградации окр.среды или перехода ее в неуст.состояние в рез-те текущей или планируемой хоз.деят-ти. 3.Катастрофа – неравновесное, нестационарное преобразование окр.среды, следствием кот.становится потеря устойчивости в рез-те изменения собственных параметров, быстрого изменения внешних пременных. 4.Бедствие-последствия катастрофы, равновесное состояние окр. Среды на предельно низком энергетич.уровне.