2.2.5. Целостные биогеоценотические функции почвы

Трансформация почвой вещества и энергии

Организмы биоценозов совершают огромную геохимическую работу по трансформации материнских пород и органогенных остатков жизнедеятельности организмов. В результате этой работы почва, во-первых, обогащается биогенами; во-вторых, освобождается энергия в тепловой и химической форме, которая используется как внутрипочвенно, так и переходит в сопредельные среды. При этом почва приобретает свойства, благоприятные для поселяющихся на ней биогеоценозов. Например, в верхних аккумулятивных горизонтах почв наблюдается на только накопление соединений в растворимой форме, но и изменение соотношений между рядом элементов, которое имелось в исходной породе. Почвы содержат больше биогенов (углерода, азота, фосфора, калия и др.), чем исходные материнские породы.

Благодаря постоянному преобразованию косного вещества литосферы почвы существуют как неравновесные, весьма динамичные системы, богатые свободной энергией.

Санитарная функция почв

Эта функция крайне важна для существования биогеоценозов и может быть рассмотрена в трех аспектах.

Очищение поверхности почвы от отмерших органических остатков осуществляется разнообразными группами почвенных организмов: микробами, грибами, беспозвоночными (роль последних долгое время игнорировалась). Подвергая разрушению и минерализации мертвую органику, почвенные организмы переводят в доступную для усвоения форму элементы и энергию, содержащиеся в опаде, и предохраняют ландшафты от самозагрязнения. При этом растительные остатки, измельченные и переработанные червями и насекомыми, становятся более доступными для бактерий.

Антисептические свойства почвы позволяют лимитировать развитие в ней патогенных микроорганизмов. Для большинства патогенов почва является неблагоприятной средой из-за низкого содержания органики и значительных колебаний температуры и влажности. Для ненарушенных почв характерны сложившиеся взаимоотношения между отдельными группами организмов почвенного микробоценоза; кроме того, накопление в почве продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и растений, явления антагонизма и паразитизма приводят к относительной стабильности микробоценозов почв и тенденции устранения чуждых форм. Загрязнение почв и изменение их свойств в результате промышленного и сельскохозяйственного воздействия существенно меняет сложившуюся структуру микробных ценозов, в таких условиях патогенные микроорганизмы могут активизироваться и являться причиной заболеваний животных и человека.

Разрушение почвенными микроорганизмами токсичных продуктов обмена других организмов. Эта деятельность микробов предотвращает чрезмерное накопление в прикорневой зоне токсичных веществ и обеспечивает их дальнейшее выведение из организма. В лабораторных экспериментах по изучению этого аспекта санитарной функции почв было обнаружено, что стерилизация почвенного субстрата угнетала рост растений даже при наличии полного удобрения.

Почва – защитный и буферный экран биогеоценоза

Зональные типы биогеоценозов отличаются значительной устойчивостью из-за наличия механизмов обратной связи. Почва является одним из компонентов, который обладает буферностью и способен поддерживать гомеостаз биогеоценоза. Способность почвы к гомеостатическому регулированию крайне важна, поскольку обеспечивает поддержание сложившихся биогеоценозов Земли, что является залогом благополучия биосферы. Однако эта роль почвы изучена еще недостаточно, что не позволяет дать ее общую объективную характеристику. Можно выделить лишь некоторые формы проявления буферной функции почв:

- способность почвы нивелировать колебания входных потов вещества и энергии (температура, влажность, кислотность, катионы и анионы и т. д.);

- защита от механического разрушения (способность противостоять водной и ветровой эрозии);

- восстановление нарушенных биоценозов за счет запаса семян и других зачатков жизни в почве;

- наиболее интегральным проявлением буферности является почвенное плодородие, которое определяется взаимодействием всех свойств почвы и функций, перечисленных выше.