3. Роль почвы в биосферных процессах

3.1 Место и роль почвы в природе

1. Обеспечение существования жизни на Земле.

2. Регулятор химического состава атмосферы и гидросферы.

3. Обеспечивает постоянное взаимодействие большого геологического и малого биологического круговоротов веществ.

4. Аккумулятор органического вещества и связанной с ней химической энергии.

5. Регулятор биосферных процессов, в частности плотности жизни на Земле, путём динамического воспроизводства почвенного плодородия (санитарно-защитная функция).

2. Экосистемные функции почв

Экосистемные функции реализуются на уровне элементарных единиц биосферы – биогеоценозов и определяются тремя группами её свойств: физическими, химическими и биологическими.

Значимость функций оценивают по их проявлению, созданию условий для поселения организмов, снабжения их влагой и питательными веществами, сохранения семян, биогеохимических циклов. Именно многообразие экологических функций почв отражает её биологическое разнообразие.

1. Функции, связанные с физическими свойствами почв

1. Почва – пространство, пригодное для существования различных групп организмов. Значительная часть биомассы растений (корневая система) размещена в почве (20–90 %). Почва активно используется микроорганизмами – их содержание в 1 г почвы может достигать 25 млрд. Животные используют почву как среду обитания: из беспозвоночных – простейшие, различные черви, моллюски, членистоногие; из позвоночных – представители пресмыкающихся, млекопитающих. Почва защищает животных от переохлаждения и перегрева, поскольку колебания температуры и влажности воздуха в почве менее выраженные. Многие животные (полёвка, суслик, сурок и др.) сооружают в почве норы и ходы на 15–20 м в длину и до 8 м в глубину; термиты делают сложные постройки до 12 м глубиной.

2. Почва – механическая опора, позволяющая растениям сохранить вертикальное положение, быть устойчивым к ветровалам и противодействовать силе тяжести. Например, ель по сравнению с сосной обладает поверхностной корневой системой, и её закрепление может быть затруднено на рыхлых песчаных почвах, особенно в случае с сильными ветрами. В районах распространения вечной мерзлоты нередко растёт «пьяный лес», где многие деревья сильно наклонены, изогнуты или повалены из-за слабой связности почвенного мелкозёма.

3. Почва – резерв семян и других зачатков. Многие вырубки быстро зарастают, причём появляются растения, нехарактерные для данного участка. Обусловлено это наличием в почве запаса семян различных растений, которые могут сохранять всхожесть десятилетиями и в случае подходящих условий начинают активно прорастать.

   2. Функции, связанные с химическими и физико-химическими свойствами почв

1. Почва – источник элементов питания. Химические элементы, содержащиеся в почве, идут на построение тканей растений и многих организмов и принимают участие в целом ряде сложнейших биохимических процессов. Живые организмы используют элементы, находящиеся в растворённом или обменном состоянии. Важное значение также имеет соотношение доступных элементов в почве, поскольку поступление одного часто зависит от концентрации другого.

2. Почва – депо элементов питания, энергии и влаги. В депо входят как легкодоступные для организмов соединения, так и труднодоступные (законсервированные в аморфных и кристаллических минералах, гумусовых кислотах), а также соединения и влага глубоких горизонтов. Благодаря почвенному депо живые организмы успешно существуют даже тогда, когда наблюдается перерыв в поступлении в почву влаги, тепла, удобрений, опада.

3. Почва – стимулятор и ингибитор биохимических и других процессов. Данная функция связана с выделениями живыми организмами продуктов метаболизма (белки, аминокислоты, антибиотики, витамины и др.), которые активизируют или угнетают их жизнедеятельность. Например, возможно почвоутомление за счёт ингибирующих выделений другими организмами.

4. Функция сорбции веществ и микроорганизмов. Связана с физико-химической поглотительной способностью почв, обусловленной наличием почвенного поглощающего комплекса. Почва представляет собой тонкодисперсную систему, обладающую поверхностно-активными силами, возникающими на границе раздела почвенных коллоидов и окружающей их дисперсионной среды. Благодаря этому она способна задерживать в ионной форме многие элементы соединений, поступающие в неё с атмосферными осадками, пылью, с боковыми и грунтовыми водными потоками и опадом. Данная способность почвы зависит от количества и состава ила, содержания гумуса. Сорбционная функция имеет значение и в жизни культурных растений – положительным эффектом служит защита элементов питания от быстрого вымывания из почвы, а негативным – снижение эффективности удобрений, связанное с переходом части элементов в труднодоступные формы.

Учёт способности почв к сорбции микроорганизмов помогает понять многие стороны биологических процессов почвообразования и распределения микроорганизмов по почвенному профилю. Бактериальные клетки некоторых микроорганизмов сорбируются почвой более чем на 90 % и долго сохраняют свою жизнедеятельность.