Характеристика литосферы (литобиосферы)

"Литобиосфера - 1. Часть биосферы, занимающая верхние слои литосферы (до 2-3 км, по некоторым данным - до 8,5 км. 2. Область распространения живых организмов ( по трещинам, подземным водоемам) и область биогенных осадочных пород (былых биосфер)". Нас интересует из всей литобиосферы собственно почва как сфера жизни, существующей в настоящее время. "Почва - верхний слой земной коры, возникший в результате совместных действий живых организмов и абиотических факторов; биокосное в-во" (Реймерс, 1985).

Вернадский В.И.: "Литосфера - это "биокосное" вещество". "Биокосное в-во - созданное совместно живыми организмами и косной средой (почвенный покров, частицы пыли, природные воды)". Можно добавить, что к биокосному веществу относится и эволюционно сложившийся состав атмосферы: газ, водяной пар и т.д.

Почва распространяется вглубь литосферы до 2-3 км в черноземных степях. Градиент уменьшения слоя почв: степи, листопадные леса, хвойные леса, тундры. В молодых биогеоценозах (северных) слой почвы чрезвычайно тонок - до нескольких мм. (В тундрах нельзя разрушать слой почвы, так как он защищает слои вечной мерзлоты от таяния, при этом накапливается слой почвы в тундре чрезвычайно медленно, так как мало солнечного тепла. Там, где по тундре проехал вездеход, на следующие годы и десятилетия будет углубляющееся "болото" из растаявших материнских пород. Почва тундры защищает "вечную мерзлоту" от таяния. (В тундре опоры для трубопроводов постоянно оседают, но это лучше, чем класть трубы нефтепроводов и газопроводов прямо на почву - все "проваливается" в вечную мерзлоту).

Основные параметры литосферы, лимитирующие (ограничивающие) и определяющие существование живых организмов:

1. Плотность и структурированность почвы. Плотность почвы чаще всего выше плотности живой плоти. Деятельность живых организмов делает почвы менее жесткими, более насыщенными воздухом и способными дольше сохранять влагу. Дождевые черви и прочие почвенные макробионты улучшают биологические характеристики почвы, т.е. улучшают условия жизни. (Биота - комплекс живых организмов. Бионты - обитатели биоты). Микробиота почвы - водоросли, бактерии, грибы и простейшие; мезобиота - нематоды, микроартоподы - клещи, ногохвостки; макробиота почвы - корни растений, личинки крупных насекомых, дождевые черви, роющие позвоночные - кроты, суслики, мешочатые крысы). Давление в верхней (или передней) части живого организма, пробивающегося сквозь почву, способно раздвинуть не только твердые почвы, но и асфальт (вспомните шампиньоны, растущие сквозь асфальт в городах).

2. Структурированность почвы означает, что для почвы характерны 1) значительная неоднородность (различают почвенные горизонты: А, Б, В), 2) сохраняющиеся длительное время однотипные условия существования живых организмов.

3. Выделяются следующие показатели почв: 1) механический состав (процент песка, глины и ила), 2) процент органического вещества; 3) обменная способность почвы - доступность питательных веществ для живых организмов.

4. Для живых организмов одним из следствий структурированности почв выступает относительное постоянство условий обитания, меньшее воздействие погодных условий. (Известна инертность почвенного микроклимата: самый теплый месяц почв нашего района - октябрь, самый холодный - май. Похожую инертность в отношении температуры и влажности воздуха прибрежных зон дает океан, напр., на побережье Баренцева моря "океан" летом охлаждает воздух, а зимой - согревает его).

5. Характеризуя литосферу, как среду обитания живых организмов, мы должны вспомнить о взаимодействии живого и косного вещества в "сферах жизни" (по Вернадскому). Пример такого взаимодействия в живой литосфере - избирательное извлечение разных элементов неживой природы, которое производят живые организмы (особенно показательно накопление редкоземельных элементов: грибы накапливают селен, городские газоны - свинец автомобильных выхлопов и т.д.) Вдоль автомобильных магистралей нельзя выращивать пищевые растения и пасти скот.

6. Специфика трофических связей в почве. Как среда существования живых организмов почва функционирует совместно с подстилкой, образующих вместе "четко определеннуюгетеротрофную систему". Подстилка имеет растительное происхождение и разлагается сначала почвенными животными (при этом усваивается 5-10 % органики), затем - микроорганизмами.

а) основные обитатели почв - гетеротрофы. (Вспомним терминологию. Автотрофы: 1) фототрофы - растения и зеленые водоросли, которые образуют органику из СО2, используя энергию солнечного света; 2) хемотрофы - "хемо" - "химия" - образуют органику из СО2, используя, в основном, энергию разложения аммиака и метана. Гетеротрофы - "питающиеся иначе, чем автотрофы");

б) максимум органических веществ находится в верхнем слое почвы; в) в почве имеется слой (горизонт), характеризующийся особенным образом. Он расположен на глубине, на границе с твердой материнской породой, сквозь которую не просачиваются растворы. В результате дренажа здесь скапливается большое количество органики и кальция при сильном недостатке кислорода. Следствие - обитают живые организмы особого типа.

3) Из всех сфер жизни (атмосферы, гидросферы и литосферы), последняя характеризуется максимальным количеством органического вещества - в черноземах его до 10-ти %. (Биомасса почвы составляет до 10-ти % общей массы почвы. Из них: мертвая органика составляет до 8 5%, корни растений - 10 %, почвенная фауна, грибы, водоросли и бактерии - 5 %).

4) По насыщенности водой и кислородом литосфера занимает промежуточное положение между гидросферой и атмосферой: насыщенность водой может доходить до 100% теоретически возможной насыщенности, градиент кислорода резко меняется от поверхности к глубине.

Подводя итог анализу жизненных сред, следует подчеркнуть, что экологически грамотно говорить не только о лимитирующих возможность жизни физико-химических факторах среды, но и о взаимодействии живого и косного вещества в жизненных средах. Живые организмы влияют на физико-химические свойства среды, изменяя их. Чаще всего воздействие жизни на косную среду делает возможным дальнейшее завоевание среды живыми организмами: появление в ранее безжизненных районах более примитивных форм жизни делает возможным завоевание среды более сложно устроенными формами (напр., заселение остывшей лавы после извержения вулканов). Озеленение городов - условие существования человека среди асфальта, бетона и обнаженной в результате деятельности строителей материнской породы под ногами.