4.1.3. Взаимоотношения живых организмов в биосфере

В процессе развития жизни на Земле первичные живые существа разделились на две группы —автотрофов(организмов, синтезирующих из неорганических соединений органические вещества с использованием энергии Солнца или энергии, освобождающейся при химических реакциях) игетеротрофов(организмов, использующих для питания только или преимущественно органические вещества, произведённые другими видами, и, как правило, не способныхсинтезироватьвеществосвоего тела из неорганических составляющих). Именно после того, как возникли первыеавтотрофы,открылись неисчерпаемые возможности для дальнейшей эволюции организмов, что привело к современному многообразию растений и животных. Но автотрофы в свою очередь не могли развиваться безгетеротрофов.Если бы органическое вещество, создаваемое растениями, не перерабатывалосьгетеротрофами до степени минерализации с освобождением простых неорганических веществ, то не смог бы осуществляться круговорот вещества и энергии в биосфере, что привело бы к тому, что жизненные процессы на Земле остановились бы (рис.14).

Рис. 14. Трофические уровни: первый уровень — автотрофы (продуценты), второй уровень — гетеротрофы (консументы разного порядка)

Растения и животные с момента своего зарождения развиваются совместно, обусловливая возможность существования другдруга. В процессе совместной эволюции у различных видов растений и животных выработались взаимныеприспособления друг к другу, столь прочные, что раздельно существовать в современных условиях они уже не могут. В этом проявляется единство растительного и животного мира.

На различных участках Земли исторически сформировались сообщества растенийи животных — биоценозы.При постоянстве внешних условийбиоценозы являются устойчивыми образованиями, что обеспечивается тесной взаимосвязью растений, животных и микроорганизмов, возникших в одном месте и проделавших совместный путь эволюционного развития. О совместном участии в эволюции растений и животных свидетельствует приуроченность различных групп животных к определённым группам растений, то есть возникновение и существование биоценозов.

4.2. Почвы (педосфера)

Почвы — особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного естественного преобразования поверхностных слоёв литосферы под совместным взаимообусловленнымвоздействием гидросферы, атмосферы, живых и мёртвых организмов. Почва — одна из составных частей окружающей среды. Важнейшее её свойство — плодородие, то есть способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойствопочвыиграет первостепенную роль в функционировании биосферы и в жизни человека.

4.2.1. Факторы и процессы почвообразования

Поскольку почва, по определению В.В.Докучаева, является естественно-историческим телом 4-го царства природы и к тому же играет существенную роль в формировании благоприятной окружающей среды, рассмотрим факторы естественного процесса почвообразования.

Почвообразующие породы, или субстрат, определяютфизическиесвойства почвы —водо-и воздухопроницаемость,водоудерживающуюспособность идр.Они определяют водныйи тепловой режим почвы, скорость передвижения веществ в почве, минералогический и химическийсостав почвыипервоначальное содержание в ней элементов питания для растений. От характера материнских пород зависит в большойстепени типпочв.

Органические соединенияпочвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Из этих компонентов основная роль впочвообразовательномпроцессепринадлежит растительности. Наибольшееколичество органического вещества дают лесные сообщества, особенно во влажных тропиках.Меньше органической массы создаётся в условиях тундры, пустынь и болотистой местности.

При отмирании растенийи их частей образуется корневой и надземныйопад;величина его очень различна: вовлажных тропических лесах 250 ц/га, в тундре менее 10, а в пустынях менее5–6 ц/га.Растительныеостатки под воздействием животных,бактерий, грибов и физических агентов разлагаются. Зольные вещества пополняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал образует лесную подстилку в лесах или войлок в степях. Подстилка и войлок влияют на газообмен почвы, проницаемость осадков, тепловой режим и деятельность почвенной фауны и микроорганизмов.

Состав растений влияет на характер органических веществ почвы, её влажность; влияет на почву густота стояния растений.

Животные участвуют в преобразовании органического вещества почвы — как почвенные, так и наземные. Различают биофаги (питающиеся живыми организмами или их тканями) исапрофаги(использующие в пищу мёртвые органические вещества). Главную массу почвенныхживотных составляютсапрофаги(нематоды,дождевые черви и др.). На 1 га почвы приходится более 1 млн. простейших, на 1м²— десятки червей,нематоди другихсапрофагов.Они влияют на формирование почвенного профиля, содержание гумуса, мощность гумусовых горизонтов, структуру почвы. Наземный животный мир, принимающий участие в почвообразовании, представлен кротами, полёвками и др.

Растительныеи животныеостаткивпочве подвергаются сложным изменениям,часть их распадается доСО₂,воды и простых солей (процесс минерализации), иные переходят в новые сложныеорганическиесоединения почвы.

Велико значение микроорганизмов. Они участвуют вбиологическомкруговороте веществ, разлагают сложные органические вещества на болеепростые, используемые высшими растениями и самими микроорганизмами.

Климат— один из важнейших факторов почвообразования. С ним связаны тепловой и водный режимы, влияющие на физико-химическиеибиологическиепроцессы.

Тепловой режим — процессы теплообменав системе:приземный слойвоздуха — почва —почвообразующаяпорода. Тепловой режим обусловливает процессы переноса и аккумуляции теплоты в почве, определяется соотношением поглощённой солнечнойрадиациии теплового излучения почвы, которое зависит от окраски почвы, характера поверхности, теплоёмкости и др. Влияет на тепловойрежим почвы и растительность.

Водный режим определяется соотношением годового количества осадков и испаряемости, распределением и видами осадков на протяжении года, их формой.

Рельеф— один из факторов перераспределения по земной поверхности тепла ивлаги. С изменением высоты местности меняется тепловой иводный режим почвы.Рельефомобусловлена высотная поясность почвенного покрова в горах. Им же определяется влияние на почву грунтовых, талых и дождевых вод, миграция растворимых веществ.

Время— необходимое условиедля любого природного процесса. Возраст многих почв Восточно-Европейской равнины, Западной Европы, Западной Сибири и Северной Америки достигает нескольких тысяч лет.