Тема 14. Інформаційні біогеоценотичні функції ґрунтів

План

1. Сезонні зміни параметрів ґрунтових режимів як сигнал активізації або уповільнення біологічних процесів.

2. Ґрунт як регулятор чисельності, складу і структури біоценозів.

3. Зміна складу і властивостей ґрунту як пусковий механізм деяких сукцесій.

4. Ґрунт як «пам'ять» біогеоценозу.

1. Сезонні зміни параметрів ґрунтових режимів як сигнал активізації або уповільнення біологічних процесів

Ґрунтові режими (поживний, водний, тепловий, повітряний) протягом року зазнають значних сезонних змін. Кількісні коливання їх параметрів служать сигналами активізації або уповільнення біологічних процесів.

Основним фактором, який регулює розвиток мікроорганізмів, рослин і тварин є сезонні зміни температури ґрунту. Розглядаючи цю функцію слід знати, що вона визначається багатьма складовими: теплоємкістю і теплопровідністю ґрунту, запасами тепла (холоду), вологістю, температурою повітря, потоком радіації і променевбиранням (альбедо) ґрунту, інтенсивністю випромінювання тепла ґрунтом у нічний час тощо (В.Г. Чігір, 1978; О.В. Макєєв, 1980 та інші). Ці параметри значною мірою визначаються основними властивостями ґрунту. Так, залежно від механічного складу теплоємкість ґрунту може відрізнятись у 5 разів, а залежно від вологості – у 15 разів (А.Ф. Чудновський, 1949).

Ґрунт у літню пору, як правило, холодніший повітря. За даними А.І. Коровіна, його температура в зоні кореневої системи у період активної вегетації холодніше повітря на 2-5⁰. На північ від 60-ої паралелі у найтепліший період літа температура ґрунту не піднімається вище 12-14⁰С.

У міру заглиблення в ґрунт його температура суттєво знижується. Так на болотах встановлено такий хід температури: добові коливання чітко відбуваються на глибині 15-25 см; річні до глибини 3-3,5 м (Давидов, 1973). Таким чином, температура ґрунту як фактор регуляції сезонних біологічних процесів має важливе значення для організмів, які населяють ґрунт на невеликій глибині. Мінімальні значення температури ґрунту для розвитку деяких культурних рослин наведені в табл.14.1.

Таблиця 14.1. Мінімальні значення температури ґрунту (⁰С) для росту і розвитку деяких культурних рослин (за даними Степанова В.Н.)

Рослина	Фаза розвитку				Холодо-стійкість
	Поява сходів	Формування органів		Плодоно-шення
		вегетатив-них	репродук- тивних
Коноплі	2-3	2-3	10-12	12-10	значна
Ярі зернові, горох	4-5	4-5	10-12	12-10	помітна
Льон-довгунець	5-6	5-6	10-12	12-10	середня
Гречка, соняшник	7-8	7-8	12-15	12-10	слабка
Кукурудза, просо	10-11	10-11	12-15	12-10	слабка
Сорго, квасоля	12-13	12-13	15-18	15-12	слабка
Рис, бавовник	14-15	14-15	18-20	15-12	відсутня

Температура ґрунту є сигналом не тільки початку або припинення сезонних циклів життєдіяльності організмів. Крім цього, вона визначає інтенсивність ряду фізіологічних процесів. Зокрема встановлено, що при пониженні температури ґрунту відбувається зниження інтенсивності транспірації, а при підвищенні – вона посилюється (Коровін, 1972). Досліди показали, що прогрівання ґрунту вдень у зоні кореневої системи підвищує здатність рослин засвоювати воду і поживні речовини при низькій температурі приземного шару повітря. При зниженні температури ґрунту падає інтенсивність фотосинтезу і дихання, причому у теплолюбивих рослин це падіння незначне, а у холодостійких дуже помітне.

Вологість ґрунту як екологічний фактор також відіграє суттєву роль у регулюванні сезонних змін активності живих організмів. Так у районах з недостатнім зволоженням зміна фаз розвитку багатьох рослин у циклі їх розвитку визначається перш за все динамікою водного режиму ґрунту. Прикладом цього є прискорений сезонний розвиток ефемерів і ефемероїдів в аридних ландшафтах, зумовлений коротким періодом забезпечення ґрунту вологою.

Розвиток яєць комах у ґрунті залежить від вологості. Наприклад, у саранчі він починається лише тоді, коли вологість ґрунту піднімається вище мертвого запасу.

Прикладом впливу річної динаміки поживного режиму ґрунтів на сезонні зміни у розвитку біоценозів може бути коливання чисельності мікроорганізмів залежно від надходження у ґрунт рослинного опаду. Активізація мікробіологічної діяльності помітна в осінній сезон, коли у ґрунт надходить значна маса органічних решток. У літній період мікроорганізми інтенсивно мінералізують гумусні сполуки внаслідок чого ґрунт збагачується на легкодоступні форми поживних елементів, що, в свою чергу, посилює ріст і розвиток рослин.

У ґрунтах степових та сухо степових регіонів відбувається значне коливання сольового режиму, що певним чином впливає на зміни складу та продуктивність фітоценозів.