5. Особенности круговорот веществ в экосистеме почвы

Почвообразовательный процесс есть процесс непрерывного взаимодействия почвообразующей породы с растениями, животными, микроорганизмами и с продуктами их жизнедеятельности, а также с продуктами разложения органических остатков. Почвообразовательный процесс является одним из проявлений биологического круговорота. Как известно, биологический круговорот веществ состоит из двух противоположных процессов – продукционного и деструктивного, основанных на разном характере питания продуцентов и редуцентов. Первые, питаясь неорганическими веществами, вовлекают в биологический круговорот биогенные элементы из почвы, горных пород и атмосферы и создают на свету органические вещества, более богатые энергией по сравнению с исходными. Вторые, потребляя органические вещества, содержащиеся в выделениях первых организмов и их отмерших остатках, освобождают биогенные элементы и делают их доступными для повторного использования продуцентами.

Рассмотрим основные пути возврата биогенных элементов в почву, а через нее в тела растений.

I путь – первичная экскреция животных.

II путь – разложение детрита микроорганизмами.

III путь – непосредственная передача питательных веществ от растения к растению, что возможно через симбиотические грибы или другие микроорганизмы.

IV путь – автолиз – освобождение биогенных элементов из органических веществ под влиянием физико-химических факторов.

Органическая часть почвы состоит из органических остатков и гумуса. Гумус – сложный динамический комплекс органических соединений, состоящий из гумусовых и негумусовых веществ. Гумусовыми веществами называются гумусовые кислоты и их соли. Негумусовые вещества – белки, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, углеводы, лигнин, липиды, смолы, дубильные вещества, органические кислоты, спирты, альдегиды.

Гумус образуется из органических остатков. Под травянистой растительностью основным источником образования гумуса являются отмершие корни. В почвах под лесом гумус формируется главным образом за счет подстилки. Остатки зеленых растений используются почвенными животными и микроорганизмами, и после их смерти превращаются во вторичные формы органических остатков.

Лекция 21. Учение о биосфере

1. Понятие биосферы

2. Строение и границы биосферы

3. Свойства живого вещества

4. Функции живого вещества

5. Свойства биосферы

6. Ноосфера как стадия эволюции биосферы

7. Биогеохимические циклы

8. Круговорот углерода

9. Круговорот фосфора

10. Круговорот азота

1. Понятие биосфера

Биосфера (от греч. bios – жизнь и sphaira – шар) – живая оболочка Земли. Термин «биосфера» применил Э. Зюсс (1875), понимавший ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности. Основы учения о биосфере изложены В.И. Вернадским в 1926 г. В.И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил в биосфере 7 разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ. По В.И. Вернадскому, вещество биосферы состоит из нескольких компонентов.

1. Живое вещество – совокупность всех живых организмов, населяющих нашу планету.

2. Косное вещество – горные породы и минералы.

3. Биогенное вещество – вещества, образованные в результате жизнедеятельности живых организмов (некоторые осадочные породы: известняки, мел и др., а также нефть, газ, каменный уголь, кислород атмосферы и др.).

4. Биокосное вещество – совокупность биокосных тел, представляющих собой результат совместной деятельности живых организмов и геологических процессов (почвы, илы, кора выветривания и др.).

5. Радиоактивное вещество.

6. Рассеянные атомы.

7. Вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль).

Распределение жизни в биосфере. Масса живого вещества составляет лишь 0,01% от массы всей биосферы. Тем не менее, живое вещество биосферы – это главнейший ее компонент.

Наибольшая концентрация жизни в биосфере наблюдается на границах соприкосновения земных оболочек: атмосферы и литосферы (поверхность суши), атмосферы и гидросферы (поверхность океана), гидросферы и литосферы (дно океана), и особенно на границе трех оболочек – атмосферы, литосферы и гидросферы (прибрежные зоны). Эти места наибольшей концентрации жизни В.И. Вернадский назвал «пленками жизни».

В настоящее время по видовому составу на Земле преобладают животные (более 2,0 млн. видов) над растениями (0,5 млн.) В то же время, запасы фитомассы составляют 99% запасов живой биомассы Земли. Биомасса суши в 1000 раз превышает биомассу океана. На суше биомасса и количество видов организмов в целом увеличивается от полюсов к экватору.