Почва и ее обитатели реферат

Обновлено: 17.05.2024

В настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой приобрела особую остроту. Становится бесспорным, что решение проблемы сохранения качества жизни человека немыслимо без определенного осмысления современных экологических проблем: сохранение эволюции живого, наследственных субстанций (генофонда флоры и фауны), сохранение чистоты и продуктивности природных сред (атмосферы, гидросферы, почв, лесов и т. д.), экологическое нормирование антропогенного пресса на природные экосистемы в пределах их буферной емкости, сохранение озонового слоя, трофических цепей в природе, биокруговорота веществ и другие.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.

1. Почва как среда обитания

Важным этапом в развитии биосферы явилось возникновение такой ее части, как почвенный покров. С образованием достаточно развитого почвенного покрова биосфера - становится целостной завершенной системой, все части которой тесно взаимосвязаны и зависят друг от друга.

Основными структурными элементами почвы являются: минеральная основа, органическое вещество, воздух и вода. Минеральная основа (скелет) (50-60% всей почвы) – это неорганическое вещество, образовавшееся в результате подстилающей горной (материнской, почвообразующей) породы в результате ее выветривания. От соотношения в почве глины и песка зависят проницаемость и пористость почвы, обеспечивающие циркуляцию, как воды, так и воздуха.

Органическое вещество – до 10% почвы, образуется из отмершей биомассы измельченной и переработанной в почвенный гумус микроорганизмами, грибами и другими сапрофагами. Органические вещества образовавшиеся в результате разложения органики, вновь усваиваются растениями и вовлекаются в биологический круговорот.

2. Живые организмы в почве

В природе практически не бывает таких ситуаций, чтобы на много километров простиралась какая-нибудь одна почва с неизменными в пространстве свойствами. При этом различия почв обусловлены различиями в факторах почвообразования.

Закономерное пространственное размещение почв на небольших территориях называется структурой почвенного покрова (СПП). Исходной единицей СПП является элементарный почвенный ареал (ЭПА)- почвенное образование, внутри которого отсутствуют какие-либо почвенно-географические границы. Чередующиеся в пространстве и в той или иной степени генетически связанные ЭПА образуют почвенные комбинации .

По степени связи со средой обитания в эдафоне выделяются три группы:

Геобионты – постоянные обитатели почвы (дождевые черви (Lymbricidae), многие первичнобескрылые насекомые (Apterigota)), из млекопитающих кроты, слепыши.

Геофилы – животные, у которых часть цикла развития проходит в другой среде, а часть – в почве. Это большинство летающих насекомых (саранчовые, жуки, комары-долгоножки, медведки, многие бабочки). Одни в почве проходят фазу личинки, другие – фазу куколки.

Геоксены – животные, иногда посещающие почву в качестве укрытия или убежища. К ним относятся все млекопитающие, живущие в норах, многие насекомые (таракановые (Blattodea), полужесткокрылые (Hemiptera), некоторые виды жуков).

Особая группа – псаммофиты и псаммофилы (мраморные хрущи, муравьиные львы); адаптированы к сыпучим пескам в пустынях. Приспособления к жизни в подвижной, сухой среде у растений (саксаул, песчаная акация, овсяница песчаная и др.): придаточные корни, спящие почки на корнях. Первые начинают расти при засыпании песком, вторые при сдувании песка. От заноса песком спасаются быстрым ростом, редукцией листьев. Плодам присуща летучесть, пружинистость. От засухи предохраняют песчаные чехлы на корнях, опробковение коры, сильно развитые корни. Приспособления к жизни в подвижной, сухой среде у животных (указаны выше, где рассматривался тепловой и влажный режимы): минируют пески – раздвигают их телом. У роющих животных лапы-лыжи – с наростами, с волосяным покровом.

Почва – промежуточная среда между водой (температурный режим, низкое содержание кислорода, насыщенность водяными парами, наличие воды и солей в ней) и воздухом (воздушные полости, резкие изменения влажности и температуры в верхних слоях). Для многих членистоногих почва была средой, через которую они смогли перейти от водного к наземному образу жизни.

Основными показателями свойств почвы, отражающими возможность ее быть средой обитания для живых организмов, являются гидротермический режим и аэрация. Или влажность, температура и структура почвы. Все три показателя тесно связаны между собой. С повышением влажности повышается теплопроводность и ухудшается аэрация почв. Чем выше температура, тем сильнее идет испарение. Непосредственно с этими показателями связаны понятия физической и физиологической сухости почв.

Физическая сухость обычна место при атмосферных засухах, в связи с резким сокращением поступления воды из-за долгого отсутствия осадков.

В Приморье такие периоды характерны для поздней весны и особенно сильно выражены на склонах южных экспозиций. Причем при одинаковом положении в рельефе и прочих сходных условиях произрастания, чем лучше развит растительный покров, тем быстрее наступает состояние физической сухости.

Физиологическая сухость – более сложное явление, оно обусловлено неблагоприятными условиями среды. Заключается в физиологической недоступности воды при достаточном, и даже избыточном ее количестве в почве. Как правило, физиологически недоступной становится вода при низких температурах, высоких засоленности или кислотности почв, наличии токсических веществ, недостатке кислорода. Одновременно недоступными становятся и растворимые в воде элементы питания: фосфор, сера, кальций, калий и др.

Из-за холодности почв, и обусловленными ею переувлажнением и высокой кислотностью, физиологически недоступны корнесобственным растениям большие запасы воды и минеральных солей во многих экосистемах тундры и северотаежных лесов. Этим объясняется сильное угнетение в них высших растений и широкое распространение лишайников и мхов, особенно сфагновых.

Одним из важных приспособлений к суровым условиям в эдасфере является микоризное питание . Практически все деревья имеют связь с грибами-микоризообразователями. Каждому виду дерева соответствует свой микоризообразующий вид гриба. За счет микоризы увеличивается активная поверхность корневых систем, а выделения гриба корнями высших растений легко усваиваются.

Как сказал В.В. Докучаев "…Почвенные зоны являются и зонами естественноисторическими: тут очевидна теснейшая связь климата, почвы, животных и растительных организмов…". Это хорошо видно на примере почвенного покрова в лесных районах на севере и юге Дальнего Востока

Характерной особенностью почв Дальнего Востока, формирующихся в условиях муссонного, т.е. очень влажного климата, является сильное вымывание элементов из элювиального горизонта. Но в северных и южных районах региона этот процесс неодинаков из-за разной теплообеспеченности местообитаний. Почвообразование на Крайнем Севере происходит в условиях короткого периода вегетации (не более 120 дней), и повсеместного распространения вечной мерзлоты. Недостаток тепла, часто сопровождается переувлажнением почв, низкой химической активностью выветривания почвообразующих пород и замедленным разложением органики. Жизнедеятельность почвенных микроорганизмов сильно угнетена, а усвоение питательных элементов корнями растений – заторможено. В результате северные ценозы отличаются низкой продуктивностью – запасы древесины в основных типах лиственничных редколесий не превышают 150 м 2 /га. При этом накопление отмершей органики превалирует над ее разложением, вследствие чего формируются мощные торфянистые и гумусовые горизонты, в профиле высоко содержание гумуса. Так, в северных лиственниках мощность лесной подстилки достигает ≥10-12 см, а запасы недифференцированной массы в почве – до 53% от общего запаса биомассы насаждения. Одновременно идет вынос элементов за пределы профиля, а при близком залегании мерзлоты они аккумулируются в иллювиальном горизонте. В почвообразовании, как во всех холодных областях северного полушария, ведущий процесс – подзолообразовательный. Зональными почвами на северном побережье Охотского моря являются Al-Fe-гумусовые подзолы, в континентальных районах – подбуры. Во всех районах Северо-Востока обычны торфяные почвы с многолетней мерзлотой в профиле. Для зональных почв характерна резкая дифференциация горизонтов по цвету.

3. Значение почвы

Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км 2 или 86,5% площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 15 млн. км 2 (10% суши), сенокосы и пастбища- 37,4 млн. км 2 (25% суши). Общая пахотнопригодность земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км 2 .

Представления о почве, как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились лишь в конце XIX в., благодаря В.В. Докучаеву, - основоположнику современного почвоведения. Он создал учение о зонах природы, почвенных зонах, факторах почвообразования.

Ознакомление с особенностями фотосинтеза цианобактерий, которые выделяют кислород в окружающую среду. Характеристика состава почвы. Рассмотрение значения для сада коловраток, нематод, энхитреид, улиток, тихоходок, личинок насекомых, медведок, муравьев.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	доклад
Язык	русский
Дата добавления	16.04.2015
Размер файла	17,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Любой сад, даже самый маленький, это не только деревья, кустарники, лианы, цветы и травы, которые мы посадили или посеяли. Хотим мы того или нет, в нем обязательно появляются и другие жильцы, поселяющиеся, что называется, явочным порядком, и гости, весьма многочисленные, заглядывающие всего на несколько минут или остающиеся надолго. Кроме того, в нем и до закладки уже был свой мир, сложившийся давно. Ползающий, прыгающий, летающий, словом, живущий своей напряженной, непростой жизнью, он чрезвычайно богат и многообразен. Давайте хотя бы немного поближе познакомимся с ним. А знакомство свое начнем с обитателей почвы.

Почва: дышащая и безмолвная.

Почва - это не просто земля, механическая масса, смесь мелких и крупных частиц, минеральных и органических, как иногда ее себе представляют, нет, она вся заселена, освоена разными организмами, которые живут и развиваются. Во всех направлениях и на значительную глубину пронизывают ее корни деревьев, кустарников, цветов, трав. Их выделения и остатки после перегнивания оказывают очень существенное влияние не только на физические и химические свойства почвенных агрегатов, но и на биологическую активность почвы. Они воздействуют на нее всесторонне: способствуют проникновению воздуха в глубинные слои, вызывают сдвиги в равновесии водного раствора, способствуют разложению минеральных веществ, обеспечивают микромир органическим питанием.

Многое зависит от количества и состава корневых выделений растений, поскольку именно они определяют развитие микроорганизмов в прикорневой зоне, а также активность биохимических процессов здесь. Сами корни служат пищей для многих обитателей почвы - клещей и нематод, на них растут грибы, образующие микоризу, здесь развиваются бактерии, формирующие клубеньки.

Их в грамме - миллионы.

Нередко на поверхности почвы, особенно в затененных местах, под деревьями и кустами, нетрудно заметить зеленые или даже иссиня-зеленые, словно бархатные, поверхности или подушечки. На ощупь снизу они бывают нередко жесткими, как корочки, иногда тонкими и нежными, как пленки, а то лежат, как войлочный налет на влажной поверхности. Это явление называют цветением почвы. Вызывают его водоросли. Хорошо заметно оно бывает весной, когда много влаги, почва еще не укрыта растениями, но уже тепло и солнечно. Тогда на одном квадратном метре могут развиться сотни миллионов клеток зеленых водорослей, а их биомасса на этой площади достигает 100 и более граммов. Летом они активно растут по краям гряд, в междурядьях, под деревьями и кустами. Заселяют они и стволы деревьев, щели и углубления коры на них, живут на опавших листьях и под ними. Численность их варьирует от 5 тысяч до 1,5 миллиона в каждом грамме почвы. В дерново-подзолистой, например, их биомасса в слое 10 сантиметров обычно составляет от 40 до 300 килограммов на гектаре.

Наряду с другими растениями водоросли образуют немало органического вещества, тем самым способствуя накоплению в почве перегноя, повышению ее плодородия.

Ведут фотосинтез и выделяют кислород в окружающую среду и цианобактерии. Некоторые из них образуют на поверхности почвы довольно большие, в несколько сантиметров, темнооливково-зеленые слизисто-хрящеватые колонии, состоящие из многочисленных нитей, расположенных внутри слизи. Иногда такие колонии почти сплошь покрывают землю. Другие образуют на ней расплывающиеся пленки фиолетового оттенка. Чаще всего их можно встретить на загрязненных участках. Они имеют чисто зеленый цвет, не образуют каких-либо корочек или пленок, но заселяют верхний слой почвы весьма густо, иногда придавая ей зеленоватый оттенок.

Бесчисленны в саду и представители грибов. Именно они подчас являются причиной многих заболеваний садово-огородных культур и нередконаносят урожаю плодов и ягод немалый урон. Основная масса грибов обитает в почве, где их мицелий (грибница) часто достигает общей длины в 1000 метров в одном грамме. Грибы разлагают органику и синтезируют гидролитические ферменты, что позволяет им усваивать такие сложные вещества, как пектин, целлюлоза и даже лигнин. За сутки они способны разложить органических веществ в три - семь раз больше, чем сами могут усвоить. И в почве их биомасса нередко превышает бактериальную.

Сумчатые грибы вызывают такие опасные болезни, как мучнистая роса и парша яблони или груши. На старых, отмирающих частях деревьев, пнях и корнях разрастаются .трутовики и шляпочные грибы. Среди них в саду чаще всего встречаются шампиньоны, развивающиеся на навозном или перегнойном субстрате, а также опенки, поганки и ряд несъедобных пластинчатых грибов.

Нельзя не назвать и одноклеточные грибы - разные виды дрожжей. Они хорошо развиваются в почвенной среде при пониженной температуре, близкой к нулевой, и почти прекращают развитие при 20 градусах тепла. Много дрожжевых грибов бывает на листьях, внутри их, в нектаре цветов, в пасоке деревьев, на плодах и ягодах.

Имеет своих представителей в саду и такая особая группа низших растений, как лишайники. Их тело состоит из двух разных организмов - гриба и водоросли. Лишайниковые грибы в свободноживущем состоянии не встречаются. Растут они медленно, особенно корковые - прирост дают от 1 до 8 миллиметров в год. Наиболее часто их можно увидеть на коре деревьев, особенно старых, или прямо на почве, где они образуют корочки, кустики. Устойчивы против прямого и яркого солнечного света и пересыхания, способны поглощать воду прямо из атмосферы, даже при низкой влажности воздуха. Лишайники выделяют сложные органические кислоты, так называемые лишайниковые, обладающие антибиотическими свойствами. Исследования показали, что лишайники служат местом обитания множества дрожжевых и других грибов, спор и бактерий.

Бактерии участвуют практически во всех биохимических процессах, происходящих в почве. Они составляют основную долю микробиологического населения почвы - количество их достигает сотен миллионов и даже миллиардов в одном грамме - и во многом определяют ее биологическую активность.

Обитатели темных чертогов.

На состав почвы, ее структуру и плодородие в целом очень существенное влияние оказывают многочисленные почвенные животные. Численность их в средней полосе бывает наибольшей в самой верхней части почвенного горизонта, а на глубине в полметра и более резко уменьшается. В степной и лесостепной зонах, на черноземах, они проникают вдвое и втрое глубже. При наличии в почвенных порах достаточного количества воды здесь активно развиваются одноклеточные животные - жгутиковые, инфузории, саркодовые. Численность их велика - до нескольких сотен тысяч в одном грамме почвы, а биологическая масса достигает 40 граммов на одном квадратном метре.

Жизнь в почве, имеющей тончайшие капилляры, привела к тому, что простейшие животные здесь имеют размеры в 5-10 раз более мелкие, чем у подобных существ, живущих в реках, озерах, прудах. У некоторых из них клетки стали плоскими, обычные выросты и шипы отсутствуют. Среди корненожек есть голые и раковинные амебы, они не имеют постоянной формы тела, а как бы переливаются- с места на место, обтекая свои жертвы - растительные клетки, которыми они питаются,- и таким образом включают их в состав своей протоплазмы. Инфузорий - типичных обитателей водоемов - в почве гораздо меньше, чем жгутиковых и амеб, однако ученые все же нашли представителей 43 родов!

Но особенно важную роль в жизни почвы, в обогащении ее нужным для растений органическим веществом играют черви. Их делят на две группы - низшие и высшие. К первым относятся коловратки и нематоды - самые простые из многоклеточных живых существ.

У коловраток на передней части тела имеются круговые ряды ресничек, благодаря им они вращаются и передвигаются. Обычно они живут в прудах, озерах, реках, но встречаются и в почве - плавают в водных капиллярах и пленках. Питаются бактериями и одноклеточными водорослями.

Нематоды - это мелкие круглые черви, очень разнообразные. В хорошо окультуренных садах и огородных почвах их биологическая масса может достигать 5 граммов на квадратном метре, а число - 15-20 миллионов. Много их обитает в перегное, навозе, компостах, в садовой подстилке. Они очень быстро размножаются, цикл развития у некоторых видов проходит за три - пять дней. Почвенные нематоды питаются обычно бактериями, грибами, дрожжами, мелкими простейшими. В ризосфере корней у яблонь, груш, слив, вишен и других плодовых и ягодных деревьев и кустарников тоже обитают нематоды. Они имеют своеобразный стилет, которым протыкают клетки корня и питаются их содержимым. Они не столько наносят прямой ущерб растениям, сколько вредят ему, открывая ворота для инфекции - грибной и бактериальной. Но есть и нематоды-паразиты, например земляничная нематода, против которых приходится принимать особые меры.

Из высших червей заметную роль в жизни почвы играют энхитреиды, имеющие размеры от 3 до 45 миллиметров в длину, а толщину - 0,2-0,8 миллиметра. Самые мелкие перемещаются в почве по ее естественным порам и каналам, другие прокладывают себе путь, проедая его. Биомасса энхитреид на хороших садовых участках нередко достигает 5 граммов на одном квадратном метре. Основная масса их находится в верхнем слое почвы, так как их главная пища - отмирающие корни. Иногда они выгрызают участки их, поврежденные нематодами. Обильны они и там, где есть влажный гумус. Этим они отличаются от дождевых червей, которых тоже насчитывается около 200 видов.

Улитки. Живет в саду и еще одна группа животных - улитки. Хотя они, как и другие моллюски, в своем большинстве являются типичными обитателями водоемов, но так называемые легочные улитки приспособились и к наземному образу жизни. Благодаря наличию раковины они сравнительно легко переносят неблагоприятные условия - холод, засуху, жару, а слизни, которые не имеют раковины, в зной и холода прячутся под мульчей, листовой подстилкой или забираются глубже в почву. Среди легочных улиток есть растительноядные и хищники, некоторые наносят существенный вред растениям, например виноградная.

Слизни питаются свежеопавшей листвой, травой, отмирающими тканями, но могут повреждать и живые растения. Так называемый полевой слизень наносит ущерб всходам овощных, садовых, полевых и лесных культур. Некоторые питаются водорослями, лишайниками, грибами, то есть выполняют функции санитаров и для сада безвредны.

Есть в почве еще немало крошечных существ, оказывающих влияние на жизнь плодовых и ягодных культур. Одни из них видимы простым глазом и носят название тихоходок, или медвежаток. Тело у них короткое, в своеобразном панцире (кутикуле). Четыре пары коротких ног, как мускулистые бугорки с коготками. Во рту стилет - своего рода ножичек, которым они протыкают ткани растений и высасывают содержимое живых клеток. В почве, имеющей листовую подстилку, встречается немало ногохвосток и панцирных клещей, мокриц, многоножек, личинок насекомых. Мокрицы, как и дождевые черви, прокладывают в почве мелкие ходы, улучшают ее порозность, аэрацию, перерабатывают в перегной первичный растительный материал. Многоножки - животные наземные, но ведут скрытный образ жизни, прячась в почвенных норках, под мульчей или листьями. Среди них есть очень мелкие, в 1,5-2 миллиметра, и довольно крупные - в 10-15 сантиметров, к примеру геофилы. Тело многоножек состоит из множества члеников, на каждом из которых есть две конечности. К ним относятся весьма частые в саду кивсяки.

Личинки насекомых. Густо заселяют почву сада также разнообразные представители бесчисленного семейства насекомых. Многие всегда, а иные лишь на определенной стадии живут в почве, например личинки жужелицы, жука-щелкуна, хруща, майского жука, навозника. Некоторые личинки ведут себя, как дождевые черви, другие повреждают здоровые корни растений и наносят им существенный урон, особенно при массовом размножении. Так, для окукливания в почву уходят на каждом квадратном метре более сотни гусениц лугового мотылька. Заметное влияние на состояние некоторых садовых и огородных культур оказывают проволочники - длинные, желтоватые, жесткие на ощупь личинки щелкунов, безногие личинки долгоносиков. В почве живут также личинки некоторых бабочек и жуков-пилильщиков. фотосинтез цианобактерия почва

Медведка. Хорошо приспособлено к постоянной жизни в почве, особенно в структурной, высокоперегнойной, черноземной, и такое насекомое, как медведка. Она способна быстро делать довольно широкие, длинные ходы у самой поверхности почвы и наносить немалый ущерб урожаю, особенно на участках с рыхлой, перегнойной и достаточно влажной почвой. Питаются она и ее личинки корнями и стеблями растений: выедают клубни, клубнелуковицы, корнеплоды и семена. Наиболее сильно от них страдают земляника, клубника, овощные культуры.

Взрослые насекомые и их личинки зимуют в почве. Пробуждаются весной, как только она прогреется. Места, заселенные медведкой, нетрудно обнаружить по извилистым валкам рыхлой земли и отверстиям, выходящим на поверхность почвы, а также поврежденным растениям. Обычно в мае медведки делают в земле на глубине до 15 сантиметров пещерки-гнезда величиной с куриное яйцо и откладывают в них 300-350 яиц, из которых вскоре появляются личинки (нимфы), живущие в почве более года. А весь период развития медведки от яйца до взрослого насекомого продолжается около двух лет. Уничтожают медведок с помощью отравленных приманок или механическим способом. Велика деятельность таких широко распространенных насекомых, как муравьи, но поскольку их роль в саду очень многообразна, мы о них расскажем отдельно, так же как и о дождевых червях, лягушках, птицах, пчелах, а здесь вкратце коснемся лишь главных после червей-землероев - грызунов и кротов.

Подобные документы

Санитарно-показательные микроорганизмы для почвы. Требования, предъявляемые к водопроводной воде. Микрофлора полости рта взрослого. Санитарно-гигиеническое состояние воздуха. Микроорганизмы промежности. Химические факторы, действующие на бактерии.

тест [29,4 K], добавлен 17.03.2017

История открытия фотосинтеза - превращения углекислого газа и воды в углеводы и кислород под действием энергии солнечного света. Описание способности хлорофилла поглощать и трансформировать солнечную энергию. Световая и темновая фазы фотосинтеза.

презентация [533,1 K], добавлен 18.03.2012

Характеристика почвы как источника передачи возбудителей инфекционных болезней. Исследование количественного и видового состава почвенных микроорганизмов. Санитарная оценка почвы по микробиологическим показателям. Загрязнение и самоочищение грунтов.

презентация [2,8 M], добавлен 16.03.2015

Характеристика муравьев как общественных насекомых. Характеристика рыжих лесных муравьев. Муравейник как очень сложное архитектурное сооружение. Значение муравьев в природе и жизни человека. Отряд перепончатокрылые - почвообразователи и санитары леса.

презентация [288,7 K], добавлен 23.05.2010

Анализ возможности использования тихоходок в качестве биоиндикаторов степени нарушения среды, в частности, загрязнения воздуха. Условия существования тихоходок. Влияние степени нарушения среды на сообщества тихоходок эпифитных мхов и лишайников г. Москвы.

Наша планета образована четырьмя основными оболочками: атмосферой, гидросферой, биосферой и литосферой. Все они находятся в тесном взаимодействии между собой, поскольку представители биосферной оболочки Земли - животные, растения, микроорганизмы - не могут существовать без таких формирующих веществ, как вода и кислород.

Так же, как и литосфера, почвенный покров и другие, глубоко лежащие слои, не могут существовать изолированно. Несмотря на то что мы не можем увидеть это невооруженным глазом, почва заселена очень густо. Каких только живых существ в ней не живет! Как и любым живым организмам, им тоже необходимы вода и воздух.

Какие животные живут в почве? Как они влияют на ее формирование и как приспосабливаются к такой среде обитания? На эти и другие вопросы мы попробуем дать ответ в этой статье.

Какие бывают почвы?

Почва - это только самый верхний, совсем неглубокий слой, составляющий литосферу. Глубина его уходит примерно на 1-1,5 м. Дальше начинается уже совсем другой слой, в котором протекают грунтовые воды.

То есть верхний плодородный слой почвы - это и есть то самое место обитания различных по форме, размерам и способам питания живых организмов и растений. Почва, как среда обитания животных, очень богата и разнообразна.

Данная структурная часть литосферы неодинакова. Формирование почвенного слоя зависит от многих факторов, в основном от условий окружающей среды. Поэтому и типы почв (плодородного слоя) также различаются:

Подзолистые и дерново-подзолистые.
Черноземные.
Дерновые.
Болотные.
Подзолисто-болотные.
Солоди.
Пойменные.
Солончаки.
Серые лесостепные.
Солонцы.

Данная классификация приведена только для площади России. На территории других стран, континентов, частей света существуют и иные типы почв (песчаные, глинистые, аркто-тундровые, гумусовые и так далее).

Также все почвы неодинаковы по химическому составу, влагообеспеченности и насыщенности воздухом. Эти показатели варьируются и зависят от ряда условий (например, на это влияют животные в почве, которые будут рассмотрены ниже).

Как формируются почвы и кто им в этом помогает?

Свое начало почвы ведут со времени появления жизни на нашей планете. Именно с образованием живых систем и началось медленное, непрерывное и самообновляемое формирование почвенных субстратов.

Исходя из этого понятно, живые организмы играют определенную роль в почвообразовании. Какую же? В основном эта роль сводится к переработке органических веществ, содержащихся в почве, и ее обогащении минеральными элементами. Также это рыхление и улучшение аэрации. Очень хорошо об этом в 1763 году написал М. В. Ломоносов. Именно он первым высказал утверждение, что почва формируется благодаря отмиранию живых существ.

Помимо деятельности, которую осуществляют животные в почве и растения на ее поверхности, очень важным фактором формирования плодородного слоя являются горные породы. Именно от их разновидности будет в целом зависеть тип почвы.

свет;
влажность;
температура.

В итоге горные породы перерабатываются под влиянием абиотических факторов, а живущие в почве микроорганизмы разлагают животные и растительные останки, превращая органические вещества в минеральные. В результате этого образуется плодородный слой почвы определенного типа. При этом животные, обитающие под землей (например, черви, нематоды, кроты) обеспечивают ее аэрацию, то есть насыщение кислородом. Это достигается путем рыхления и постоянной переработки почвенных частиц.

Животные и растения совместно дают почве органическое вещество. Микроорганизмы, простейшие, одноклеточные грибы и водоросли это вещество перерабатывают и переводят в нужную форму минеральных элементов. Черви, нематоды и другие животные снова пропускают через себя почвенные частицы, формируя тем самым органическое удобрение - биогумус.

Отсюда вывод: почвы формируются из горных пород в результате долгого исторического промежутка времени под влиянием абиотических факторов и при помощи, которую оказывают животные и растения, в них живущие.

Невидимый почвенный мир

Огромную роль не только в формировании почвы, но и в жизни всех остальных живых существ играют мельчайшие существа, образующие целый невидимый почвенный мир. Кто же к ним относится?

Во-первых, одноклеточные водоросли и грибы. Из грибов можно выделить отделы хитридиомицетов, дейтеромицетов и некоторых представителей зигомицетов. Из водорослей следует отметить фитоэдафонов, представляющих собой зеленые и сине-зеленые водоросли. Общая масса этих существ на 1 га почвенного покрова составляет примерно 3100 кг.

Во-вторых, это многочисленные микроорганизмы, бактерии и такие животные в почве, как простейшие. Суммарная масса этих живых систем на 1 га почвы составляет примерно 3100 кг. Основная роль одноклеточных организмов сводится к переработке и разложению органических остатков растительного и животного происхождения.

К самым распространенным из этих организмов относятся:

коловратки;
клещи;
амебы;
многоножки симфилы;
протуры;
коллемболы;
двухвостки;
сине-зеленые водоросли;
зеленые одноклеточные водоросли.

Какие животные живут в почве?

К почвенным обитателям относятся следующие беспозвоночные животные:

Мелкие рачки (ракообразные) - около 40 кг/га
Насекомые и их личинки - 1000 кг/га
Нематоды и круглые черви - 550 кг/га
Улитки и слизни - 40 кг/га

Такие животные, обитающие в почве, очень важны. Их значение определяется способностью пропускать через себя почвенные комочки и насыщать их органическими веществами, формируя биогумус. Также их роль состоит в разрыхлении почвы, улучшении кислородного насыщения и создании пустот, которые заполняются воздухом и водой, в результате чего повышается плодородие и качество верхнего слоя земли.

Рассмотрим, какие животные обитают в почве. Их можно разделить на два типа:

постоянные жители;
временно обитающие.

К постоянным позвоночным млекопитающим жителям, представляющим животный мир почвы, относятся слепыши, слепушонки, цокоры и сумчатые кроты. Их значение сводится к поддержанию цепей питания, так как насыщаются они почвенными насекомыми, улитками, моллюсками, слизнями и так далее. И второе значение - это рытье длинных и извилистых ходов, позволяющих почве увлажняться и обогащаться кислородом.

Временные обитатели, представляющие животный мир почвы, используют ее лишь для недолгого убежища, как правило, в качестве места для откладывания и хранения личинок. К таким животным относятся:

тушканчики;
суслики;
барсуки;
жуки;
тараканы;
другие виды грызунов.

Приспособления почвенных обитателей

Для того чтобы жить в такой непростой среде, как почва, животные должны иметь ряд особенных приспособлений. Ведь по физическим характеристикам эта среда плотная, жесткая и малокислородная. Кроме этого в ней абсолютно нет света, хотя и наблюдается умеренное количество воды. Естественно, что к таким условиям нужно уметь приспособиться.

Поэтому животные, которые живут в почве, с течением времени (в ходе эволюционных процессов) приобрели следующие особенности:

чрезвычайно мелкие размеры, чтобы заполнять крошечные пространства между частицами почвы и комфортно себя там чувствовать (бактерии, простейшие, микроорганизмы, коловратки, рачки);
гибкое тело и очень крепкая мускулатура - преимущества для передвижения в почве (кольчатые и круглые черви);
способность усваивать кислород, растворенный в воде или дышать всей поверхностью тела (бактерии, нематоды);
жизненный цикл, состоящий из личиночной стадии, во время которой не требуется ни свет, ни влага, ни питание (личинки насекомых, различных жуков);
более крупные животные имеют приспособления в виде мощных роющих конечностей с крепкими когтями, позволяющими легко прорывать длинные и извилистые ходы под землей (кроты, землеройки, барсуки и так далее);
у млекопитающих хорошо развито обоняние, но практически отсутствует зрение (кроты, цокоры, слепыши, спепушонки);
тело обтекаемой формы, плотное, сжатое, с коротким жестким плотно прилегающим мехом.

Все эти приспособления создают настолько комфортные условия, что животные в почве ощущают себя нисколько не хуже тех, что живут в наземно-воздушной среде, а, возможно, даже лучше.

Роль экологических групп почвенных обитателей в природе

Основными экологическими группами почвенных обитателей принято считать:

Геобионты. Представители данной группы - это животные, для которых почва постоянное место обитания. В ней проходит весь их жизненный цикл в сочетании с основными процессами жизнедеятельности. Примеры: дождевые черви, многохвостки, бесхвостки, двухвостки, бессяжковые.
Геофилы. К этой группе относятся животные, для которых почва обязательный субстрат во время одной из фаз своего жизненного цикла. Например: куколки насекомых, саранча, многие жуки, комары-долгоносики.
Геоксены. Экологическая группа животных, для которых почва - временное укрытие, убежище, место откладывания и выведения потомства. Примеры: многие жуки, насекомые, все норные животные.

Совокупность всех животных каждой группы является важным звеном общей цепи питания. Кроме того, их жизнедеятельность обуславливает качество почв, их самообновляемость и плодородие. Поэтому их роль чрезвычайно важна, особенно в современном мире, в котором сельское хозяйство вынуждает почвы беднеть, выщелачиваться и высаливаться под действием химических удобрений, пестицидов и гербицидов. Животные почвы способствуют более быстрому и естественному восстановлению плодородного слоя после тяжелых механических и химических атак со стороны человека.

Связь растений, животных и почв

Не только животные почвы взаимосвязаны между собой, образуя общий биоценоз со своими цепями питания и экологическими нишами. На самом деле все существующие растения, животные и микроорганизмы задействованы в едином круге жизни. Равно, как и все они связаны со всеми средами обитания. Приведем простой пример, иллюстрирующий эту взаимосвязь.

Травы лугов и полей являются питанием для наземных животных. Те, в свою очередь, служат источником пищи для хищников. Остатки травы и органического вещества, которые выводятся с продуктами жизнедеятельности всех животных, попадают в почву. Здесь за дело принимаются микроорганизмы и насекомые, которые являются детритофагами. Они все остатки разлагают и переводят в минеральные вещества, удобные для всасывания растениями. Таким образом, растения получают необходимые им компоненты для роста и развития.

В самой почве при этом микроорганизмы и насекомые, коловратки, жуки, личинки, черви и так далее становятся пищей друг для друга, а значит, и общей частью всей сети питания.

Таким образом, получается, что животные, обитающие в почве, и растения, живущие на ее поверхности, имеют общие точки пересечения и взаимодействуют друг с другом, формируя единую общую гармонию и силу природы.

Бедные почвы и их обитатели

Бедными называются почвы, которые многократно подвергались воздействию со стороны человека. Строительство, выращивание сельскохозяйственных растений, осушение, мелиорация - все это со временем приводит к обеднению почв. Какие обитатели умеют выживать в таких условиях? К сожалению, не многие. Наиболее выносливыми подземными жителями являются бактерии, некоторые простейшие, насекомые, а также их личинки. Млекопитающие, черви, нематоды, саранча, пауки, ракообразные в таких почвах выживать не могут, поэтому погибают или покидают их.

Также к бедным относятся почвы, в которых низкое содержание органических и минеральных веществ. Например, сыпучие пески. Это особая среда, в которой живут определенные организмы со своими приспособлениями. Или, например, засоленные и сильнокислые почвы тоже содержат в себе только специфических обитателей.

Изучение животных почвы в школе

Школьный курс зоологии не предусматривает изучение животных почвы на отдельном уроке. Чаще всего, это просто краткий обзор в контексте какой-либо темы.

Однако в начальной школе есть такой предмет, как "Окружающий мир". Животные в почве изучаются в рамках программы данного предмета очень подробно. Информация преподносится соответственно возрасту детей. Малышам рассказывают о многообразии, роли в природе и хозяйственной деятельности человека, которую играют животные в почве. 3 класс обучения - самый подходящий для этого возраст. Дети уже достаточно образованы, чтобы усвоить какую-то терминологию, и при этом имеют большую тягу к знаниям, к познанию всего окружающего, изучению природы и ее обитателей.

Главное, делать уроки интересными, нестандартными, а также информативными, и тогда дети будут впитывать знания, словно губки, в том числе и про обитателей почвенной среды.

Примеры животных, обитающих в почвенной среде

Можно привести краткий список, отражающий основных почвенных обитателей. Естественно, сделать его полным не получится, ведь их так много! Однако основных представителей попробуем назвать.

Почва представляет собой сложную систему, состоящую из твердых частиц, окруженных воздухом и водой. В зависимости от типа — глинистая, песчаная, глинисто-песчаная и др. — почва в большей или меньшей степени пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами. В почве, по сравнению с приземным слоем воздуха, сглажены температурные колебания, а на глубине 1 м не ощутимы и сезонные изменения температуры.

Содержимое работы - 1 файл

Почва как среда обитания.docx

Почва как среда обитания. Адаптации организмов к ней

Самый верхний горизонт почвы содержит большее или меньшее количество перегноя, от которого зависит продуктивность растений. Расположенный под ним средний слой содержит вымытые из верхнего слоя и преобразованные вещества. Нижний слой представлен материнской породой.

Вода в почве присутствует в пустотах, мельчайших пространствах. В почвенном воздухе присутствует также и парообразная вода.

Состав почвенного воздуха резко меняется с глубиной: содержание кислорода уменьшается, а углекислого газа возрастает. При затоплении почвы водой или интенсивном гниении органических остатков возникают бескислородные зоны.

Таким образом, условия существования в почве различны на разных ее горизонтах.

Почвенные организмы по степени связи со средой обитания разделяются на три основные группы.

Геобионты — постоянные обитатели почвы, весь цикл их развития протекает в почве (дождевые черви, многие первично-бескрылые насекомые).

Геофилы — животные, часть цикла развития которых проходит в почве. К ним относится большинство насекомых: саранчовые, ряд жуков, комары-долгоножки. Личинки их развиваются в почве, а во взрослом состоянии это типичные наземные обитатели.

Геоксены — животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища (таракановые, многие полужесткокрылые, грызуны, млекопитающие, живущие в норах).

Многие животные почвенной среды, чаще всего это беспозвоночные (медведки, личинки майского жука), имеют мощный грызущий ротовой аппарат, так как питаются корнями растений. Тело их сегментировано, чтобы обеспечить продвижение в почвенной среде (вспомните, как передвигается дождевой червь). У членистоногих, как, например, у медведки, покров тела хитиновый, голова имеет мощную хитиновую капсулу, передние конечности часто копательного типа. Почвенные насекомые обладают способностью к вертикальной миграции: с понижением температуры почвы они уходят на значительную глубину — ниже границы замерзания. Немногочисленные почвенные млекопитающие имеют слабое зрение, но зато у них сильно развиты обоняние и осязание.

Адаптации организмов к жизни в почве. Мелкие почвенные членистоногие (клещи, насекомые, многоножки) используют для передвижения по стенкам почвенных полостей коготки на лапках. Многие из них имеют несмачиваемые покровы тела, снабженные волосками, чешуйками, которые позволяют переживать периоды затопления почвы в пузырьках воздуха.

Более крупные почвенные животные, такие как личинки майского жука, дождевые черви, при передвижении испытывают сильное сопротивление со стороны почвы. Для раздвигания почвенных частиц у них выработалось приспособление в виде гидроскелета (дождевые черви) либо способность к изгибанию тела (круглые черви).

Некоторые средние по размерам (медведки) и крупные почвенные животные (кроты, слепыши) выработали эффективный способ передвижения в почве — рытье. Внешнее строение землероев разных таксономических групп характеризуется сходными признаками: компактным телом, копательными конечностями, слаборазвитыми органами зрения и др., что отражает их приспособленность к подземному образу жизни (рис. 6.13).

Почвенный организм – любой организм, обитающий в почве на протяжении всего или определенного этапа жизненного цикла. Размеры организмов, живущих в почвы варьируются от микроскопических бактерий, перерабатывающих разлагающиеся органические материалы до мелких млекопитающих.

Все организмы в почве играют важную роль в поддержании ее плодородия, структуры, дренажа и аэрации. Они также разрушают ткани растений и животных, высвобождая накопленные питательные вещества и превращая их в формы, используемые растениями.

Есть почвенные организмы вредители, например, нематоды, симфилиды, личинки жуков, личинки мух, гусеницы, корневые тли, слизни и улитки, которые наносят серьезный ущерб сельскохозяйственным культурам. Одни вызывают гниль, другие высвобождают вещества, препятствующие росту растений, а некоторые являются хозяевами организмов, вызывающих болезни животных.

Поскольку большинство функций организмов полезны для почвы, их численность влияет на уровень плодородия. Один квадратный метр богатой почвы может содержать до 1 000 000 000 различных организмов.

Группы организмов почвы

Почвенные организмы обычно делятся на пять произвольных групп в зависимости от размера, самыми маленькими из которых являются бактерии и водоросли. Далее следует микрофауна – организмы менее 100 микрон, питающиеся другими микроорганизмами. Микрофауна включает одноклеточных простейших, некоторые виды плоских червей, нематод, коловраток и тихоходок. Мезофауна несколько крупнее и гетерогенна, в том числе существа, питающиеся микроорганизмами, разлагающимся веществом и живыми растениями. К этой категории относятся нематоды, клещи, ногохвостки, протуры и пауроподы.

Четвертая группа, макрофауна, также весьма разнообразна. Наиболее распространенным примером является молочный белый червь, который питается грибами, бактериями и разлагающимся растительным материалом. В эту группу также входят слизняки, улитки и многоножки, питающиеся растениями, жуками и их личинками, а также личинками мух.

К мегафауне относятся крупные почвенные организмы, такие как земляные черви, возможно, самые полезные существа, которые живут в верхнем слое почвы. Дождевые черви обеспечивают процессы аэрации почвы, разрушая подстилку на ее поверхности и перемещая органическое вещество вертикально от поверхности до подпочвы. Это положительно влияет на плодородие, а также развивает матричную структуру почвы для растений и других организмов. Было подсчитано, что дождевые черви полностью перерабатывают эквивалент всей почвы планеты на глубину 2,5 см каждые 10 лет. Некоторые позвоночные животные также включены в группу почвенной мегафауны; к ним относятся всевозможные роющие животные, такие как змеи, ящерицы, суслики, барсуки, кролики, зайцы, мыши и кроты.

Роль организмов почвы

Одна из наиболее важных ролей организмов почвы заключается в переработки сложных веществ разлагающейся флоры и фауны, чтобы они могли снова использоваться живыми растениями. Они выступают в качестве катализаторов в ряде природных циклов, среди которых наиболее заметными являются углеродные, азотные и серные циклы.

Углеродный цикл начинается с растений, которые используют углекислый газ из атмосферы с водой для получения растительных тканей, таких как листья, стебли и плоды. Далее животные питаются растениям. Цикл завершается после смерти животных и растений, когда их разлагающиеся останки съедаются почвенными организмами, тем самым высвобождая углекислый газ обратно в атмосферу.

Белки служат основным материалом органических тканей, а азот основной элемент всех белков. Наличие азота в формах, которые могут использовать растения, является основным детерминантом плодородия почв. Роль организмов почвы в азотном цикле имеет большое значение. Когда умирает растение или животное, они расщепляют сложные протеины, полипептиды и нуклеиновые кислоты в их организме и производят аммоний, ионы, нитраты и нитриты, которые растения затем используют для создания своих тканей.

Как бактерии, так и сине-зеленые водоросли могут фиксировать азот непосредственно из атмосферы, но это менее продуктивно для развития растений, чем симбиотическая связь между бактериями Ризобий и бобовыми растениями, а также некоторыми деревьями и кустарниками. В обмен на выделения от хозяина, стимулирующие их рост и размножение, микроорганизмы фиксирует азот в клубеньках корней растения-хозяина.

Почвенные организмы также участвуют в серном цикле, главным образом, путем разложения естественно обильных соединений серы в почве, чтобы этот жизненно важный элемент был доступен растениям. Запах тухлых яиц, столь распространенный в заболоченной местности, обусловлен сероводородом, производимый микроорганизмами.

Хотя организмы почвы стали менее важны в сельском хозяйстве из-за развития синтетических удобрений, они играют жизненно необходимую роль в процессе образовании гумуса для лесных массивов.

Опавшие листья деревьев не пригодны в пищу для большинства животных. После того как растворимые в воде компоненты листьев вымываются, грибы и другая микрофлора перерабатывают твердую структуру, делая мягкой и податливой для разнообразных беспозвоночных животных, которые разбивают подстилку на мульчу. Древесные вши, личинки мух, ногохвостки и дождевые черви оставляют относительно неизменный органически помет, но они создают подходящий субстрат для первичных разлагающих, которые перерабатывают его на более простые химические соединения.

Поэтому органическое вещество листьев постоянно переваривается и перерабатывается группами все более мелких организмов. В конечном итоге оставшееся гуминовое вещество может составлять всего одну четверть первоначального органического вещества подстилки. Постепенно этот гумус смешивается с почвой с помощью роющих животных (например, кроты) и под воздействием дождевых червей.

Хотя некоторые почвенные организмы могут стать вредителями, особенно когда одна и та же культура постоянно выращивается на одном поле, поощряя распространение организмов, которые питаются ее корнями. Тем не менее, они являются важным элементом процессов жизни, смерти и распада, омолаживающих окружающую среду планеты.

Читайте также: