Что представляет собой почва с точки зрения экологии кратко
Обновлено: 04.07.2024
Экология почв или интегральная экология почв-междисциплинарное научное направление, изучающее весь спектр участия различных факторов почвообразования в формировании, динамике и эволюции почв и всю совокупность экологических функций почв с ответным воздействием на почвообразователи и поддержанием их функционирования и развития. А также разрабатываемое на их основе учение о сохранении почв.
Содержание
↑Основные направления и задачи экологии почв
К числу важнейших актуальных направлений исследования в почвоведении и экологии почв относятся и работы по биогеоценотическим и глобальным функциям почв, имеющие принципиальное значение не только для дальнейшего развития науки о почве, но и для всесторонней разработки учения о взаимосвязи и динамике приповерхностных геосфер, а также создания научно обоснованной системы рационального использования и охраны природных ресурсов.
Разработка проблемы экологических функций почв заставляет по-новому переосмыслить учение о факторах почвообразования и наполнить принципиально новым содержанием понятие " экология почв". Она перспективна также в плане единого осмысления накопленной в почвоведении и смежных с ним науках природоведческой информации с целью всестороннего понимания уже имеющихся фактов и открытия новых неизученных процессов и явлений в геосферах и экосистемах. Для данной цели проблема экологических функций почв может выступать как руководящая идея последующих конкретных исследований.
Анализ функций почв в экосистемах и биосфере позволяет поставить исследования взаимодействий почв и факторов среды в качестве особой проблемы и вести ее разработку на уровне изучения не только прямой, но и обратной связи. Исследуя общую экологическую роль почв и различные виды их влияния на атмосферные, гидрологические, биотические и другие компоненты экосистем биосферы, мы тем самым изучаем ответное воздействие самой почвы на факторы почвообразования. Однако проблема экологических функций почв шире и глубже анализа обратной связи в системе почва—факторы. Данная проблема охватывает дополнительный ряд не менее важных вопросов, касающихся, в частности, изучения внутренней жизни и функционирования почвенных систем в их взаимодействии со всеми звеньями природных комплексов.
Находясь в центре соприкосновения и взаимодействия всех приповерхностных геосфер Земли, почва оказалась планетарным узлом экологических связей с многочисленными глобальными функциями, деградация которых чревата для цивилизации самыми тяжелыми последствиями.
Научные основы сохранения почв возникли как продолжение учения о экологических функциях почв, но имеют существенное отличие от охраны почв в традиционном ее понимании. Это отличие заключается в более широком функционально-экологическом подходе к проблеме сбережения почв и почвенного покрова. Если раньше охрана почв сводилась в основном к защите их от факторов разрушения (эрозии, дефляции, химического загрязнения и др.), то теперь она рассматривается лишь как важнейшая часть полнокомплексной системы сбережения почв в полном объеме.
В данной системе выделяются самостоятельные равноправные блоки. Прежде всего это защита почв от прямого уничтожения и полной гибели, что предполагает ограничение отведения новых земель для строительства различных объектов, а также разрушающих военных испытаний и свалок, ограничение и запрещение открытых разработок полезных ископаемых, максимальное использование для промышленных и других объектов ранее выведенных их биосферы территорий и их участков. Другие блоки почвосохранения включают в себя защиту освоенных почв от качественной деградации, предотвращение негативных структурно-функциональных изменений освоенных почв, восстановление деградированных освоенных почв, сохранение и восстановление естественных почв как компонента биосферы.
Указанный почвоохранный функционально-экологический биосферный подход, вытекающий из учения о почвенных экофункциях, знаменует собой важный прорыв в интеграции не только концептуального, но и прикладного знания и заставляет по-новому оценить всю природоохранную проблематику, поскольку в ней в связи с реализацией данного подхода появилась в качестве важнейшей составляющей особая охрана и Красная книга почв.
Отставание развития особой охраны почв обусловлено рядом причин и прежде всего преобладанием утилитарной трактовки почвы в основном как объекта сельскохозяйственного процесса, главное назначение которого — получение урожая за счет обеспечения растений почвенными питательными веществами. Но начиная с 70-х годов такое понимание почвы не могло считаться удовлетворительным в связи с выходом публикаций по биогеоценотическим и биосферным функциям почв.
В табл. 1 рассмотрены основные направления и задачи развития экологии почв[1].
Актуальные проблемы развития интегральной экологии почв.
Основные направления и задачи развития экологии почв
Учение об экофункциях почв
Сохранение почв биосферы
Равноправное изучение естественных и антропогенных факторов почвообразования
Общая интенсификация исследования почвенных экологических функций различных категорий и видов
Философско-методологическое обоснование новой парадигмы охраны почв и биосферы
Углубление исследований недостаточно изученных естественных факторов
Усиление междисциплинарных контактов при изучении экологических функций почв
Научное обоснование полнокомплексной системы сохранения почв
Фундаментализация исследований антропогенных средоразрушающих факторов
Систематизированное исследование отдельных экологических функций почв и экофункций почвенных разностей
Развитие особой охраны почв как нового почво-и природоохранного направления
Обобщение работ по антропогенному поч-воулучшающему и средосохраняющему
Выявление и изучение зонально-региональной дифференциации экологических функций почвенного покрова
Создание и усиление правовой базы сохранения почв как незаменимого компонента биосферы
Детализация и совершенствование классификации факторов и их качественно-количественной оценки
Всестороннее изучение этносферных и социо-сферных функций почв
Разработка Красных книг почв и Комплексной красной книги природы и биосферы-ноосферы
↑Истоки возникновения экологии почв
Становление почвоведения как самостоятельной отрасли естествознания связано с именами великого русского естествоиспытателя Василия Васильевича Докучаева и его последователей как в России, так и за рубежом. Докучаеву прежде всего удалось разрешить возникшие к XIX в. глубокие противоречия в изучении почвы. Сущность этих противоречий заключалась в первую очередь в стремлении объяснить сложность почвообразовательного процесса и совокупность свойств и признаков почвы с позиций какой-либо одной науки: агрохимии, агрономии, геологии. Находясь на таких позициях, ученые правильно объясняли какую-либо одну особенность почвы, подмеченную опытным путем, но неизбежно впадали в заблуждение, когда переходили к общей трактовке почвы и определению перспектив ее исследования.
В.В. Докучаев дал принципиально новое решение данной проблемы, суть которого состояла в трактовке почвы как особого, постоянно развивающегося, естественно-исторического тела со своими законами развития и изменения ¾ результата взаимодействия факторов почвообразования, что предполагало необходимость новой самостоятельной науки со своими методами исследований, а также организационную структуру, предусматривающую подготовку специальных кадров, наличие печатного органа и др.
Молодое генетическое почвоведение в процессе роста постепенно аккумулировало не только знания о почве, накопленные в смежных науках, но и стремилось включить в свою структуру определенные их разделы, ориентируясь на их задачи и методологию. В результате специальные исследования по почвам стали осуществляться на качественно новом значительно более высоком уровне благодаря чему в течение первой половины XXв. обособляются минералогия, физика, биология, география почв и прикладные направления почвоведения. Внутренняя дифференциация почвоведения происходила неравномерно и в различных странах имела свою специфику. Она продолжается и до сих пор. Несмотря на сложность данного процесса, можно отметить следующую характерную особенность: пограничные разделы между почвоведением и другими естественными науками после включения их в сферу почвоведения увеличивали вклад в объективное познание почвы. Данное обстоятельство имело важное значение для почвоведения и позволило ему успешно развиваться в фундаментальную науку с достаточно сложной внутренней структурой. При этом происходит процесс обратного благотворного воздействия почвоведения на науки, являющиеся основополагающими для отдельных его разделов. Так, общепризнано влияние учения В.В. Докучаева о природном комплексе и природной зональности на развитие ряда естественных наук: физической географии, геоботаники и зоогеографии, лесоведения, геологии, геохимии и др. Так почвовед Б.Б. Полынов — основоположник нового научного направления — геохимии ландшафта.
Особо следует сказать о влиянии на естествознание целостного динамического подхода, развитого В.И. Вернадским. Этот подход прежде всего сложился под влиянием В.В. Докучаева и его учения о природном комплексе и почве как особом естественно-историческом, постоянно развивающемся теле — зеркале природы. В.И. Вернадский воспринял научную методологию своего учителя и творчески ею пользовался на протяжении всей жизни. В значительной мере благодаря Докучаеву стремление к целостному рассмотрению природы во всех ее связях и взаимодействиях стало проявляться у Вернадского. Очень рано целостный подход к исследуемым объектам становится доминирующим в творческом методе Вернадского.
Говоря о достижении последокучаевского периода развития почвоведения в целом, можно отметить, что он характеризовался прогрессом прежде всего аналитических исследований, много давших для расширения структуры и внутренней дифференциации науки о почве. Однако на фоне общего прогрессивного развития почвоведения стало намечаться ослабление его связей с некоторыми родственными науками, что породило ряд проблем и дискуссионных вопросов, многие из которых продолжают сохранять свою злободневность до настоящего времени. Это относится прежде всего к проблеме изучения функций почв в биогеоценозах и геосферах, которая долгое время существовала лишь на уровне высказывания отдельных идей и соображений и не разрабатывалась как самостоятельная крупная и комплексная проблема.
Хотя в почвоведении широко используется словосочетание "взаимодействие факторов почвообразования и почвы" и давно существует самостоятельное учение о факторах, их взаимодействие (взаимовлияние) долгие годы специально не исследовалось. Взаимодействие, предполагающее обязательное наличие прямой и обратной связи, изучалось лишь с одной стороны — влияния факторов (климата, растительности, животных, породы и др.) на почву. Обратное ответное действие самой почвы на всю совокупность влияющих на нее компонентов среды сколько-нибудь комплексно не исследовалось. Работы в данном направлении велись разрозненно и в основном касались роли почв в жизни растений[2].
В 80-е годы XXв. роль почвенного покрова в биосфере разрабатывается Г.В. Добровольским с соавторами. В эти же годы разрабатывается проблема функций почв в наземных экосистемах (биогеоценозах). Никитин (1977) впервые приводит классификацию биогеоценотических функций почв, которая в дальнейшем развивается в работах Л.О. Карпачевского, С.В. Зонна и др.
Одновременно осуществляется синтез двух важнейших составляющих проблемы экологических функций почв — теоретическое обобщение материалов, характеризующих две категории почвенных функций — биогеоценотические (экосистемные) и глобальные (биосферные). Данный синтез на уровне более глубокой проработки проблемы осуществлен Г. В. Добровольским и Е.Д. Никитиным. В настоящее время среди почвоведов развернулось активное движение по созданию Красной книги почв (пока еще на региональном уровне).
Почва - необычное природное органоминеральное формирование, которое возникло под влиянием на минеральный субстрат оживленных организмов и гниения безжизненных организмов, воздействия атмосферного воздуха и природных вод на лежащие у поверхности горизонты горных пород в разнообразных условиях окружающей среды.
Плодородие – характерная черта почвы. Плодородный слой земли – 2–3 метра. Почва является существенным природным ресурсом. Окультуренная почва – такая, в которой химический состав и механическая структура модифицированы в полезную для человека сторону.
Экологические особенности почвы
Главная экологическая особенность почвы заключается в том, что она представлена областью скопления живого (концентрационная, аккумулирующая функция). Собственно в почве приживаются наземные растения, в ней водятся небольшие животные, гигантское число микроорганизмов.
В 1 гр почвы находятся сотни тысяч одноклеточных животных, миллиарды бактерий; жители почвы привносят основную лепту в многообразие живых организмов на Земле.
Нужные для организмов элементы минерального питания и вода, в доступной форме, скапливаются в почве в результате процессов почвообразования. Основание биомассы растений, которые покрывают Землю, обуславливается трофической функцией почвы.
Почва поддерживает стабильное взаимодействие малого биологического и большого геологического круговорота веществ. Трансформация и перенос продуктов вследствие выветривания горных пород согласованы с процессами биогенной миграции химических веществ. Биогеохимические циклы главных биофильных элементов (азота, кислорода, углерода) реализовываются через почву. Почва работает как аккумулятор данных элементов.
Готовые работы на аналогичную тему
Почвы способна осуществлять регулирующую функцию. Она связана с процессами распределения между всеми компонентами биосферы химических веществ. Газообмен между атмосферой и почвой поддерживает состав воздуха в атмосфере. В преобразовании состава воздуха прямое участие почвы во многом играют микроорганизмы.
Почвенный покров энергично участвует в гидрологических циклах на Земле. Циклы содержат ряд процессов. Почвы конденсирует парообразную влагу, обретают влагу атмосферных осадков. Водные резервы заключаются в транспирации и испарении. Данные процессы обуславливают влажность приземного атмосферного воздуха.
Влага - растворитель многих компонентов почвенного слоя. Химический состав грунтовых и речных вод – это смесь подвижных веществ выветривания и почвообразования/
По ряду экологических особенностей почва - среда, переходная между наземной и наземной. С водной средой почву роднят изменчивость её температурного режима, малое содержание О2 в почвенном воздухе, наполняемость его водяными парами, наличие органических веществ и солёй в растворах почвы, часто в большой концентрации, вероятность двигаться в 3-х измерениях. С воздушной средой почву роднят присутствие почвенного воздуха, малое доля влаги в случае сильного солнечного излучения и существенные колебания температуры в приповерхностном слое.
По промежуточный характеру экологических свойств почвы как среды обитания, можно допустить, что почва обладала особым значением в эволюции органического мира. Для многих групп почва являлась средой, через промежуточные адаптации к которой, стало возможным перейти к типично наземному образу жизни и в дальнейшем выработать эффективные адаптации к ещё более сложным природным условиям суши.
Экологии почвы это наука о взаимодействии между живыми существами из земли с ней , и изучение природы ( биотические и абиотические , ) почвы сами по себе.
Изучение загрязненных или сильно искусственных почв с целью более эффективного управления ими или их обработки является одним из разделов почвенной экологии.
Под ландшафтами - почвенные пейзажи . Во всех пространственных и временных масштабах почвенная жизнь влияет на ландшафт, и наоборот.
Резюме
Отличные концепции
Почва является одновременно средой обитания видов , продуктом жизни и фактором отбора видов посредством сложных механизмов, которые до сих пор полностью не изучены.
Экология почвы основана, в частности, на почвоведении , биохимии и экотоксикологии , ее интересуют биогеохимические циклы элементов ( углерод , металлы , микроэлементы ) и основных питательных веществ ( азот , фосфор , калий, магний и т. Д.).
Экология почвы также заинтересована в формировании и стабилизации различных типов почвенной структуры и их пористости , а также в ее биоразнообразии в составе микроорганизмов и длительных взаимодействиях или дисбалансе, которые могут возникать между живыми сообществами. Почва, в том числе для патогенных видов растений, людей или животных.
Некоторые виды, кажется, играют ключевую роль в почве. Так обстоит дело, например, с Lumbricina, которые помогают восстанавливать или улучшать почву, бактерии и грибки.
История
Перспективный
Экология почвы также интересуется прошлыми (палеопочвами) и текущими тенденциями процессов, чтобы лучше понять будущее и, в частности, последствия эвтрофикации, антропизации почв, засоления , водного стресса и воздействия изменения климата на жизнь и качество почвы в будущем. .
Например, потепление может расширить потенциальную и фактическую территорию распространения термитов по широте и благоприятствовать гумоядным термитам или эндогенным дождевым червям с геофаговым режимом . Упадок густых или гумусовых лесов может повлиять на качество почвы целых регионов.
Интенсификация урбанизации и использования в сельском или лесном хозяйстве вызывает озабоченность исследователей в этой области, поскольку уже наблюдаются изменения в балансе между функциональными группами инженерных организаций.
Через сельское хозяйство (в частности, вспашка, но также и другие формы обработки почвы, использование пестицидов, удобрений, орошение, дренаж и т. Д.), Но также через определенное загрязнение, забор воды из грунтовых вод и, что менее заметно, через климатические изменения или Глобальная искусственная среда обитания, люди сильно взаимодействуют с почвами, часто даже не подозревая об этом. Технические культуры, такие как кукуруза , потребляющие много воды, могут, например, создавать серьезные проблемы, если не соблюдаются оптимальные условия для роста;
Общий
Этаж состоит из множества сущностей физических , химических и биологических , которые взаимодействуют во многих отношениях. Почва представляет собой изменчивую и развивающуюся смесь более или менее выветрившихся и разрушенных минералов и живого и разлагающегося органического вещества. При достаточном количестве воздуха и воды он частично обеспечивает механическую поддержку и питательные вещества, необходимые растениям и многим роющим видам.
Характеристики почвенной экосистемы
Влажности являются основным ограничивающим фактором для большинства наземных видов. Последние постоянно сталкиваются с проблемой засухи и дефицита воды . Транспирация растений, как и испарение поверхностных вод, можно рассматривать как обычные процессы рассеяния энергии, характерные для окружающей среды Земли. Экстремальные колебания температуры в воздухе гораздо более выражены и резки, чем в воде, где инерция больше. С другой стороны, быстрая диффузия и циркуляция газов в атмосфере таковы, что во всем мире смесь кислорода, азота и углекислого газа является удивительно постоянной. почва представляет собой промежуточную ситуацию между воздухом и водой с точки зрения тепловой и газовой инерции, но она является более прочной опорой для неводных растений и животных. Скелеты, использовавшиеся для колонизации воздуха, эволюционировали на суше иначе, чем в воде, а также в растениях (в частности, деревьях) и животных; то же самое касается средств передвижения или полета.
Почва и поддерживающие ее континенты - в отличие от океана - не непрерывны. Море, реки, великие горы и т. Д. Разделяют массы почвы на более или менее экологически изолированные объекты (крайним случаем является почва изолированных островов). Существуют значительные географические препятствия для свободного передвижения, но водная и ветровая эрозия, животные, коряги могут переносить аэрозоли, частицы почвы или отложения на большие расстояния.
Природа субстрата, хотя и важна для воды, особенно важна для многих видов в наземной среде. Почва в гораздо большей степени, чем воздух, является источником постоянно обновляемых (при условии, что почва не деградировала) самых разнообразных питательных веществ. Это высокоразвитая подсистема большинства непогруженных наземных экосистем.
Пищевая сеть почвы
Почвенная трофическая сеть является неотъемлемой частью эколого- ландшафтных процессов ; Жизнь почвы разлагает, инертно или перерабатывает многие органические соединения, в том числе из трупов и экскрементов, или загрязняющих материалов или материалов ( в частности, определенных пестицидов ), предотвращая их попадание в воду и превращение их в загрязнители. Это также может способствовать определенным явлениям устойчивости к антибиотикам и устойчивости растений к определенным пестицидам.
Почвенные организмы в определенной степени и с разной степенью устойчивости связывают углерод, азот и другие питательные вещества, которые в противном случае могли бы присутствовать в избытке в воздухе или грунтовых водах. Бактерии, симбионты растений, могут связывать азот из атмосферы, делая его биодоступным для растений и травоядных животных. Многие организмы и / или их слизь играют фундаментальную роль в поддержании или восстановлении агрегации почвы, ее пористости и капиллярности, увеличивая и поддерживая ее способность к инфильтрации , водному запасу и очистке, в то же время значительно ограничивая эффекты эрозии и очистки. поверхностный водный сток . Вредители сельскохозяйственных культур имеют в почве множество хищников, которые питаются ими и, в свою очередь, служат пищей животным, живущим над землей.
Исследования экологии почв
Это обязательно трансдисциплинарный. Он основан, в частности, на микробиологии, а в другой крайности - на экологии ландшафта .
В частности, мы стремимся понять взаимодействия и взаимодействия между минеральной фазой почвы, микроорганизмами, которые населяют и модифицируют ее, флорой , корневой системой , роющими животными и биогеохимическими процессами, в которых они вместе участвуют.
Почва, которая раньше в основном понималась как субстрат, а физическая среда все больше и больше понимается как сложная экосистема, рассматриваемая почти как суперорганизм, в котором происходят очень сложные действия по переработке водяных газов, органических и минеральных веществ.
Понимание почвы необходимо для решения экологических и агроэкологических проблем, связанных с ее деградацией, поглотителями углерода и повышением ее экологической устойчивости , на которую в местном масштабе сильно влияет деятельность человека.
Биогеохимии и микробной экологии , в частности , заинтересованы в загрязненных почв, сельскохозяйственные почвы ( вспашки , пастбищ , короткое вращение рощу . ) воздействия навоза и навозной жижи или распространение сточных вод , или роль дождевых червей anecic в отношении качества из воды и азотного цикла , или для оценки качества почв по сравнению с газонами , в частности с полями для гольфа.
Таким образом, совсем недавно мы обнаружили важность роли и функций микоризы и, в частности, симбиотической эндомикоризы многих растений, которые, таким образом, гораздо лучше используют почвенные ресурсы, обогащая их полезными для них грибами. Воздействие фрагментированной древесины рамы или Terra preta на жизнь бактерий и микоризных грибов или выработку гломалина микоризными грибами являются одними из тем, которые недавно исследовала биология почвы, в частности, из-за их роли в круговороте углерода и их способности. для ускорения роста растений.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Краткое описание документа:
Есть мир, скрытый от нас, недоступный непосредственному наблюдению, — свое-образный мир животных почвы. Там вечный мрак, туда не проникнешь, не нарушив естес-твенного строения почвы. И только отдельные, случайно замеченные признаки показыва-ют, что под поверхностью почвы среди корней растений существует богатый и разнооб-разный мир животных. Об этом говорят порой холмики над норками кротов, отверстия нор суслика в степи или норок береговых ласточек в обрыве над рекой, кучки земли на дорожке, выброшенные земляными червями, и сами они, выползающие после дождя, а также неожиданно появляющиеся буквально из-под земли массы крылатых муравьев или жирные личинки майских жуков, которые попадаются в земле.
Почва — самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительнос-ти, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями.
Читайте также: