Понятие почвы как элемента биосферы кратко

Обновлено: 05.07.2024

Почвоведение — наука о почве, ее строении, составе и свойствах, процессах образования, развития и функционирования, закономерностях географического распространения, взаимосвязях с внешней средой, путях и методах рационального использования.

Почвоведение как наука сформировалось в конце XIX столетия. Основоположником научного почвоведения был выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846-1903), определивший почву как самостоятельное естественноисторическое тело и сформулировавший целый ряд законов ее образования, развития и географического распространения. До В.В. Докучаева почвоведение рассматривалось как часть агрономии или геологии.

Согласно современным представлениям, почва — самостоятельное естественноисторическое биокосное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, представляющее собой открытую четырехфазную динамичную систему с характерными признаками и свойствами и обладающее способностью обеспечивать рост и развитие растений.

Почва является составной и главной функциональной частью биосферы — области распространения жизни на земле. Она сформировалась на границе соприкосновения и взаимодействия планетарных оболочек литосферы, атмосферы и гидросферы и образует особую геосферу — педосферу, или почвенный покров Земли. Наиболее деятельной частью педосферы является гумосфера — верхняя часть почвы, насыщенная органическим веществом.

Почва, как всякое природное тело, имеет свое положение в пространстве, объем и границы. Верхняя граница — это поверхность раздела между почвой и атмосферой. Нижняя граница почвы определяется глубиной, на которую произошло существенное изменение горной породы почвообразовательным процессом, почва постепенно переходит в почвообразующую породу.

Мощность почвы составляет 1-3 метра, но в тундре, пустынях и в горах может измеряться десятками сантиметров и даже отдельными сантиметрами. Боковая граница почвы определяется как вертикальная поверхность раздела между элементарными почвенными ареалами (ЭПА), внутри которых отсутствуют почвенно-географические границы, то есть это единица самого низкого таксономического ранга.

Площади ЭПА колеблются в очень широких пределах, от нескольких квадратных метров (пятна солонцов среди каштановых почв) до нескольких десятков и даже сотен гектаров (ЭПА черноземов, пустынных почв). Некоторые ученые внутри ЭПА выделяют почвенные индивидуумы, или педоны, проведение границ между которыми находится в стадии разработки.

По вертикали почвы разделяются на генетические горизонты, которые образовались в результате почвообразовательных процессов. Они характеризуются определёнными морфологическими признаками, составом и свойствами. Верхние горизонты почв обогащены органическими веществами, ниже залегают горизонты выноса и накопления (элювиальные и иллювиальные, или метаморфические), которые сменяются переходными к почвообразующей породе и почвообразующей породой. Совокупность генетических горизонтов образует почвенный профиль, который является характерным для каждой почвенной разности: типа, подтипа, рода и других таксономических рангов почвенной классификации.

Функции почвенного покрова многообразны. Важнейшие из них: обеспечение существования жизни на Земле, трансформация солнечной энергии в энергию органического вещества, регулирование газового состава атмосферы и гидрологического режима суши и др.

Почва — важнейший компонент биосферы, уникальное, биокосное (по Вернадскому) тело природы, органически сочетающее в себе живое и неживое начало и характеризующееся исключительно сложным вещественным составом.

Почва — это естественно-историческое, природное образование, рыхлое и динамичное, сформировавшееся на земной поверхности при взаимодействии геологических пород и биоса (животные и растительные организмы) в определенных условиях климата и рельефа со временем и обладающее плодородием.

Для растений почва служит средой обитания. В ней растения находят опору для корней, питательные вещества, воду и другие земные факторы жизни. Для человека почва — средство производства, предмет и орудие труда. Возделываемая, пахотная, почва также в определенной степени продукт труда. В сельском хозяйстве почва выступает в качестве основного (главного) средства производства.

В биосфере Земли почва выполняет ряд важнейших функций:

обеспечивает условия существования жизни на земной поверхности (включая мелководье) прежде всего за счет аккумуляции биофильных элементов, самовосстановления и самоочищения среды обитания;

регулирует развитие и взаимосвязь геологического и биологического круговоротов веществ и потоков энергии;

обеспечивает накопление органического вещества, главным образом в виде почвенного гумуса, являющегося хранителем энергии биоса.

Геологический (большой) круговорот веществ представляет собой совокупность постоянно протекающих процессов формирова ния земной коры, высвобождения, трансформации, переноса и аккумуляции веществ и энергии, образования геологических пород и минералов, выветривание которых вновь приводит к высвобождению и перемещению элементов и энергии.

Биологический (малый) круговорот осуществляется живыми организмами, в первую очередь ассимилирующими солнечную энергию растениями, усваивающими различные элементы для построения своего тела, изымая их из геологического круговорота и отлагая в почвенной толще при отмирании. Высвобождаясь в дальнейшем, эти элементы вновь используются живыми организмами.

Антропогенный круговорот обусловлен производственной деятельностью. Добыча, переработка, потребление, утилизация отходов и вторичное использование произведенной продукции из не-возобновляемых природных ресурсов обусловливают данный круговорот веществ. Неизбежное техногенное загрязнение природной среды — источник поступления антропогенно преобразованных соединений в большой геологический и малый биологический круговороты.

В биосфере Земли почва выполняет ряд важнейших функций:

регулирует развитие и взаимосвязь геологического и биологического круговоротов веществ и потоков энергии;

Почва — это поверхностный слой коры земного шара. Почвообразование — очень сложный процесс, происходящий в течение времени под воздействием большого числа различных (физических, химических и биологических) факторов.

Почва образовалась из горных пород под воздействием биологических, физических и химических факторов и представляет собой сложный комплекс минеральных и органических частиц, заселенный огромным количеством микроорганизмов.

Почва является одним из климатообразующих факторов. Тепловой режим почвы оказывает влияние на тепловые свойства приземного слоя воздуха. Заболоченность почвы или высокое стояние уровня грунтовых вод делает климат местности нездоровым и может явиться причиной появления сырости в животноводческих зданиях.

Знание свойств почвы и грунта необходимо при возведении животноводческих зданий и прокладке водопроводной и канализационной сети. Микрорельеф почвы и другие особенности учитываются при выборе земельных участков для строительства, при планировке и благоустройстве сельскохозяйственных предприятий.

Значение почвы состоит в том, что она используется для удаления, обезвреживания и утилизации (как удобрение) образующихся в сельскохозяйственном производстве жидких и твердых отходов.

Почва — важнейший элемент биосферы и поэтому имеет важное гигиеническое значение. Она оказывает прямое и косвенное воздействие на здоровье и продуктивность животных.

На состояние организма животных влияют воздушный, водный и тепловой режим почвы.

Как естественный приемник и поглотитель всевозможных отбросов, почва является резервуаром разнообразной микрофлоры и микрофауны. В ней происходят химические и биологические процессы превращения органических веществ в минеральные, используемые растениями. Загрязненная большим количеством органических отбросов, почва служит средой, благоприятной для развития различных микроорганизмов, зародышей гельминтов и личинок насекомых.

Если почва заражена возбудителями почвенных инфекций (столбняка, сибирской язвы, эмфизематозного карбункула и др.) и яйцами гельминтов, то при непосредственном соприкосновении животных с такой почвой или при поедании растений, выращенных на ней, могут возникнуть вспышки соответствующих инфекционных и инвазионных болезней животных.

Санитарно-гигиеническое состояние почвы — важный фактор, который необходимо учитывать при выборе территории под животноводческие фермы, летние лагеря и стойбища для скота, возведение производственных построек, а также для отведения участков для почвенного обезвреживания отбросов (нечистот, сточных вод, трупов ит. п.)

Зоогигиеническое значение почвы определяется ее механическим составом, физическими, химическими и биологическими свойствами. От механического состава (величины частиц) почвы зависят ее теплопроводность, теплоемкость, испаряющая способность, гигроскопичность, вла- гоемкость, капиллярность, воздухопроницаемость. Эти физические свойства почвы обуславливают микробиологические процессы в ней и питание растений. Следовательно, из физических свойств гигиеническое значение при оценке почвы имеют водные, воздушные и тепловые свойства, которые в большой мере определяют ее плодородие и санитарное состояние.

МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ,

ИХ ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Механическим составом почвы называется процентное содержание в ней твердых частиц — зерен различного размера, которые определяются путем механического анализа.

Механическое строение почвы определяет ее основные свойства, имеющие важное гигиеническое значение (табл. 8).

От механического состава почвы, т. е. от величины ее частиц, зависят физические свойства — скважность или пороз- ность, воздухо- и водопроницаемость, вла- гоемкость и тепловые свойства почвы (табл. 9).

Биосферой называют оболочку земли, в которой обитают все живые организмы. В её состав входят воздух, земля и вода, то есть атмосфера, литосфера и гидросфера. Не так давно была установлена нижняя граница биосферы - три километра вглубь почвы и два километра ниже дна океана. Верхние кордоны атмосферы определить с такой точностью нельзя, они равняются 20-35км.

Биосферу можно также назвать глобальной экосистемой. Важной ее составляющей является, так называемая, сложная система круговорота между организмами и сложными химическими веществами. Одним из основополагающих процессов в глобальной экосистеме можно смело считать фотосинтез. Также, к основным процессам относятся трофические связи организмов, находящихся в одной пищевой цепи.

В живую оболочку Земли, кроме растений, микроорганизмов, животных, входят продукты жизнедеятельности организмов, такие как, уголь, нефть.

Останки живых организмов, осадочные породы также составляют часть биосферы.

Если из данной экосистемы изъять, к примеру, воздух или воду, то вся система рушится. Это, в конечном итоге, может пагубно отразится на всей системе и вывести ее из гармонии. Строение органических веществ соответствует среде обитания, а их разнообразие говорит о многообразии пространств, в которых живут те или иные организмы.

Последние годы человечество только этим и занимается. Люди обедняют и осушают почву, уничтожают леса, истребляют животных, загрязняют воздух и воду. Тем самым нанося непоправимый вред биосфере и самим себе в частности.

Существование экосистем предполагает обмен энергетическими потоками, первым звеном в котором являются автотрофные организмы, продуцирующие органику.

Живая оболочка планеты является саморегулируемой системой, обладающей свойствами саморегуляции.

Разнообразие видов, форм жизни обуславливает стабильность и устойчивость жизненной сферы. Окружающая среда наносит отпечаток на внешний вид, строение организмов, которые проявляются в различных адаптациях, приспособлениях, ответных реакциях.

Жизнь кишит везде, все ее элементы связаны, влияют друг на друга и на природу в целом. В атмосфере живет множество животных и микроорганизмов, которые передвигаются активным или пассивным способом.

Грибные и бактериальные споры были найдены на высоте 20—22 км.

Учение В.И. Вернадского о биосфере

Ученый выдвинул теорию о том, что границы биосферы обусловлены пространством существования живых организмов. В трудах В.И. Вернадского говорится о взаимосвязи живых организмов с неживой средой. Одним их этапов эволюции биосферы Вернадский считал её преобразование в стадию ноосферы, он доказал, что организмы являются определяющими в жизненной силе Земли.
Организмы и продукты их жизнедеятельности разрушали горные породы, способствовали вымыванию одних веществ и накоплению других.
Постоянное образование живого вещества с дальнейшей его трансформацией — функция биосферы.

Функции живого вещества по учению Вернадского:

В.И. Вернадский смог выделить несколько основных функций биосферы. А именно:

Особенностью живого вещества является то, что компоненты, входящие в его состав проявляют устойчивость исключительно в живых организмах.

Структура биосферы

Согласно учению Вернадского биосфера являет собой организованную сферу планеты, которая находится в контакте с живыми организмами.

В.И. Вернадский в составе биосферы выделял такие элементы:

Живым веществом ученый считал всю совокупность организмов, живущих на Земле. В своих трудах ученый подчеркивал, что геохимическое состояние земной коры находится под влиянием живых организмов, определяется их деятельностью. Он выделял пять функций биологической сферы земли. По его учению, биосфера состоит из разнородных компонентов, важнейшим из которых есть живое вещество.
К косному веществу ученый причислял химические соединения, в образовании которых живые организмы не принимали участия.
Неживое биогенное вещество – это продукты жизнедеятельности организмов, которые разрушали горные породы, способствовали вымыванию одних веществ и накоплению других.
Биокосное вещество являет собой продукт совместной работы живой и неживой природы, например грунт, глинозем.

В.И. Вернадский подчеркивал, что история возникновения и эволюция биосферы - это история возникновения жизни на Земле. Длительное время эта концепция биосферы В. И. Вернадского замалчивалась.

Живое вещество, его функции

Как известно, источником биохимической активности живых организмов является солнечная энергия, без которой не сможет произойти такой важный процесс как фотосинтез.

С самого своего появления жизнь не стоит на месте, а постоянно развивается. Тем самым, влияя на окружающую среду и, в определенной мере, изменяя ее.

Исходя из этого, можно с полной уверенностью сказать, что эволюционный процесс экосистемы и всей органической жизни проходит параллельно.

Жизнь на нашей планете появилась около четырех миллиардов лет назад, с этого самого момента на Земле и сформировалась биосфера. Огромный вклад в образование биосферы внесли цианобактерии. Они первыми освоили кислородный фотосинтез. Других претендентов на производство атмосферы не существовало в мире прокариотов.

Живая оболочка Земли — это не только сфера, в которой находится все живое, но и совместный результат деятельности организмов. Вещество и биосфера неразделимы. Биосферный уровень включает в себя все живое вещество планеты.

Геологический круговорот веществ происходит в течение многих тысяч и миллионов лет. В процессе круговорота образуется живое вещество из неорганических соединений, впоследствии органика распадается на неорганические компоненты.

Важнейшим результатом биогеохимических преобразований органического вещества можно считать кислородную революцию. Огромный вклад в это биогеохимическое изменение внесли древнейшие организмы - цианобактерии. Именно они явились родоначальниками фотосинтеза, в результате которого выделялся кислород, изменивший до неузнаваемости облик нашей планеты.

Особенности распределения биомассы на Земле

Состав и распределение биосферы – один из интереснейших вопросов в биологии.

Биогенные вещества - созданные в процессе жизнедеятельности организмов соединения, например, природный газ, нефть, известняк.

Изучение биомассы крайне важно для понимания климатических сдвигов, путей передачи и трансформации углерода и других элементов.
Разнообразие живых и неживых организмов, взаимодействующих между собой, обменивающихся веществами, называется экосистемой. Приспособленность видов к условиям существования происходит непрерывно.
Биосфера имеет четкую структурную организацию и является глобальной экосистемой планеты. В.И. Вернадский создал учение о роли живых организмов, о воздействии живого на преобразование земной коры. Состав биосферы и свойства зависят от взаимодействия её биотического и абиотического компонентов.
Основной объем массы живой материи приходится на растительный мир, он составляет 80% от биомассы планеты. На втором месте, после растений, идут бактерии. Ученые, с использованием углеродного метода, определили, что все живые организмы содержат суммарно 550 миллиардов тонн углерода.
Биомасса суши составляет почти 99,9%. Это объясняется большой массой продуцентов на поверхности Земли.
Наибольшая плотность жизни отмечается в тех зонах, где виды специфически приспособились к совместному существованию.
К структурообразующим факторам биосферы относят свет, как условия формирования и усовершенствования жизни. Под воздействием микроорганизмов, растений и животных сформировался почвенный слой.
В почве обитает больше редуцентов. К ним относятся бактерии и грибы, которые разлагают останки живых существ до неорганических веществ. В почве происходит особый газообмен. Ночью, при охлаждении и сжатии газов, в неё проникает некоторое количество воздуха, его поглощают и перерабатывают почвенные организмы.
Почвенные микроорганизмы играют важную роль в круговороте веществ, в почвообразовании и формировании плодородного слоя. Большая биомасса почвы, в сочетании с высоким видовым разнообразием, обеспечивает сложность экосистем.
Почвенные организмы включают в круговорот веществ биосферы важнейшие химические соединения.
В морской биомассе содержится больше консументов, чем продуцентов. В состав океанической и морской воды входят минеральные соли. Микроорганизмы, живущие в океанических термальных источниках, являются хемотрофами, основными продуцентами океанического дна.
Несмотря на многообразие водных обитателей, их можно поделить на 3 группы, с учетом мест обитания в воде. Между каждой группой организмов существуют тесные связи, они обмениваются веществом и энергией. В современном мире воздействие человека на биомассу океана огромно.
Бентосные организмы в океане живут на дне и в грунте. Фитобентос: зеленые, бурые, красные водоросли встречаются на глубине до 200 м. Зообентос представлен животными.
Воздушная среда характеризуется значительным количеством кислорода, солнечной энергии, но в ней, зачастую, не хватает влаги. Поэтому, обитатели засушливых мест имеют специальные приспособления для добычи, запасания и экономной траты драгоценной влаги. Разнообразие этой среды представлено разнообразием жизни в ней.
Каждому наземному биогеоценозу присущи свои черты. Так, в экваториальных биоценозах сильно развита конкуренция за обладание местом обитания, пищей, светом и кислородом.

В современном мире огромное влияние на биомассу оказывает человек. Сокращаются площади, производящие живую массу.

Читайте также: