НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ЭНЦИКЛОПЕДИЯ    ССЫЛКИ    КАРТА САЙТА    О САЙТЕ  







Народы мира    Растения    Лесоводство    Животные    Птицы    Рыбы    Беспозвоночные   

предыдущая главасодержаниеследующая глава

Глава 8. Почвенные и орографические факторы

Почвенные, или эдафические, факторы

Почва в широком смысле является существенной производительной силой. Эдафическая (от греч. эдафос - почва) среда состоит из трех компонентов (сфер): почвы, подпочвы и материнской породы, связанных между собой генетически. В экологическом плане эдафическая среда представляет целый комплекс условий. Их разделяют на три категории: химические, физические, биотические. Эти факторы взаимосвязаны и в совокупности представляют сложную и весьма подвижную систему.

Почвенный покров Земли, как и растительный покров, неоднороден. По определению Докучаева, почва представляет собой природно-историческое тело. Вернадский называет почву "биокосным" телом природы. Нередко 1 м2 почвы может содержать поистине несметное число разнообразных организмов: сотни миллионов микроорганизмов - бактерий, актиномицетов, грибов, одноклеточных животных - протистов; десятки миллионов фотосинтезирующих водорослей - сине-зеленых, зеленых и желто-зеленых; миллионы нематод, коловраток, тихоходок; сотни тысяч клещей, первично-бескрылых насекомых; десятки червей и моллюсков и т. д.

Докучаев впервые установил важную закономерность распределения почв как в зональном, так и в поясном (в горах) аспекте. Однако в любой местности в пределах зоны, пояса или геологического водосборного района и даже в любой точке местности почва неоднородна. Так, почвенный профиль чаще всего дифференцирован на более или менее выраженные генетические горизонты.

Физические свойства и химизм, а потому флора и фауна в этих горизонтах могут быть существенно различными. Богатство почвы, ее плодородие рассматривается как запас в ней элементов питания. При этом почвы, содержащие достаточное количество минеральных элементов, т. е. относительно богатые, могут быть малоплодородными или неплодородными. Так, заболоченные, болотные и сухие почвы в силу избытка или недостатка воды являются малоплодородными. Чтобы превратить неплодородные почвы в плодородные, необходимо устранить причины их неплодородия или невысокого плодородия.

С хозяйственной точки зрения почвы оцениваются по уровню их плодородия. Уровень плодородия определяется целой суммой эдафических условий - как физических, так и пищевых, трофических. Запас органических и минеральных веществ в сочетании с почвенной водой, воздухом и теплом создает пищевой режим.

В целом естественное плодородие наших почв возрастает от подзолисто-таежной зоны к черноземам и понижается к полупустынным (рис. 23).

Искусственное плодородие формируется в процессе производственного использования почв под воздействием хозяйственной деятельности человека. Количество питательных веществ в почве в течение вегетационного периода изменяется в довольно значительных пределах. Однако плодородие почвы зависит не только от насыщенности элементами питания. Избыточное или недостаточное увлажнение, например, превращает потенциально плодородную почву в малоплодородную или неплодородную.

Важное значение в жизни почвенной флоры и фауны имеет механический состав почвы: он оказывает влияние не только на растения, но и на почвенных животных, особенно на роющих. В зависимости от содержания песчаных и глинистых фракций различают песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые почвы.

По отношению к механическому составу почв и подстилающих пород различают ряд групп растений: петрофиты (от греч. петра - камень) или литофиты (от греч. литое - камень) (растения плотных скальных пород), псаммофиты (от греч. псаммос - песок) и некоторые другие. По мере засыпания песком многие псаммофиты способны формировать все новые ярусы придаточных корней. Создаваемая многоярусность подземных органов закрепляет пески. У некоторых видов - пионеров заселения подвижных песков, например у пустынного злака (Aristida karelini), подземные органы бывают в особых покрытиях - тонких футлярах. Они состоят из мельчайших песчинок, скрепленных выделениями придаточных корней. Эти футляры являются надежной защитой обнаженных органов от повреждения песчинками, переносимыми ветром.

Огромное экологическое значение в жизни растений и других организмов играет почвенный перегной (гумус). Органическое вещество почвы содержит значительное количество химической энергии. Она высвобождается в форме тепла при окислении. Гумус, или перегной, - основной поставщик и резерв элементов корневого питания растений. Он образуется в результате сложных трансформаций органических остатков - отмерших растений и животных. Гумус играет видную роль в формировании структуры почвы, а также в создании оптимальных условий водно-воздушного режима. Количественный и качественный состав гумуса почв определяется биомассой всей совокупности отмерших организмов - высших растений, водорослей, бактерий, грибов, а также почвенной фауны.

Воздух в почве находится в трех состояниях - свободном, адсорбированном и растворенном в почвенной воде. В состав воздуха, кроме азота, кислорода, углекислого газа, входят пары воды и ряд летучих органических соединений. В заболоченных и болотных местообитаниях в почвенном воздухе присутствуют также водород, метан и другие газы.

Состав почвенного воздуха постоянно изменяется в результате газообмена с атмосферой в связи с суточными и годовыми колебаниями метеорологических условий, физикой почвы, биохимическими процессами. В пахотном слое (около 25 см) почвенный воздух обменивается с атмосферой каждый час. При нагревании почвы в дневное время почвенный воздух увеличивается в объеме и часть его уходит в атмосферу. Тогда в приземных слоях возрастает концентрация углерода. Ночью при снижении температуры почвы происходит обратный процесс - обогащение почвы атмосферным воздухом и особенно кислородом.

Газообразная фаза почвы играет серьезную роль в жизни растений, так как она наряду с водным режимом составляет важный элемент плодородия почвы. Академик В. Вернадский подчеркнул, что почва без газов не является почвой. Почвенный воздух находится в совершенно других условиях, чем воздух атмосферы, поскольку он не имеет такой свободы перемещения и перемешивания в больших объемах.

Таким образом, плодородие представляет собой сложное свойство почвы. Определяется оно целым комплексом взаимосвязанных и взаимообусловленных химических, физических. Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур необходимо воздействовать не на один какой-либо его элемент, например только на минеральное питание, а на все компоненты среды в целом.

Отметим, что одни эдафические факторы действуют на растения непосредственно, другие - косвенно, третьи - и прямо, и косвенно. К последним можно отнести, например реакцию почвы, солевой режим.

Реакция почвы. Развитие (включая рост) подземных органов растения полностью зависит от показателя концентрации водородных ионов (pH почвенного раствора). От pH зависят также микробиологические и биохимические процессы. Величина pH оказывает прямое влияние на жизнь почвенной флоры и растительного покрова, на распределение видов растений.

Неравномерность pH по почвенному профилю может вызвать и неравномерное развитие корневой системы (рис. 24).

Рис. 24. Строение корневых систем при различных pH почвы
Рис. 24. Строение корневых систем при различных pH почвы

Растительный покров может заметно изменять реакцию почвы. Так, подстилка в хвойных лесах вызывает повышение кислотности почвы (pH 3,7 - 4,6). Подстилка лиственных лесов дает слабокислую или нейтральную реакцию (pH 5,9 - 6,5).

По отношению к pH почвы растения разделяют на четыре группы: ацидофилы (от греч. ацидис - кислый, филео - люблю) (обитатели кислых субстратов), базифилы (от греч. базис - основание) (обитатели щелочных субстратов), нейтрофилы (от лат. неутер - ни тот, ни другой) (обитатели субстратов с реакцией, близкой к нейтральной) и индифферентные (от лат. индифференс - безразличный) виды (живущие в широком диапазоне кислотности). Растения, которые нормально растут и развиваются на сильнокислых и кислых почвах, называют ацидофилами (сфагнум, вереск, белоус). Такие растения, как лен, брюква, люпин, картофель, предпочитают слабокислые почвы, тогда как люцерна, хлопчатник, конопля успешно растут и развиваются при pH 7 - 8. Сосна обыкновенная по отношению к кислотности почвы имеет широкую экологическую амплитуду. Ячмень, пшеница, кукуруза, фасоль, горох, кормовые бобы, клевер, подсолнечник, лук, огурцы хорошо растут при слабокислой или нейтральной реакции. Люпин желтый и синий, сераделла, чайный куст лучше растут на кислых почвах и плохо на щелочных и даже нейтральных. Можно сделать выводы, что: а) растения южного происхождения, которые сформировались на карбонатных почвах с нейтральной реакцией, в целом более чувствительны к кислотности почвенного раствора; б) растения северного происхождения, сформировавшиеся на кислых почвах, имеют слабую чувствительность к повышенной кислотности (рожь, овес, редис), для них даже зачастую наиболее благоприятны слабокислые и кислые почвы.

Солевой режим. В минеральном питании растений участвуют ионы разных солей. Большинство солей или адсорбировано коллоидами почвы, или представлено в виде твердых нерастворимых минералов и органических веществ. Значительно меньшая часть минеральных солей растворена в почве. Нужно также иметь в виду, что источником зольного питания растений, помимо почвы, служат атмосферные осадки. Так, по данным специальных исследований, проведенных в Международном геофизическом году (1959), на территории европейской части СССР на каждый гектар почвы из атмосферных осадков поступает за год связанного азота 3 - 4 кг, связанного хлора - 5, связанного кальция - 4 - 10, связанной серы - 10 - 20 кг.

Каждый вид растений потребляет определенный набор катионов и анионов, важных для их жизнедеятельности. Теперь уже известны реакции многих видов растений и даже растительных группировок на состав и концентрацию солей в почве.

Так, некоторые группы растений проявляют положительную реакцию на высокое содержание солей кальция. Это растения-кальцефилы, например многие растения меловых местообитаний, "меловые растения". К числу кальцефилов можно отнести и некоторые древесные: лиственницу сибирскую (Sarix sibirica), пихту европейскую (Abies alba), дуб пушистый (Quercus pubescens), бук лесной (Fagus silvatica) и др. Один из наиболее типичных (облигатно известковых) представителей - астра ромашковая (Aster a melius). Она растет на субстрате, где содержание извести от 4,5 до 25% и выше. Из травянистых кальцефилов можно также отметить костер береговой (Bromus riparius), люцерну серповидную (Medicago falcata), мордовник Мейера (Echinops meyeri).

Некоторые растения болот и кислых почв отрицательно реагируют на соли кальция. Это так называемые кальцефобы. К ним относят вереск (Calluna vulgaris), Кассандру (Chamaedaphrje calyculata). Подчеркнем, что отношение растений к кальцию во многом обратно отношению их к pH почвенного раствора. Так, на карбонатных почвах произрастают базофилы, они же ацидофобы: венерин башмачок, бук, ясень и др. Напротив, ацидофильные растения болотных почв (например, вересковые) являются кальцефобами.

Некоторые виды растений относятся к известковым почвам безразлично. Их можно встретить повсеместно - и на почвах, где содержание извести достигает 32%, и на почвах, вовсе лишенных извести. И там, и здесь такие растения демонстрируют одинаковую жизнеспособность. Типичные представители таковых - пупавка (Anthemis tinetoria), донник белый (Melilotus albus), акация белая (Robinia pseudo-acacia) и др.

Важное физиологическое значение принадлежит магнию - одному из компонентов хлорофилла. Однако положительная роль магния наблюдается только при низкой его концентрации в почве.

Известны группы растений-галофитов (от греч. галс - соль), приспособленных к жизни на засоленных почвах - солончаках и солонцах. По характеру адаптаций к засоленности почвенного раствора различают следующие типы галофитов: 1. Эугалофиты (от греч. эу - хорошо) (солянки), многие из которых несут суккулентные черты и накапливают в паренхиме и в специальных органах (например, в волосках) большое количество солей. Осмотическое давление в клетках этих растений может достигать у солянки чагон (Salsola subaphylla) 7 - 8 МПа, у лебеды толстолистной (Atriplex crassifolia) - 15,3 МПа. 2. Криногалофиты (от греч. крино - просеивать) - солевыделители, выделяют избытки солей через специальные железки (это обстоятельство затрудняет их сушку в гербарии). Сюда относятся гребенщики (Tamarix), представители рода Limonium (кермек и др.). 3. Гликогалофиты (от греч. глико - сладкий), т. е. растения, занимающие как бы промежуточное положение между галофитами и растениями незасоленных почв - гликофитами. Корневая система у гликогалофитов непроницаема для солей. Обычно являются склерофитами, например многие пустынные полыни (Artemisia terra-albae и др). Кроме того, на некоторых местообитаниях произрастают псевдогалофиты - растения, берущие воду из незасоленных почвенных горизонтов (например, тростник).

В разных типах почв развиваются присущие им флора и фауна. Их состав и численность находятся в соответствии как с физико-химической структурой почвы, так и с мощностью гумусового горизонта. Важную роль выполняют разнообразные бактерии: нитрифицирующие и денитрифицирующие, азотфиксирующие, бактерии гниения и др. Многие грибы вступают в симбиотические отношения с высшими растениями (микориза), улучшая тем самым поглощение почвенного раствора. Ряд высших растений вступает с грибами в отношения микотрофного паразитизма (многие плауны, орхидные). С другой стороны, некоторые грибы вызывают процессы разложения. Заметная роль в формировании структуры почвы, в улучшении ее аэрации принадлежит червям, почвенной энтомофауне и грызунам.

Почвы имеют большое значение в распространении многих видов растений и растительных группировок. Направление и ход почвообразовательного процесса во многом зависят от типа растительности.

предыдущая главасодержаниеследующая глава







© GEOMAN.RU, 2001-2021
При использовании материалов проекта обязательна установка активной ссылки:
http://geoman.ru/ 'Физическая география'

Рейтинг@Mail.ru

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь