Почва, как среда обитания и её абиотические факторы

Особенности почвы

Почва представляет собой рыхлый тонкий поверхностный слой суши, лежащий на поверхности земной коры и контактирующий с воздушной средой. Несмотря на незначительную толщину, эта оболочка Земли играет важнейшую роль в распространении жизни. Почва представляет собой не просто твердое тело, как большинство пород литосферы, а сложную трехфазную систему, в которой твердые частицы(50-60%) окружены воздухом(15-25%) и водой( 25-35%). Она пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами, и поэтому в ней складываются чрезвычайно разнообразные условия, благоприятные для жизни множества микро- .и макроорганизмов. В почве сглажены температурные колебания по сравнению с приземным слоем воз­духа, а наличие грунтовых вод и проникновение осадков создают запасы влаги и обеспечивают режим влажности, промежуточный между водной и наземной средой. В почве концентрируются запасы органических и минеральных веществ, поставляемых отмирающей растительностью и трупами животных. Все это определяет большую насыщенность почвы жизнью.

В почве сосредоточены корневые системы наземных растений. В среднем на 1 м² почвенного слоя приходится более 100 млрд. клеток простейших, миллионы коловраток и тихоходок, десятки миллионов нематод, десятки и сотни тысяч клещей и насекомых, тысячи других членистоногих, десятки тысяч энхитреид, десятки и сотни дожде­вых червей, моллюсков и прочих беспозвоночных. Кроме того, 1 см² почвы содержит десятки и сотни миллионов бактерий, микроскопических грибов, актиномицетов и других микроорганизмов. В освещенных поверхностных слоях в каждом грамме обитают сотни тысяч фотосинтезирующих клеток зеленых, желто-зеленых, диатомовых и сине-зеленых водорослей. Живые организмы столь характерны для почвы, как и ее неживые компоненты. Поэтому В. И. Вернадский отнес почву к биокосным телам природы, под­черкивая насыщенность ее жизнью и неразрывную связь с нею. Неоднородность условий в почве резче всего проявляется в вертикальном направлении. С глубиной резко меняется ряд важнейших экологических факторов, влияющих на жизнь обитателей почвы.

Влага в почве присутствует в различных состояниях;

1) связанная (гигроскопическая и пленочная) прочно удерживается по­верхностью почвенных частиц;

2) капиллярная занимает мелкие поры, и может передвигаться па ним в различных направлениях;

3) гравитационная заполняет более крупные пустоты а медленно просачивается вниз под влиянием силы тяжести, что ведёт к вымыванию питательных веществ;

4) парообразнаясодержится в почвенном воздухе.

Состав почвенного воздуха изменчив. С глубиной в нем сильно падает содержание кислорода до 10% и возрастает концентрация углекислого газа до 19%, почвенный воздух постоянно обновляется за счёт атмосферного. В связи с присутствием в почве разлагающихся органических веществ, в почвенном воздухе может быть высокая концентрация таких токсичных газов, как аммиак, сероводород, метан и др. При затоплении почвы или интенсивном гниении растительных остатков местами могут возникать полностью анаэробные условия, т.к. воздух вытесняется водой.

Колебания температуры резки только на поверхности почвы. Здесь они могут быть даже сильнее, чем в приземном слое воздуха. Однако с каждым сантиметром вглубь суточные и сезонные температурные изменения становятся все меньше и на глубине 1—1,5 м практически уже не прослеживаются.

По целому ряду экологических особенностей почва является средой, промежуточной между водной и наземной. С водной средой почву сближают ее температурный режим, пониженное содержание кислорода в почвенном воздухе, насыщенность его водяными парами и наличие воды в других фермах, присутствие солей и органических веществ в почвенных растворах, возможность двигаться в трех измерениях.

С воздушной средой почву сближают наличие почвенного
воздуха, угроза иссушения в верхних горизонтах, довольно резкие
изменения температурного режима поверхностных слоев.
Промежуточные экологические свойства почвы как среды обитания Животных позволяют предполагать, что почва играла особую роль в эволюции животного мира.

Обитатели почвы

Для мелких почвенных животных, которых объединяют под названием микрофауна- почва-это система микроводоемов. По существу это водные организмы (рис.7). Они живут в почвенных порах, заполнен­ных гравитационной или капиллярной водой. Многие из этих видов обитают и в обычных водоемах. Однако почвенные формы намного мельче пресноводных и, кроме того, отличаются способностью долго находиться в инцистированном состоянии, пережидая неблагоприятные периоды. К микрофауне относятся: нематоды, тип круглых червей, их численность 1-50млн/1м³. питаются гниющими остатками животных, разлагающимися и живыми тканями растений, водорослей. Они вбуравливаются в растения, разрушают их, давая возможность проникнуть туда бактериям и грибам. Процесс отмирания корней начинается при заражении их паразитическими нематодами. Энхетреиды тип кольчатых червей, обитают в местах, где много разлагающегося органического вещества, их численность 85-250 тыс/1м³ , они способствуют накоплению гумуса, очистке сточных вод, регулируют водный и воздушный обмен.

Для дышащих воздухом несколько более крупных животных почва предстает как система мелких пещер. Таких животных

объединяют под названием мезофауна. Размеры представителей мезофауны почв - от десятых долей до 2—3 мм (рис.8). К этой группе относятся в основном членистоногие: многочисленные группы кле­щей, первичнобескрылые насекомые (коллемболы, протуры, двухвостки), мелкие виды крылатых насекомых, многоножки симфилы и др. У них нет специальных приспособлений к рытью. Они ползают по стенкам почвенных полостей при помощи конечностей или червеобразно извиваясь. Насыщенный водяными парами почвенный воздух позволяет дышать через покровы. Такие животные очень чувствитель­ны к высыханию. Основным средством спасения от колебания влажности воздуха для них является передвижение вглубь. Периоды затопления почвы водой представители мезофауныпереживают в пузырьках воздуха.

Клещи-питаются разлагающимися растительными остатками, соками растений, они являются первыми потребителями свежего опада листьев. Ногохвостки–(коллемболы)-их численность 10-50 млн/м² . питаются беспозвоночными низшими споровыми растениями, пыльцой хвойных, листопадными остатками, экскрементами.

Роющие животные могут уходить из слоев, где возникает неблагоприятная обстановка. В засуху и к зиме они концентрируются в более глубоких слоях, обычно в нескольких десятках сантиметров от поверхности.Мегафаунапочв -это крупные землерои, в основном из числа млекопитающих. (рис.9). Ряд видов проводит в почве всю жизнь (слепыши, слепушонки, цокоры, кроты Евразии, златокроты Африки, сумчатые кроты Австралии и др.).

Рисунок 8 - Микрофауна почвы: 1-4- жгутиковые; 5- голые амебы; 9-10 - раковинные амебы; 11-13 - инфузории; 14-16 - круглые черви; 17-18 - коловратки; 19-20 - тихоходки

Они прокладывают впочве целые системы ходов и нор. Внешний облик и анатомические особенности этих животных отражают приспособленность к роющему подземному образу жизни.

Рисунок 9- Мезофауна почвы: 1 - лжескорпион; 2 - гамазовый клещ; 3—4 - панцирные клещи; 5 - многоножка-пауропода; 6 - личинка комара-хирономиды; 7 - жук 8-9-коллемболы.

У них недоразвиты глаза, компактное, тело с короткой шеей, короткий густой мех, сильные копательные конечности с крепкими когтями. Кроме обитателей почвы, среди крупных животных можно выделить большую экологическую группу обитателей нор (суслики, сурки, тушканчики, кролики, барсуки и т. п.). Они кормятся на поверхности, но размножаются, зимуют, отдыхают, спасаютсяот опасности в почве. Целый ряд других животных использует их норы, находя в них благоприятный микроклимат и укрытие от врагов. Норники, обладают чертами строения, характерными для наземных животных, но имеют ряд приспособлений, связан­ных с роющим образом жизни. Например, у барсуков длинные когти и сильная мускулатура на передних конечностях, узкая голова, небольшие ушные раковины. Многие почвенные животные разлагают ядохимикаты, захораняют продукты промышленных и радиоактивных загрязнений.

Рисунок 10 - Макрофауна почвы: 1 - дождевой червь; 2 - мокрица; 3 - губоногая многоножка; 4 - двупарноногая многоножка; 5 - личинка жужелицы; 6 -личинка щелкуна; 7 - медведка; 8 - личинка хруща