2.5. Почва как среда обитания

Почва - наш самый драгоценный капитал.

Жизнь и благополучие всего комплекса наземных

биоценозов, естественных и искусственных, зависят в конечном

итоге от тонкого слоя, образующего самый верхний покров Земли.

Ж.Дорст

Почва - это рыхлый поверхностный слой земной коры, который образовался в процессе выветривания, деятельности живых организмов, разложения органических остатков и перемешивания полученных веществ. Русский почвовед В.В.Докучаев дал такую оценку почве "... почва есть такое же самостоятельное, естественно-историческое тело, как любое растение, любое животное". В.И. Вернадский также считал почву «живым» организмом и назвал ее биокосным телом.

Древняя китайская мудрость гласит: состояние земли и прежде всего пашни - лучший показатель нравственного здоровья общества. А что представляет собой земля, почва? Это результат терпеливого многовекового труда природы. Эта та грязь, по поводу которой мы часто произносим нелицеприятные выражения. И никому в голову не приходит, что почва представляет собой уникальное и легкоуязвимое природное образование. Достаточно сказать, что жизненно необходимый обмен минеральными веществами между биосферой и неорганическим миром происходит именно в почве. Почва - словно живое существо, недаром про нее как про женщину, говорят: она рожает. Уродит почва - быть урожаю, быть хлебу. Иссякает почвенное плодородие - и массы людей снимаются с обжитых поселений в поисках подходящего места, куда можно было бы опустить зерно.

Растения получают воду и питательные вещества из почвы. Листья и ветки, отмирая, возвращаются в почву, где они разлагаются, высвобождая содержащиеся в них минеральные вещества. В поверхностных слоях почвы, куда поступает самое свежее мертвое органическое вещество, обитает множество организмов-разрушителей - бактерий и грибов, мельчайших членистоногих и червей, термитов и многоножек. Их активность обеспечивает развитие почвы сверху, тогда как физическое и химическое разрушение коренной породы способствует образованию почвы снизу.

Представить себе мощность почвенного покрова планеты Земля можно, если на линии примерно в 6350 км (радиус Земли) отложить ряд отрезков длиной от 10-20 см до 3-4 м.

В процессе формирования почв возникает характерная слоистость. Эти последовательные слои, четко прослеживаемые в почвенном разрезе, называют «горизонтами». Горизонты составляют профиль почвы. Копая землю, можно заметить, что цвет почвы и ее структура меняются с глубиной от темного гумусного слоя к светлому песчаному или глинистому. Самым важным является гумусный слой, содержащий остатки растительности и определяющий плодородие почвы. В наиболее богатых гумусом черноземах толщина этого слоя достигает 1-1,5 м, иногда до 3-4 м, в бедных - около 10 см. В древесных насаждениях, кроме того, образуется так называемая лесная подстилка, представляющая собой слежавшийся на поверхности почвы слой отмерших и опавших частей растений – листьев, плодов, цветков, коры и небольших веточек. Подстилка играет важную роль в функционировании почв. В лесах с разными преобладающими древесными породами качество, толщина и структура подстилки различны. По массе первое место занимает еловый лес (6 т подстилки на 1 га). В сосновом лесу опадает 4,1 т, в дубовом – 3,9 и в лиственничном – 2,7 т на 1 га. Наиболее кислой реакцией среды (рН) характеризуется еловая подстилка, щелочностью - дубовая.

Роль почвы многообразна: с одной стороны, это важный участник всех природных круговоротов, с другой - основа для производства биомассы. Для получения растительной и животной продукции человечество использует около 10% суши под пашню и около 20% - под пастбища. Это та часть земной поверхности, которую, как полагают специалисты, уже не удастся увеличить, несмотря на необходимость производства все большего количества продовольствия в связи с ростом народонаселения.

Как среда жизни, почва занимает промежуточное положение между атмосферой и гидросферой: она обладает структурированностью, здесь возможно обитание организмов, дышащих как по водному, так и по воздушному типу, имеет место вертикальный градиент проникновения света, более резкий, чем в гидросфере.

Все это определяет распространение жизни в почве: микроорганизмы встречаются по всей ее толщине, растения связаны лишь с наружными горизонтами (корневая система некоторых деревьев проникает на глубину 8 – 10 м), беспозвоночные животные обитают главным образом в верхних горизонтах почвы. Норы и ходы грызунов, насекомых и червей проникают в почву на глубину обычно не более 5 – 7 м. Бактерии находят в подземных водах, сопровождающих залежи нефти на глубине 3 – 5 км. Этим практически ограничивается распространение жизни в каменной оболочке Земли – литосфере.

Основными свойствами почвы как экологической среды являются ее физическая структура, механический и химический состав, кислотность, окислительно-восстановительные условия, содержание органических веществ, аэрация, влагоемкость и увлажненность. Различные сочетания этих свойств образуют множество разновидностей почв. Разновидностей почв несколько тысяч, и это требует исключительной грамотности при их использовании. На Земле по распространенности ведущее положение занимают пять типологических групп почв:

■ почвы влажных тропиков и субтропиков, преимущественно красноземы и желтоземы, характеризующиеся богатством минерального состава и большой подвижностью органики;

■ плодородные почвы саванн и степей - черноземы, каштановые и коричневые почвы с мощным гумусовым слоем;

■ скудные и крайне неустойчивые почвы пустынь и полупустынь, относящиеся к различным климатическим зонам;

■ относительно бедные почвы лесов умеренного пояса - подзолистые, бурые и серые лесные почвы;

■ мерзлотные почвы, обычно маломощные, подзолистые, глеевые, обедненные минеральными солями со слабо развитым гумусовым слоем.

В почве содержатся не только химические элементы, но и различные живые организмы. Особенно много в ней микроорганизмов (бактерии, водоросли, грибы, простейшие).

Таблица 3. Приблизительное число и вес важнейших групп растений и животных, населяющих почвы Европы (в пересчете на блок с площадью 1 м² и глубиной 30 см) (Dunger, 1978 [Цит. По Гржимек, 1988])

В одной только чайной ложке почвы их насчитывается много миллионов! В таблице 3 показана характеристика почвы по составу почвенных животных и растений. По своему строению они бесконечно разнообразны, но все заняты превращением отмерших листьев, травы и других органических остатков в усвояемую форму, а также взрыхлением почвы, для лучшего проникновения в нее воздуха и воды. Благодаря большому количеству различных живых существ, перерабатывающих в почве остатки растительности и животных, формирующих ее структуру и продуктивность, почва является образованием, в котором непрерывно протекает множество физических процессов, реакций химического разложения и синтеза. Верхний слой почвы улучшается благодаря тому, что черви и насекомые, прорывая в нем ходы, постоянно выносят на поверхность частицы подпочвы.

Условия почвенной среды обитания определяют такие свойства почвы как ее аэрация (то есть насыщенность воздухом), влажность (присутствие влаги), теплоемкость и термический режим (суточный, сезоный, разногодичный ход температур). Термический режим, по сравнению с наземно-воздушной средой, более консервативный, особенно на большой глубине. В целом, почва отличается довольно устойчивыми условиями жизни.

Многие авторы отмечают промежуточность положения почвенной среды жизни между водной и наземно-воздушной средами. В почве возможно обитание организмов, обладающих как водным, так и воздушным типом дыхания. Вертикальный градиент проникновения света в почве еще более выражен, чем в воде. Микроорганизмы встречаются по всей толще почвы, а растения (в первую очередь, корневые системы) связаны с наружными горизонтами.

Для почвенных организмов характерны специфические органы и типы движения (роющие конечности у млекопитающих; способность к изменению толщины тела; наличие специализированных головных капсул у некоторых видов); формы тела (округлая, вольковатая, червеобразная); прочные и гибкие покровы; редукция глаз и исчезновение пигментов. Среди почвенных обитателей широко развита сапрофагия - поедание трупов других животных, гниющих остатков и т.д.

Почва - главный фундамент жизни. Все живое на земле зависит от этого тонкого, драгоценного жизнеродящего слоя земной поверхности. Земля накапливала его многие тысячелетия с очень медленной скоростью: один сантиметр чернозема за 100, а иногда и за 300 лет. Человек же разрушает почву на глубину один сантиметр за три года, к тому же теряя еще большие площади из-за засоления, перевыпасов, роста городов, отравляя землю химикатами. За время только одного дождя с распаханного поля может быть смыт слой плодородной почвы толщиной от 5 до 10 см. А ведь ни в одной лаборатории и никаким путем, кроме природного, естественного, почву создать нельзя.

Основные причины потерь и деградации почв их можно свести к нескольким пунктам:

■ ветровая и водная эрозия при механической обработке;

■ отведение земель под строительство городов, предприятий, дорог и т.п.;

■ затопление при строительстве ГЭС;

■ загрязнение отходами производства и быта;

■ закисление кислотными дождями;

■ засоление при неграмотной мелиорации;

■ потери при авариях на АЭС.