Як середовище проживання

Земля - ​​єдина з планет має грунт (едасфера, педосфера) - особливу, верхню оболонку суші. Ця оболонка сформувалась в історично доступний для огляду час - вона ровесниця сухопутної життя на планеті. Вперше на питання про походження ґрунту відповів М.В. Ломоносов ( "Про шарах землі"): "... грунт сталася від согнітія тварин і рослинних тел ... довготою часу ...". А видатний український учений Вас. Вас. Докучаєв (1899: 16) вперше назвав грунт самостійним природним тілом і довів, що грунт є "... таке ж самостійне естественноисторическое тіло, як будь-яка рослина, будь-яка тварина, будь мінерал ... воно є результат, функція сукупної, взаємної діяльності клімату даної місцевості, її рослинних і тваринних організмів, рельєфу і віку країни ..., нарешті, підґрунтя, тобто грунтових материнських гірських порід. ... Всі ці агенти-почвообразователі, по суті, абсолютно рівнозначні величини і беруть рівноправну участь в образо вання нормальної грунту ... ".

І вже сучасний відомий вчений ґрунтознавець Н.А. Качинський ( "Грунт, її властивості і життя", 1975) дає наступне визначення ґрунту: "Під грунтом треба розуміти всі поверхневі шари гірських порід, перероблені і змінені спільним впливом клімату (світло, тепло, повітря, вода), рослинних і тваринних організмів" .

Основними структурними елементами ґрунту є: мінеральна основа, органічна речовина, повітря і вода.

Мінеральна основа (скелет) (50-60% всієї грунту) - це неорганічне речовина, що утворилася в результаті підстильної гірської (материнської, почвообразующей) породи в результаті її вивітрювання. Розміри скелетних часток: від валунів і каменів до найдрібніших піщинок і мулистих частинок. Фізико-хімічні властивості ґрунтів обумовлені в основному складом грунтоутворюючих порід.

Від співвідношення в грунті глини і піску, розмірів фрагментів, залежать проникність і пористість грунту, що забезпечують циркуляцію, як води, так і повітря. У помірному кліматі ідеально, якщо грунт утворена рівними кількостями глини і піску, тобто представляє суглинок. В цьому випадку грунтів не загрожує ні перезволоження, що не пересихання. І те й інше однаково згубно як для рослин, так для і тварин.

Органічна речовина - до 10% грунту, утворюється з відмерлої біомаси (рослинна маса - опад листя, гілок і коренів, валежной стовбури, ганчір'я трави, організми загиблих тварин), подрібненої і переробленої в грунтовий гумус мікроорганізмами і певними групами тварин і рослин. Простіші елементи, що утворилися в результаті розкладання органіки, знову засвоюються рослинами і залучаються до біологічний кругообіг.

Повітря (15-25%) в грунті міститься в порожнинах - порах, між органічними та мінеральними частинками. При відсутності (важкі глинисті грунти) або заповненні пір водою (під час підтоплень, танення мерзлоти) в грунті погіршується аерація і складаються анаеробні умови. В таких умовах гальмуються фізіологічні процеси організмів, які споживають кисень - аеробів, розкладання органіки йде повільно. Поступово накопичуючись, вони утворюють торф. Великі запаси торфу характерні для боліт, заболочених лісів, тундрових спільнот. Торфонакопления є особливо актуальним в північних регіонах, де холодність і перезволоження грунтів взаимообусловливают і доповнюють один одного.

Вода (25-30%) в грунті представлена ​​4 типами: гравітаційної, гигроскопической (пов'язаної), капілярної і парообразной.

Гравітаційна - рухома вода, займають широкі проміжки між частинками грунту, просочується вниз під власною вагою до рівня грунтових вод. Легко засвоюється рослинами.

Гігроскопічна, або пов'язана - адсорбируется навколо колоїдних частинок (глина, кварц) грунту і утримується у вигляді тонкої плівки за рахунок водневих зв'язків. Звільняється від них при високій температурі (102-105 ° С). Рослинам вона недоступна, не випаровується. У глинистих ґрунтах такої води до 15%, в піщаних - 5%.

Капілярна - утримується навколо грунтових частинок силою поверхневого натягу. За вузьким порам і каналах - капілярах, піднімається від рівня грунтових вод або розходиться від порожнин з гравітаційної водою. Краще утримується глинистими грунтами, легко випаровується. Рослини легко поглинають її.

Пароподібна - займає всі вільні від води пори. Випаровується в першу чергу.

Здійснюється постійний обмін поверхневих ґрунтових і ґрунтових вод, як ланка загального кругообіг води в природі, який змінює швидкість і напрямок в залежності від сезону року і погодних умов.

Будова ґрунтового профілю

Будова грунтів неоднорідне як по горизонталі, так і по вертикалі. Горизонтальна неоднорідність грунтів відображає неоднорідність розміщення почвообразующих порід, положення в рельєфі, особливості клімату і узгоджується з розподілом по території рослинного покриву. Для кожної такої неоднорідності (типу грунтів) характерна своя вертикальна неоднорідність, або грунтовий профіль, що формується в результаті вертикальної міграції води, органічних і мінеральних речовин. Профіль цього являє собою сукупність шарів, або горизонтів. Всі процеси грунтоутворення протікають в профілі з обов'язковим урахуванням його розчленування на обрії.

Екологічні групи ґрунтових організмів

Виходячи зі ступеня рухливості і розмірів, вся ґрунтова фауна згрупована в наступні три екологічні групи:

Мікробіотіп, або мікробіота (не плутати з ендеміком Примор'я - рослиною мікробіотою перекрестнопарной!): Організми, що представляють проміжну ланку між рослинними і тваринними організмами (бактерії, зелені і синьо-зелені водорості, гриби, найпростіші одноклітинні). Це водні організми, але дрібніше мешкають у воді. Живуть в порах грунту, заповнених водою - мікроводоемах. Основна ланка детритной харчового ланцюга. Можуть висихати, а з відновленням достатньої вологості знову оживають.

Мезобіотіп, або мезобіота - сукупність дрібних, легко витягується з грунту рухомих комах (нематоди, кліщі (Oribatei), дрібні личинки, ногохвостки (Collembola) і ін. Дуже численні - до мільйонів особин на 1м2. Харчуються детритом, бактеріями. Користуються природними порожнинами в грунті, самі не риють собі ходів. При зниженні вологості йдуть углиб. Пристосування від висихання: захисні лусочки, суцільний товстий панцир. "Паводки" мезобіота перечікує в бульбашках грунтового повітря.

Макробіотіп, або макробіота - великі комахи, дощові черв'яки, рухливі членистоногі, що живуть між підстилкою і грунтом, інші тварини, аж до риють ссавців (кроти, землерийки). Переважають дощові черв'яки (до 300 шт / м2).

Кожному типу грунтів і кожному горизонту відповідає свій комплекс живих організмів, що беруть участь в утилізації органіки - едафон. Найбільш численним і складним складом живих організмів мають верхні - органогенні шари-горизонти (рис. 4). У иллювиальном мешкають тільки бактерії (серобактерии, азотфіксуючі), що не потребують кисні.

За ступенем зв'язку з місцем існування в едафон виділяються три групи:

Геобіонти - постійні мешканці грунту (дощові черв'яки (Lymbricidae), багато первічнобеськрилиє комахи (Apterigota)), з ссавців кроти, слепиши.

Геофіли - тварини, у яких частина циклу розвитку проходить в іншому середовищі, а частина - в грунті. Це більшість літаючих комах (саранові, жуки, комарі-долгоножки, капустянки, багато метеликів). Одні в грунті проходять фазу личинки, інші - фазу лялечки.

ГЕОКС - тварини, іноді відвідують грунт як укриття або притулку. До них відносяться всі ссавці, що живуть в норах, багато комах (таргани (Blattodea), Клопи (Hemiptera), деякі види жуків).

Особлива група - псаммофіти і Псаммофіли (мармурові хрущі, мурашині леви); адаптовані до сипучих пісках в пустелях. Пристосування до життя в рухомий, сухий середовищі у рослин (саксаул, піщана акація, костриця піщана і ін.): Додаткові корені, сплячі бруньки на коренях. Перші починають рости при засипанні піском, другі при здуванні піску. Від занесення піском рятуються швидким зростанням, редукцією листя. Плодам властива летючість, пружинистість. Від посухи оберігають піщані чохли на коренях, обкоркування кори, сильно розвинені коріння. Пристосування до життя в рухомий, сухий середовищі у тварин (вказані вище, де розглядався теплової і вологий режими): мінують піски - розсовують їх тілом. У риють тварин лапи-лижі - з наростами, з волосяним покровом.

Основними показниками властивостей ґрунту, що відображають можливість її бути середовищем існування для живих організмів, є гідротермічний режим і аерація. Або вологість, температура і структура грунту. Всі три показника тісно пов'язані між собою. З підвищенням вологості підвищується теплопровідність і погіршується аерація грунтів. Чим вище температура, тим сильніше йде випаровування. Безпосередньо з цими показниками пов'язані поняття фізичної і фізіологічної сухості грунтів.

Фізична сухість звичайна місце при атмосферних засухах, в зв'язку з різким скороченням надходження води через тривалу відсутність опадів.

У Примор'ї такі періоди характерні для пізньої весни і особливо сильно виражені на схилах південних експозицій. Причому при однаковому положенні в рельєфі і інших подібних умовах зростання, чим краще розвинений рослинний покрив, тим швидше настає стан фізичної сухості.

Фізіологічна сухість - більш складне явище, воно обумовлено несприятливими умовами середовища. Полягає в фізіологічної недоступності води при достатньому, і навіть надмірному її кількості в грунті. Як правило, фізіологічно недоступною стає вода при низьких температурах, високих засоленості або кислотності ґрунтів, наявності токсичних речовин, нестачі кисню. Одночасно недоступними стають і розчинні у воді елементи живлення: фосфор, сірка, кальцій, калій і ін.

Через холодності грунтів, і зумовленими нею перезволоженням і високою кислотністю, фізіологічно недоступні Кореневласні рослинам великі запаси води і мінеральних солей в багатьох екосистемах тундри і северотаежних лісів. Цим пояснюється сильне пригнічення в них вищих рослин і широке поширення лишайників і мохів, особливо сфагнових.

Одним з важливих пристосувань до суворих умов в едасфере є мікорізного харчування. Практично всі дерева мають зв'язок з грибами-мікорізообразователей. Кожному виду дерева відповідає свій мікорізообразующій вид гриба. За рахунок мікоризи збільшується активна поверхня кореневих систем, а виділення гриба корінням вищих рослин легко засвоюються.