Экология

товом).

Океаническая земная кора имеет толщину до 5 – 10 км. Она находится под морскими водами, если их глубина больше 3,5 км, и также подразделяется на три слоя: верхний (не менее 1 км) – осадочный, средний – в основном базальтовый, и нижний – сложенный габбро и серпентинитами

– ультраосновными породами с содержанием кремнезема менее40 %. С глубиной температура горных пород повышается и в верхней мантии под материковой корой она предполагается 600 – 700 ºС. На нижней границе астеносферы, на глубине 250 – 350 км, температура 1500 – 1600 ºС. Земля изучена на глубине до 20 км.

Каждая географически обособленная территория имеет характерную для нее биоту, т.е. присущий ей набор растений и животных – флору и фауну.

Плодородная часть земли называется почвой.

14.2. Почвы

До исследований русского ученого– основателя почвоведения Докучаева В.В., многие ученые считали, что почвы образуются из морского ила. Эта «морская» гипотеза господствовала и в ХIХ .в Докучаев В.В. установил, что почва (педосфера) – результат совместного действия на горные породы воды, воздуха и различных организмов, а также температуры воздуха, состава подстилающих материнских горных пород. Он писал, что «почва – не живое, но и не мертвое природное тело», биокосное тело. Почва – один из важнейших природных ресурсов. Мощность почвы – до 2 – 3 м. Вернадский В.И. назвал почву «благородной ржавчиной Земли».

14.2.1.Строение почвы

Вразрезе почва состоит из: подстилки, перегноя, слоя вымыва-

ния, слоя

накопления

минеральных

солей, подпочвы (рис.14.1).

129

			Экология
Рис.14.1. Обобщенный почвенный профиль:			Рис. 14.2. Строение почвенного профиля:
1		– подстилка; 2 – пахотный слой;	а – обычный недифференцированный;
3 – зона выщелачивания; 4 – подпочва;			б–дифференцированный
5		– материнская порода; 6 – коренная порода

Подстилка (А0) представлена свежеопавшими листьями, органическими остатками и частично разложившимся органическим веществом.

Пахотный слой (А) включает гумус, корни растений, живые организмы и некоторые минералы неорганического происхождения.

Зона выщелачивания (вымывания) (А1, а по международной классификации – Е) характеризуется тем, что здесь происходит нисходящее передвижение (вынос) растворенных или взвешенных веществ.

Подпочва (В1, В2, В3) – зона, куда из вышележащих зон вымываются вещества (легкорастворимые соли, карбонаты, коллоиды, гипс и пр.).

Материнская порода (С, Д или по международной классифи-

кации – R) – слабо затронутая почвообразованием горная порода (гранит, известняк, песок, лессовидные суглинки).

Коренная порода – горная порода, где просачивание возможно только по трещинам или разломам.

Различают 2 типа строения почвенного профиля: недиф-

ференцированный (обычный) и дифференцированный.

В обычном профиле генетические горизонты постепенно сменяют друг друга сверху вниз: А – гумус; В – изменение материнской породы; С – слабо затронутая почвообразованием материнская горная порода. Таким образом, это профили типа А–В–С.

Дифференцированный профиль построен сложнее: под гумусом А находится осветленный горизонт выноса вещества Е, а еще ниже горизонт В накопления вынесенных сверху веществ. Таким образом, это профиль типа А–Е–В–С. При образовании почвы из горной породы горизонты формируются сразу, и профиль развивается как единое целое. Поэтому плодородие почвы определяется свойствами не одного горизонта; например, гумуса, а профилем почвы в целом.

Мощность профиля от нескольких сантиметров(у примитивных горных и пустынных почв) до 1 – 2 м у почв равнин, а у некоторых почв (тропических) она достигает нескольких метров.

130

Экология

14.2.2. Структура почвы

Профиль, горизонты, структура – это макростроение почвы, видимое визуально.

В горизонте А структура обычно округлая, комковатая или зернистая, в Е – плитчатая или пластинчатая; в В – призмовидная и иногда столбчатая или карандашная (рис. 14.3)

Рис. 14.3. Структура почв

Каналы и трещины общего объема почвы составляют 30–50 %.

14.2.3. Факторы почвообразования

Важными факторами почвоообразования являются: климат (тепло, энергия); рельеф (с изменением высоты местности меняется водный и тепловой режимы почвы); возраст (сотни, тысячи лет); почвообразующие породы (от характера материнских пород зависят физические свойства почвы – водо-воздухо-проницаемость, водоудерживающая способность); растения (опады, лесная подстилка); хозяйственная деятельность человека; животные (биофаги – питающиеся живым и сапрофаги-нематоды, дождевые черви – питающиеся мертвым органическим веществом (растениями), т.е. простейшие, черви, насекомые, кроты, суслики; микроорганизмы: некоторые виды сине-зеленых водорослей, микроскопические водоросли, грибы и бактерии(разрушающие токсичные продукты обмена высших растений; азотфиксирующие бактерии – свободноживущие и клубеньковые.

Главные факторы почвообразования представлены на рис.14.4.

Выветривание	Климат	Рельеф	Растения	Человек
		П О Ч В А
Подземные воды	Микроорганизмы		Животные почвы
	Рис. 14.4. Факторы почвообразования

131

Экология

В своем развитии и формировании почвы проходят несколько этапов.

Молодые почвы являются обычно результатом выветривания (разрушения и измельчения) материнских горных пород или переноса отложения осадков (например, аллювия). Сначала на них поселяются микроорганизмы, пионерные растения – лишайники, мхи, мелкие животные. Постепенно внедряются другие виды растений и животных, состав биоценоза усложняется, между минеральным субстратом и живыми организмами возникает целая серия взаимосвязей. В результате формируется зрелая почва, свойства которой зависят от исходной материнской породы и климата.

Процесс развития почвы заканчивается, когда достигается равновесие, соответствие почвы с растительным покровом и климатом, т.е. возникает состояние климакса.

Каждому типу почв соответствуют определенные типы растительных сообществ.

14.2.4. Функции почвы

Основные функции почвы:

1)почва активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе, поддерживая газовый состав атмосферы Земли; регулирует

химический состав атмосферы и гидросферы(поглощается О2, выделяется СО2) – происходит дыхание почвы;

2)обеспечение жизни на земле благодаря почвенному плодородию; накопление на земной поверхности активного органического вещества (гумуса);

3)поддержание постоянного взаимодействия большого и малого круговоротов веществ; участие в малом круговороте: растения (берут из почвы Р, К, Са) ––> животные ––> микроорганизмы (элементы возвращаются в почву при разложении отмирающих организмов); участие

вбольшом геологическом круговороте: из почвы ––> (с атмосферными осадками) в грунтовые воды ––> реки ––> океан (из веществ образуются морские осадочные горные породы, которые разрушаются ––> в почвы.

4)экологическая (регулирование биосферных процессов, в частности, плотности живых организмов на Земле, если почва плотная, кислая, щелочная, влажная, сухая);

5)санитарная (разложение мертвых органических остатков до неорганических).

132

Экология

14.2.5. Состав почвы

Состав почвы может быть: фазовым, гранулометрическим (механическим), химическим, минералогическим, агрегатным.

Фазовый состав зависит от соотношения между твердыми частицами, агрегатами и порами. Чем структурнее почвы, тем больше в ней пор (воды, воздуха). Почва представляет собой3-х фазную систему: 1– твердая; 2 – жидкая; 3 – газообразная.

Гранулометрический состав почвы – это соотношение в ней твердых частиц разного размера. Камни (> 3 мм), гравий (1 – 3 мм),

песок (0,05 – 1 мм), пыль (0,001 – 0,05 мм), ил (< 0,001 мм). Все части-

цы крупнее 1 мм составляют скелет почвы, а мельче 1 мм – мелкозем. По соотношению частиц разного размера почвы делятся: на песчаные, супесчаные – (легкие), суглинистые и глинистые – (тя-

желые).

Представим групповую классификацию почв по их механической структуре в виде табл. 14.1.

Таблица 14.1 Групповая классификация почв по механической структуре

Глинистые частицы размером менее	Наименование почв в зависимости
0,01 мм в % от общей массы почвы	от их механической структуры
Более 80 %	Тяжелая глина
60-80 %	Средняя и легкая глина
45-60 %	Тяжелый суглинок
30-45 %	Средний суглинок
20-30 %	Легкий суглинок
10-20 %	Супесь
5-10 %	Слипшийся песок
менее 5 %	Рыхлый песок

Химический состав почв различается в разных природных условиях. Во влажных тропиках и субтропиках почвы обогащены оксидами Fe и Al, меньше K, Na, Ca, Mg. В пустынях и полупустынях богаты CaCO3, CaSO4, Na2SO4, NaCl. Песчаные почвы богаты SiO2.

Химический состав почвы изменяется по горизонтам почвенного профиля. Первичные почвенные минералы(кварц, полевые шпаты, слюды), вторичные (глинистые, соли, оксиды Fe, Al, Mn).

Минералогический состав зависит от исходной горной породы, из которой почва образовалась. Есть и новообразованные минералы. В песчаной почве 90 – 95 % кварца, в глинистой 50 – 70 % вторичных почвенных минералов. В пустынях накапливается известь в виде кальцитов.

Агрегатный состав характеризует структуру почвы (соотношение

133