1.3. Ґрунт і рельєф

Ґрунт являє собою особливе (биокосное) природне тіло, що утвориться на поверхні суши в результаті тривалої взаємодії почвообразующих порід, клімату, живих організмів у певних умовах рельєфу й (у багатьох випадках) при антропогенному впливі. Властивості ґрунту значно впливають на умови життя наземних організмів й у першу чергу рослин. Властивості ґрунту (і взагалі – субстрату) поєднують під загальною назвою эдафические фактори середовища.

Ппро досить утилітарне визначення В.Р. Вільямса, ґрунт - це пухкий поверхневий обрій суши, здатний робити врожай рослин. Таким чином, найважливішою властивістю ґрунту прийнято вважати її родючість.

Ґрунт - многофазно-твердофазная середовище, що включає тверді, рідкі, газоподібні компоненти й биоту - сукупність організмів. Вона багато в чому являє собою продукт фізичного, хімічного й біологічного вивітрювання гірських порід під впливом клімату, рослин, тварин, мікроорганізмів, хоча в ній є ознаки й більше високої організації - надпородного розвитку.

Фізичні властивості ґрунту(щільність, вологість, теплопровідність й ін.) визначаються її механічним складом – співвідношенням піщаних і глинистих часток; змістом органічної складової й інших компонентів.

Найважливіша функція ґрунту - забезпечення рослин водою й мінеральним харчуванням. Розрізняють біологічно доступну - вільно, що пересувається по капілярах ґрунту воду, і біологічно недоступну воду, утримувану ґрунтовими частками так міцно, що рослини не можуть неї засвоїти. Розрізняють фізичну й фізіологічну сухість ґрунту. При фізичній сухості в ґрунті спостерігається недолік вологи, при фізіологічній сухості вода в ґрунті втримується, але не може засвоюватися рослинами через високу солоність, кислотності або при поганій аерації, низькій температурі, що порушують нормальну фізіологічну функцію кореневої системи.

Хімічні властивостіґрунту залежать від змісту розчинних і потенційно розчинних мінеральних й органічних речовин. Показник концентрації іонів водню в ґрунті (рн) може розрізнятися для різних типів ґрунтів. Лісові типи ґрунтів мають кислу реакцію середовища, степові - близьку до нейтрального або лужну реакцію. Флора ґрунтів з нейтральною реакцією середовища особливо багата видами. Вапнян і засолені мають лужну реакцію із рн 8-9, а торф'яні - кислу із рн до 4: на цих ґрунтах розвивається специфічна рослинність.

У ґрунті живе безліч видів рослинних і тваринних організмів, що впливають на її фізико-хімічні характеристики: бактерії, водорості, гриби, найпростіші одноклітинні, хробаки й членистоногие. Основні біохімічні процеси протікають у верхньому шарі ґрунту товщиною до 40 див, тому що він найбільш збагачений повітрям, органічними відходами продуцентів і консументов (детритом) і містить найбільша кількість мікроорганізмів у порівнянні з більш глибоко розташованими шарами.

Процес гумусообразования починається з руйнування й здрібнювання відмерлої рослинної маси й мертвої тваринної речовини. Цей процес здійснюється під впливом абиотических факторів (опади, перепади температур), тварин при обов'язковій участі грибів і бактерій. До таких тварин ставляться сапрофаги, що споживають мертву речовину; некрофаги, що харчуються трупами тварин; копрофаги, що знищують екскременти. Більшу роль у ґрунтоутворенні грають рухливі тварини. Вони розпушують ґрунт, створюють умови для її аерації, переміщають органічні й мінеральні речовини. Наприклад, дощові хробаки на лугових ґрунтах за рік викидають на поверхню до 80-90 т/га копрогенного матеріалу, степові гризуни переміщають нагору сотні кубометрів ґрунту.

Ґрунтових мешканців підрозділяють на три групи:

• мікробіотип, микробиота - ґрунтові мікроорганізми: зелені, синьо-зелені, діатомові водорості, бактерії, гриби й найпростіші;

• мезобиотип, мезобиота – численна (десятки й сотні тисяч особин на 1 м ²ґрунти) сукупність порівняно дрібних рухливих тварин, що витягають легко із ґрунту: ґрунтові нематоди, дрібні личинки комах, кліщі, ногохвостки й ін.;

• макробиотип, макробиота – великі комахи, дощові хробаки й ін. тварини. Найбільше значення мають дощові хробаки, що досягають чисельності до 300 экз. на 1 м².

Специфічні пристосувальні особливості виробилися в рухливі піски, що заселяють, рослин (псаммофиты) і тварин (псаммофилы). Растения-псаммофиты (ивашелюга) використають для закріплення рухливих пісків, що виникли, наприклад, у результаті перевипасу, при помилках при проведенні меліоративних робіт і т.п. Після закріплення піску псаммофитами створюються сприятливі умови для виростання інших рослин: соснових лісів на піщаних дюнах, баштанних культур на степових і пустельних пісках. При цьому самі псаммофиты знаходять для себе усе менше сприятливих умов і зникають (витісняються), що приводить до повної зміни рослинних асоціацій і тваринного населення.

Ґрунт складається з добре виражених шарів, що часто розрізняються по цвіті. Ці шари називаються ґрунтовими обріями, а послідовність обріїв від поверхні вглиб називається ґрунтовим профілем. Для автоморфных ґрунтів це, як правило, що випливають обрії:

• верхній обрій - обрій А (гумусовий), розділений на шари: підстилка (А0); гумусово-аккумулятивный (А1);

• вилужена (светлоокрашенная, тобто в цьому шарі частина мінеральних речовин і кислот, що офарблюють ґрунт гуминовых, вимиті або витягнуті рослинами) - це елювіальний обрій А2 (характерний для лісових ґрунтів);

• глибше обрію А розташований обрій В - иллювиальный, або обрій вмывания;

• ще нижче залягає материнська гірська порода З, з якої формується ґрунт.

Для помірних, полярних широт велике екологічне значення має сніжний покрив у зимовий час (його товщина, рыхлость), тому що він забезпечує благополучну зимівлю багатьох видів рослин і ґрунтових мікроорганізмів. Наземною твариною - кожному виду - властива певна критична глибина снігу, при якій йому стає важко пересуватися й добувати їжу.

Рельєф може створювати розмаїтість навколишніх умов у межах територій з однаковим кліматом. Зі збільшенням висоти на кожні 1000 м температура повітря знижується приблизно на 6^ос. У горбкуватій і сильно пересіченій місцевості її нахил й экспонированность сонячним променям визначають температуру, освітленість і вологість ґрунту. На крутих схилах ґрунту добре дренуються, що приводить до недоліку вологи для рослин, хоча в прилеглих низинних місцях ґрунт насичений вологою. Мікрорельєф захищає або, навпаки, підсилює вплив вітру.

Таким чином, орографические фактори роблять на біоценози не тільки пряме, але й непрямий вплив (орографія - морфологічний опис форм рельєфу). Вертикальні й горизонтальні особливості рельєфу обумовлюють різноманітні форми місцеперебувань, займаних біогеоценозами: суцільні простори для однорідних територій; стрічкові форми, пояси для різних рівнів схилів яру; локальний, острівний характер на ділянках мікрозападин, балок, бугрів і пагорбів, біля невеликих водойм й у них самих і т.п. Тому по профілі, розташованому від вершини вододілу до берега ріки або до дна яру, може бути представлено кілька різних біогеоценозів.