3. Функции педосферы:

1. Обеспечение существования жизни на Земле.

- из почвы растения, а через них животные и человек получают элементы питания и воду;

- почва, отличаясь относительно мягким микроклиматом, является средой обитания большинства жи­вых организмов планеты;

- состав почвенного воздуха близок к составу атмосферы Земли в ранние этапы развития биосферы, поэтому много­численные организмы находят эту среду обитания наиболее благопри­ятной для жизни, особенно на начальных стадиях развития;

- почвенной средой смягчаются изменения климата на Земле, поэтому в ней создались условия для постепенной адаптации и эволюции живых организмов;

- в почве живые организмы находят необхо­димые для жизнедеятельности вещества и энергию, сосредоточенные в значительной степени в специфическом почвенном веществе - гумусе;

2. Обеспечение постоянного взаимодействия биологического и геологического круговоротов веществ на земной поверхности.

- почва является начальным звеном великого планетарного круговорота химических элементов;

- на почве замыкаются абиотические массо- и энергообменные, а также трофические цепи;

- на суше, в системе почва - организмы, существует общепланетарный циклический обмен энергией и веществом, который заключает поглощение, переход в состав органического вещества и за­тем минерализацию биогенных элементов;

- в почве биогенные эле­менты включаются в биологический круговорот замедляя свое движение по большому геологическому круговороту.

3. Регулирование химического состава атмосферы, гидросферы и литосферы.

- почвенный воздух, богатый углекислым газом, регулирует содержание его в атмосфере;

- вся влага атмосферных осадков, выпадающая на поверхность суши и поступающая в моря и океаны, проходит через почву, оставляя здесь часть элементов и обогащаясь веществами из почвы;

- почвенный покров Земли находится в постоянном взаимодействии с литосферой, здесь активнейшим образом происходят процессы выветривания и переотложение материала.

4. Регулирование биосферных процессов.

- плотность жизни на Земле в значительной степени связана с почвенным плодородием, с ее свойствами, определяющими ее как среду обитания живых организмов.

5. Аккумуляция активного органического вещества и связанной с ним химической энергии.

- в масштабе планеты на суше ежегодно вовлекается в биогенный круговорот до n· 10⁸ т элемен­тов питания растений;

- большая часть минеральных веществ ежегодно возвращается в почвы вследствие разложения фитомассы;

- этот грандиозный процесс является главной двигательной силой в почво­образовании, в создании плодородия почв и оформлении гумусовой оболочки на суше.

4. Почвообразование и эволюция почв

Почвообразование — это сложный процесс преобразования горных пород под влиянием органических веществ, образующихся при участии микроорганизмов (бактерии, грибки) из отмирающих наземных растений, почти сплошным покровом одевающих сушу.

Отмирающие корни растений - основной источник поступления в почву органического вещества, из которого образуется перегной, окрашивающий почву в темный цвет до глубины массового распространения в ней корневых систем. Извлекая элементы питания с глубины несколько метров и отмирая, растения вместе с органическим веществом накапливают элементы азотного и минерального питания в верхних горизонтах почвы. При этом травянистые растения извлекают минеральных веществ из почвы больше, чем древесные.

Каждой растительной формации соответствует комплекс микроорганизмов разного видового состава, меняющегося с изменением почвообразования.

Между почвообразовательным процессом и организмами почвы существует теснейшая связь. Корни растений, как муфтой, одеты живым слоем микробных клеток - бактерий и грибов, полезных и вредных. Отмирающая зеленая растительность разлагается бактериями и грибами. Микроорганизмы энергично изменяют не только органическую, но и минеральную часть почвы.

Больше всего микроорганизмов в поверхностных горизонтах почвы (10 см). Книзу количество их убывает; на глубине нескольких метров почва относительно стерильна. Наиболее благоприятна для микробиологических процессов температура от 20 до 40^оС.

Черви и личинки перемешивают почву, вынося землю наверх из глубоких слоев, и обогащают ее органическим веществом. Почвенная масса, прошедшая через кишечник дождевых червей, обогащается азотом и кальцием, приобретает большую емкость поглощения. Следовательно, дождевые черви улучшают химические и физические свойства почвы, увеличивая пористость, аэрацию и влагоемкость ее. В сильно кислых и щелочных, заболоченных или очень сухих почвах дождевых червей нет.

Почвообразование – один из ведущих биосферных механизмов. Его эволюция тесно связана с основными этапами становления биосферы, развитие которой было направлено на последовательное освоение биотой, прежде всего зелеными растениями, всех сфер земной оболочки: гидросферы, атмосферы и литосферы.

Этот магистральный путь взят за основу деления истории биосферы на три периода: гидроземный, атмоземный и литоземный. Каждому периоду соответствовало появление определенной формы почвообразования: гидроземному – подводной, атмоземному – болотной, литоземному – сухопутной.

Борис Борисович Полынов (1877—1952) — советский ученый, специалист в области почвоведения, рассматривал стадии скального почвообразования как общую схему эволюции почв:

1 – скалы заселяются бактериями, способными извлекать из минералов элементы, изменяя их формы миграции и накопления, образу вторичные глинистые минералы, мелкозем;

2 – затем появляются диатомеи и низшие грибы, позже – простейшие и лишайники, которые обладают способностью не только химически, но и механически разрушать скалы;

3 – мхи окончательно готовят почвенную среду для заселения высшими растениями.

Таким образом, низшие формы организмов обеспечивают условия существования для более высокоорганизованных растений.

Виктор Абрамович Ковда (1904-91) - российский почвовед, связывает историческое развитие почв с преобразованиями биологического круговорота, возникающими в результате эволюции автотрофов и их экспансии на поверхности Земли. Он выделил следующие этапы почвообразования:

1 – скальный почвообразовательный процесс, или первичное биогеохимическое выветривание;

2 – первичный почвообразовательный процесс;

3 – лесное и болотное тропическое почвообразование;

4 – возникновение луговых и черноземных почв;

5 – формирование современных почв.

В общем виде историю эволюции почв можно представить следующим образом:

- приблизительно 0,5 млрд. лет назад одновременно с возникновением жизни на суше (выход на сушу цианобактерий и некоторых групп водорослей) на поверхности Земли возникли самые первые примитивные почвы;

- около 400 млн. лет назад на побе­режьях в условиях высокого увлажнения поя­вились псилофиты, растения не имевшие корней, и на Земле стали фор­мироваться самые древние болотные почвы;

- около 350 млн. лет назад обширные территории суши заняли папоротники и хвощи, имеющие настоящие корни, и под ними стали формироваться почвы, близкие тем, кото­рые господствуют сейчас в тропических и субтропических влажных лесах;

- в период 285-230 млн. лет назад в обширных областях планеты установился сухой пустынный климат, а в некоторых - холодный, влажный, сходный с таежным, в следствии чего, появились пустынные почвы, а также почвы су­хих саванн и солончаки;

- приблизительно 190 – 65 млн. лет назад, когда получили развитие покрытосеменные растения, начали развиваться современные почвенные зоны;

- около 40 млн. лет назад возникли новые природные ланд­шафты - степи и появились степные почвы черноземного и каштано­вого типа;

- в период 1,5 млн. – 11 тыс. лет назад, когда образовалась тундра, появились тунд­ровые почвы и сфагновые торфяники.

Современный почвенный покров частично сформирован после таяния ледников, частично унаследован от доледникового периода.