Значение почвы для биологического круговорота химических элементов

Отмеченные различия химического состава неживой  природы и разных форм жизни (автотрофов и гетеротрофов) происходят из того, что при биогенном движении атомов происходит их преимущественное поглощение, либо наоборот игнорирование, на фоне высоких концентраций в неживой  природе. Это связано напрямую с  химией органических соединений. Те элементы, которые наиболее легко образуют химические связи с углеродом, накапливаются преимущественно в живых организмах (кислород и водород). Вторым фактором является доступность элемента в неживой природе. Чем меньше доступность элемента для биогенного цикла, тем меньше вероятность его вовлечения в биологический круговорот в химически активной форме.

Для всей живой природы выполняется один универсальный механизм функционирования – метаболизм (обмен веществ и энергии). Классическая биология трактует метаболизм как способ проявления и поддержания жизни путём взаимодействия двух противоположно направленных процессов: анаболизма и катаболизма [6].

В реальных экосистемах  происходит регулярный обмен всего  набора химических элементов, входящих в состав биоты. У каждого элемента своя траектория и характерное время  круговорота. Для осуществления  функции метаболизма природная  экосистема имеет не два (как клетка или организм), а три функциональных блока:

- блок анаболизма (превращает минеральную массу  в фитомассу с помощью солнечной  энергии, часть фитомассы превращается  в зоомассу; и микробиомассу);

- блок катаболизма  (превращает некромассу в минеральную  массу, при этом часть минеральной  массы, взаимодействует с продуктами  полураспада, образуя почвенный  гумус, выполняющий в экосистеме  одновременно три функции: накопителя, хранителя и дозатора элементов  минерального питания фитоценоза);

- блок некроболизма (превращает биомассу в некромассу, при этом часть вещества направляется  в генеративные органы на возрождение потомства).

Каждый блок представляет взаимодействие двух противоположно направленных процессов. Блок анаболизма представляет взаимодействие процессов фотосинтеза и дыхания, а в общем случае биосинтеза и экскреции. Блок некроболизма – взаимодействие процессов некроза и возрождение жизни. Блок катаболизма – взаимодействие процессов минерализации и гумификации некромассы.

По существу биологический  круговорот или обмен вещества и  энергии в экосистеме происходит между живой и мёртвой биомассой. Однако фитоценоз в процессе анаболизма способен принимать от педоценоза только минеральные вещества в форме газов и растворов солей, высвобождаемые в процессе катаболизма. В связи с этим в структуре экосистемы, кроме живой биомассы и мёртвой биомассы (некромассы) выделяется минеральная масса как предмет обмена вещества между педоценозом (почвой) и фитоценозом (растительностью) [6].

Заключение

В природных экосистемах  имеется взаимосвязь: почва обеспечивает растения биогенами, растения обеспечивают почву детритом, почвенную экосистему – пищей, защищают почву от эрозии, сокращают потерю воды от испарения  и не препятствуют инфильтрации. Взаимосвязь  между почвой и растительностью  – динамическое равновесие, а не стационарное состояние (меньше гумуса → меньше растений → меньше детрита  → меньше гумуса и т. д.).

Почва как многокомпонентная  система всегда является центром  биологического круговорота. Она обесᴨечивает  его протекание работой различных  механизмов. Среди них не только механизм выветривания, снабжающий питательными элементами живые организмы на ранних стадиях круговорота, но и механизм удержания биофильных элементов, что  обусловливается глинными минералами. В почве создаются и удерживаются новые биогенные тела природы, причем возобновляемые, такие как подстилка  и гумус, чью роль в круговороте  трудно ᴨереоценить. Последние обесᴨечивают  длительный ᴨериод нормальное функционирование наземных экосистем и высокую  продуктивность. Почва одновременно может являться транзитной системой для поступления биофильных элементов, участвующих в круговороте. Таким  примером является внеландшафтное поступление  веществ из атмосферы, а также  из почвенно-грунтовых вод или  поступление элементов с латеральным  потоком. В жёстких экологических  условиях, например, в северной тайге  или тундре не случайно более высокая  продуктивность обнаруживается в условиях склоновых, часто полугидроморфных ландшафтов, где осуществляется дополнительное поступление биофильных элементов  с латеральным потоком. В связи  с этим биологический круговорот осуществляется не только на фоне различных ᴨетрографических матриц, но и различных  условий функционирования почвы. Функционирование почвы может быть не только дополнительным фактором обесᴨечивающим цикличность  круговорота, но и зачастую ведущим, причём на разных уровнях организации  биосферы [3].

Список литературы

1. Арустамов Э.А. Природопользование. Учебник. Издательский дом "Дашков и Ко". М – 2000.
2. Валова В.Д. Основы экологии. Издательский дом "Дашков и Ко". М – 2001.
3. Васильевская В. Д., Богатырёв Л. Г. Функции почв как основного звена в цикле биологического круговорота веществ и устойчивость наземных экосистем. – Структурно-функциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере. – М.: Наука, 2003. – С. 174–188.
4. В.А. Вронский. Прикладная экология. Учебное пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 1996. – 512 с.
5. Карпачевский Л. О. Экологическое почвоведение. - М.: ГЕОС, 2005 – 335 с.
6. Керженцев А. С. Функциональная экология. - М.: Наука, 2006. – 259 с.
7. Родин Л.Е., Ремезов Н.П., Базилевич Н.И. Методические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах – Л.: Наука, 1968. – 143 с.
8. http://www.bibliofond.ru/
9. http://gendocs.ru/v6961/
10. http://www.fos.ru/ecology/
11. http://referatwork.ru/