Почвенная биота

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3

Глава 1. ПОЧВЕННАЯ  БИОТА…………………………………………………4

1. Система таксонов живой природы……………………………….4
2. Высшие растения………………………………………………….6
3. Почвенные водоросли…………………………………………….8
4. Общая характеристика почвенных животных………………….11
5. Таксономические группы почвенной фауны и их экологические

функции…………………………………………………………...15

1.5.1.Простейшие………………………………………………………..15

1.5.2.Черви……………………………………………………………….17

1.5.3. Моллюски…………………………………………………………21

1.5.4. Тихоходки………………………………………………………...22

1.5.5. Членистоногие……………………………………………………22

              1.5.6. Млекопитающие………………………………………………….23

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..24

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………....26

 

ВВЕДЕНИЕ

 Без огромного и сложного  мира живущих в почве существ нет и не может быть самой почвы, а без почвенного покрова не могла бы развиваться биосфера Земли как единая целостная планетарная оболочка.

Почвенный покров нашей планеты  обеспечивает жизнь растений и служит огромной фабрикой по переработке их мертвых: остатков. С другой стороны, «живое вещество», по образному выражению В. И. Вернадского, само создает почву. Состав этого» «живого вещества» почв, его «неделимых частей» — организмов», их популяций и сообществ, работу и результаты их деятельности изучает наука биология почв.

Биология почв — комплексная  наука, родившаяся на стыке разных разделов биологии и почвоведения. Она включает почвенную зоологию и протистологию, альгологию и микологию, микробиологию и биохимию. Она изучает процессы и явления, которые составляют область исследований генетического почвоведения" (происхождение и развитие почв, образование гумуса, формирование почвенного профиля и др.), физики и химии почв (роль, микроорганизмов в образовании водопрочных агрегатов почв, в. разрушении структуры; превращение отдельных элементов, их аккумуляция и др.), географии почв (разработка принципов и методов биологической диагностики и классификации почв), агрохимии и земледелия (почвенное плодородие и питание растений).

Методологические особенности биологии почв проистекают из того, что она не только описывает явления, но и расшифровывает механизмы протекающих в почве процессов, их биохимическую сущность. Будучи тесно связанной с другими разделами почвоведения, биология почвы имеет свои объекты исследования, специфические проблемы и арсенал необходимых для их решения методов, что ставит ее в ряд самостоятельных наук в общей системе биологических знаний.

Истоки зарождения биологии почв прослеживаются в конце прошлого и начале нашего века, когда был заложен фундамент двух наук — почвоведения и микробиологии.

Становление и развитие новой науки, рождающейся на стыке других ранее  сформировавшихся наук, всегда связано  с возникновением новых идей. История любой науки — это история идей, история их рождения, утверждения и развития.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. ПОЧВЕННАЯ БИОТА

1.1. Система таксонов живой природы

Живую часть почвы можно рассматривать  как «живое вещество», по В. И. Вернадскому, если оценивать влияние организмов на почву с позиции общих геохимических законов. Однако интегральные модели всегда требуют предварительного анализа отдельных частей — слагающих системы. Такими слагающими живого вещества почвы выступают многочисленные популяции и группы популяций разнообразных организмов, которые различаются по экологическим функциям и таксономическому положению. Они объединяются общим понятием «почвенная биота».

Знакомство с наиболее активной частью почвы — биотой — мы начнем с рассмотрения принципов деления  всего живого нашей планеты на самые крупные таксономические группы — царства природы.

В современной биологии нет твердо установившегося единого мнения о подразделении живого мира на уровне царств.

Широкую известность получила пятицарственная  система Виттэкера. Наряду с выделением Procaryotae в качестве самостоятельного царства он дифференцирует эукариоты по двум уровням организации: одноклеточному (Protista) и многоклеточному (Plan-tae, Animalia и Fungi). В царство Protista он включает простейших и некоторые водоросли, выделяя грибы в самостоятельное царство Fungi.

Если исходить из двух главных характеристик  живых существ — способа питания и типа строения (организации клетки и надклеточной организации), то четко выделяются три типа того и другого. Их сочетания при перекрещивании дают девять вариантов, два из которых не нашли своего выражения, т. е. относятся к «запрещенным» (рис. 1). Тогда мы получаем сетку с семью заполненными клетками, что соответствует разным группам живых существ. Организмы с фототрофным типом питания, составляющие экологическую группировку первичных продуцентов органического вещества на Земле, разделяются по всем трем уровням организации. Высшие многоклеточные организмы с тканевым строением и эукариотическим типом клеток составляют царство растений (Plantae). Одноклеточные и многоклеточные (но не тканевые) фотосинтезирующие организмы с эукариотической клеткой — водоросли — также включаются в царство Plantae. Сине-зеленые, ранее объединяемые с водорослями, а в настоящее время признаваемые как бактерии, имеют прокариотный уровень организации и попадают в царство Procaryotae.

Среди гетеротрофов — потребителей органического вещества — известно два типа питания: абсорбционный (осмотрофный) и голозойный (переваривание твердых  частиц). Организмы с первым типом  питания составляют экологическую группу редуцентов-разлагателей, со вторым — консументов-потребителей. К осмотрофам относятся одноклеточные и мицелиальные организмы, а именно - бактерии и грибы. Это основные разлагатели всех органических остатков, заключительное звено в биологическом круговороте веществ. Они имеют микроскопические размеры и сосредоточены в основном в почвах. Консументное звено представлено животными двух уровней организации — многоклеточными с тканевым типом строения и одноклеточными простейшими. Из выделенных семи групп формируются четыре царства живой природы:

1. Растения (Plantae) — фотосинтезирующие организмы-эукариоты (от одноклеточных водорослей до сосудистых растений с тканевым строением тела); первичные продуценты органических веществ.
2. Животные (Animalia) — эукариотические организмы с голозойным типом питания: от одноклеточных простейших до сложных организмов с тканевым строением тела и наличием специализированных органов; потребители органических веществ ;на разных трофических уровнях.

 

Экологические группы		Продуценты	Редуценты	Консументы
Тип питания:		Автотрофный	Гетеротрофный
		Фотосинтез
Тип строения	Эукариоты; тканевые	Растения		Животные
	Эукариоты; одноклеточные и многоклеточные	Plantae Водоросли	Mycota  Грибы	Animalia  Простейшие
	Прокариоты; преимущественно одноклеточные	Фотобактерии  Скотобактерии  Архебактерии  Procaryotae

Рис. 1 Царства живой природы

 

 

3. Грибы (Mycota) — эукариотические организмы с абсорбционным типом питания, одноклеточные и мицелиальные, иногда образующие ложные ткани; главные разлагатели органических веществ.
4. Прокариоты (Procaryotae) — доядерные, преимущественно одноклеточные и нитчатые микроскопические организмы. По типу питания делятся на автотрофы и гетеротрофы. Соответственно в. экологических цепях выступают в роли либо продуцентов, либо редуцентов.

Кардинальный пересмотр классификации  высших таксонов живого мира произошел  в последнее время в связи  с обнаружением среди бактерий группы организмов со специфической макромолекулярной организацией клеток.

 

Таблица 1

Система высших таксонов живой природы

Надцарства	Царства
Прокариоты	Архибактерии  Цианобактерии Эаубактерии
Эукариоты	Растения  Животные  Грибы

 

Они были названы архебактериями, так как их считают одной из самых древних групп живых существ на нашей планете. С появлением нового царства архебактерии Прокариоты и эукариоты стали разделять на уровне надцарств. (табл. 1).

Разное строение, размеры и типы питания обусловливают различия в экологических функциях и местообитаниях представителей тех или иных царств живого мира в почвах и обеспечивают формирование из них сложных систем с многообразными типами связей и взаимоотношений.

Высшие растения развивают в  почве свои корневые системы, низшие растения — водоросли — живут  на поверхности почвы и в. верхних  слоях почвенной толщи. Животные разных размерных групп используют почву в качестве местообитания по-разному:

Одни живут в ней постоянно, заселяя ее поры, межагрегатные пространства и водные пленки; другие проделывают  в почве ходы, норы и пещеры, сильно изменяя ее сложение; третьи только временно уходят в почву, используя ее как убежище или место, где проходит стадия зимнего покоя. Простейшие, живя в почве, остаются гидробионтами, проявляя свою активность главным образом во влажной среде. Микроскопические организмы — грибы, бактерии, актиномицеты — прикрепляются к поверхности почвенных частиц и образуют на них более или менее сложные разрастания — колонии. Некоторые бактерии ведут подвижный образ жизни, активно передвигаясь в водных растворах, заполняющих капилляры.

Вся совокупность живых обитателей почвы постоянно претерпевает изменения во времени и пространстве, однако основной состав биоты каждой почвы несет особые свойственные данному типу почвообразования характерные черты и особенности функционирования.

Ниже мы рассмотрим почвенную биоту по таксономическим группам в порядке их экологического значения в биологическом .круговороте веществ: от продуцентов до разлагателей.

1.2. Высшие растения

Растения — основные первичные  продуценты, составляющие ядро наземных биогеоценозов. С продукции органического вещества начинается биологический круговорот на нашей планете. Он включает поступление элементов из почвы и атмосферы в растения, биосинтез ими полимерных веществ и последующее разложение мертвых остатков микроорганизмами с возвращением элементов в почву и атмосферу. В результате биологического круговорота происходит обогащение почвы органическим веществом, азотом, элементами минерального питания, которые вновь поступают в растения.

Биологический круговорот различается в разных природных зонах и классифицируется по комплексу показателей: биомассе растений, опаду, подстилке, количеству закрепленных в биомассе элементов и т. д. (табл. 2).

Таблица 2

Показатели биологического круговорота  в разных природных зонах  
(по Родину и Базилевич, 1965)

Показатели	Тундра		Лесная зона		Степи		Пустыня
	Арктическая	Кустариниковая	Ельники	Дубравы	Луговые	Сухие	Полукустарниковые	Эфемеровополукустарниковые
Биомасса, ц/га	50	280	3000	4000	250	100	43	125
Доля подземных организмов, %	70-83		22-24		68-85		До 90
Опад, зеленые части, ц/га	2,6	9	30	40	80	15	1	18
Подстилка, войлок, ц/га	35	835	300	150	120	15	-	-
Подстилочно-опадочный коэффициент (ПОК)	14	92	10	4	1,5	1	-	-

 

Общая биомасса наиболее высока в  лесной зоне, а доля подъемных органов в лесах наименьшая. В этой зоне значительная часть органических веществ накапливается в форме подстилки, особенно в хвойных лесах. Однако подстилочно-опадочный коэффициент не достигает высоких величин из-за большой доли опада и активной его переработки в результате деятельности микроорганизмов, особенно грибов. По сравнению с лесной зоной в тундре и пустынях, т. е. в крайних для жизни условиях, создается относительно небольшая биомасса с высокой пропорцией подземных органов, достигающей 90% в пустынной зоне. Резкие различия между тундрой и пустыней заключаются в накоплении мертвых растительных остатков, количество которых достигает максимальных величин в тундре и которые почти полностью отсутствуют в пустыне. Отношение подстилки к опаду в подзоне кустарничковых тундр наибольшее, что свидетельствует о слабо идущих процессах разложения отмирающих частей растений и опада.