Екологічні особливості ґрунту як середовища існування
Грунт являє собою відносно тонкий пухкий поверхневий шар суші, що знаходиться в постійному контакті і взаємодії з атмосферою і гідросферою. Грунт, або педосфера. являє собою глобальну оболонку суші. Найважливішим властивістю грунту, яке відрізняє її від грунту, є родючість, тобто здатність багато в чому забезпечувати зростання і розвиток рослин, і вироблення ними первинного органічної речовини, необхідного для існування будь-якого біоценозу. Грунт, на відміну від літосфери, являє собою не просто сукупність мінералів і гірських порід, а є складною трифазної системою, в якій тверді мінерали оточені водою і повітрям. Вона містить безліч порожнин і капілярів, заповнених грунтовими розчинами, і тому в ній створюються найрізноманітніші умови для життя організмів. У грунті міститься основний запас органічних поживних речовин, що також сприяє поширенню в ній життя. Кількість грунтових мешканців величезна. На 1 м 2 багатою органікою ґрунту в шарі глибиною 25 см можуть мешкати до 100 млрд. Особин найпростіших і бактерій, мільйони дрібних черв'яків коловерток і нематод, тисячі дрібних членистоногих, сотні дощових черв'яків, грибів. Крім того, в грунті мешкають багато видів дрібних ссавців. В освітлених поверхневих шарах в кожному грамі ґрунту мешкають сотні тисяч фотосинтезирующих найдрібніших рослин - водоростей, серед яких зелені, синьо-зелені, діатомові і ін. Таким чином, живі організми є настільки ж характерним компонентом грунту, як і її мінеральні складові. Саме тому відомий вітчизняний вчений геохімік В.І. Вернадський, засновник сучасної концепції про біосферу Землі, ще в 20-х рр. ХХ століття обгрунтував виділення грунту в особливу биокосное природне тіло, підкреслюючи тим самим насиченість її життям. Грунт виникла на певному етапі еволюції біосфери Землі і є її продуктом. Діяльність ґрунтових організмів спрямована в основному на розкладання грубого мертвого органічної речовини. В результаті складних фізико-хімічних процесів, що відбуваються при безпосередній участі мешканців грунту, утворюються органо-мінеральні сполуки, які вже доступні для безпосереднього засвоєння корінням рослин і необхідні для синтезу органічної речовини, для освіти нового життя. Тому роль грунту надзвичайно велика.
У грунті значно згладжені коливання температури в порівнянні з поверхневим шаром повітря. Однак на її поверхні мінливість температури може бути виражена навіть різкіше, ніж в приземному шарі повітря, так як повітря нагрівається і охолоджується саме від поверхні грунту. Однак з кожним сантиметром вглиб, добові та сезонні температурні зміни стають все менш вираженими і на глибині понад 1 м зазвичай не реєструються.
Неоднорідність властивостей грунту призводить до того, що для організмів різних розмірів вона може виступати в якості різних середовищ існування. Для дуже дрібних грунтових тварин, яких об'єднують в екологічну групу мікрофауни (найпростіші, коловертки, нематоди та ін.) Грунт являє собою систему мікроводоёмов, так як вони живуть переважно в капілярах, заповнених водним розчином. Розміри таких організмів складають всього 2 до 50 мкм. Більші дихаючі повітрям організми становлять групу мезофауни. До неї належать в основному членистоногі (різні кліщі, багатоніжки, первічнобеськрилиє комахи - колембол, двухвостки і ін.) Для них грунт - це сукупність дрібних печер. Вони не мають спеціальних органів, що дозволяють самостійно проробляти отвори в грунті, і повзають по поверхні ґрунтових порожнин за допомогою кінцівок або червеобразно звиваючись. Періоди затоплення ґрунтових порожнин водою, наприклад при тривалих атмосферних опадах, представники мезофауни переживають в бульбашках повітря, який затримується навколо тіла тварин завдяки їх несмачіваемих покривів, забезпеченим віями і лусочками. При цьому бульбашка повітря являє собою для дрібного тваринного своєрідну '' фізичну жабру '', тому що дихання здійснюється за рахунок кисню надходить в повітряний простір з навколишнього середовища в процесі дифузії. Тварини належать до групи мезофауни мають розміри від десятих часток до 2 - 3 мм. Ґрунтових тварин з розмірами тіла від 2 до 20 мм, називають представниками екологічної групи макрофауни. Це, перш за все, личинки комах і дощові черв'яки. Грунт для них є вже щільним середовищем, здатної надавати значну механічне опір в процесі руху. Вони пересуваються в грунті або розширюючи існуючі свердловини, розсуваючи грунтові частинки, або проробляючи нові ходи. Газообмін більшості представників цієї групи відбувається за допомогою спеціалізованих органів дихання, а також доповнюється газообменом через покриви тіла. Активні риє тварини здатні залишати ті шари грунту, в яких створюються несприятливі для них умови проживання. Взимку і в сухі літні періоди вони концентруються в більш глибоких шарах грунту, де температура в зимовий період і вологість влітку вищі, ніж на поверхні. До екологічної групи мегафауни належать тварини переважно з числа ссавців. Деякі з них в грунті здійснюють весь свій життєвий цикл (кроти Євразії, златокроти Африки, сумчасті кроти Австралії і ін.). Вони здатні проробляти в грунті цілі системи ходів і нір. Зовнішній вигляд і анатомічна будова цих тварин відображають їх адаптації до підземного способу життя. У них недорозвинені очі, компактна форма тіла з короткою шиєю, короткий густе хутро, сильні кінцівки, пристосовані для копання. До складу мегафауни грунту входять також великі малощетинкові черви - олігохети, особливо представники сімейства Megascolecidae. що мешкають в тропічній зоні Південної півкулі. Найбільший з них - австралійський черв'як Megascolides australis може досягати в довжину 3 м.
Крім постійних мешканців грунту, серед великих тварин можна виділити тих,
які годуються на поверхні, але розмножуються, зимують, відпочивають і рятуються від ворогів в грунтових норах. Це бабаки, ховрахи, тушканчики, кролики, борсуки та ін.
Виділять кілька екологічних груп рослин в залежності від їх ставлення до певних властивостей ґрунту.
По відношенню до кислотності грунту розрізняють ацидофільні види, адаптовані до зростанню на кислих грунтах з рН менше 6.5 од. До таких належать рослини вологих болотистих місць існування. Нейтрофільні види тяжіють до ґрунтів, які мають реакцію близьку до нейтральної з рН від 6.5 до 7.0 од. Це більшість культурних рослин помірної кліматичної зони. Базіфільние рослини ростуть в грунтах мають лужну реакцію з рН більше 7.0 од. Наприклад, до цієї групи належать лісова анемона, мордовік). Індиферентні рослини в стані виростати на грунтах з різними значеннями рН (конвалія, костриця овеча і ін.).
Залежно від вимог до змісту в грунті органічних і мінеральних поживних речовин, розрізняють оліготрофние рослини, яким для нормального існування потрібно мала кількість поживних речовин (наприклад, сосна звичайна, що виростає на бідних піщаних ґрунтах), евтрофних рослини, які потребують значно багатших грунтах ( дуб, бук, снить звичайна та ін.) і мезотрофние. вимагають помірної кількості органо сполук (ялина звичайна).
Крім того, рослини, які ростуть на грунтах з високою мінералізацією виділяються в екологічну групу галофітов (рослини напівпустель - солерос, Кокпек і ін.). Окремі види рослин адаптовані до переважного зростанню на кам'янистих грунтах - їх виділяють в екологічну групу петрофітов. а мешканців сипучих пісків відносять до групи псаммофіти.
Фізичні особливості ґрунту як середовища існування, призводять до того, що, не дивлячись на значну неоднорідність екологічних умов, вони є більш стабільними ті, які властиві для наземно-повітряного середовища. значний
градієнт температури, вологості і змісту газів, що виявляється зі збільшенням глибини грунту, дає можливість дрібним тваринам шляхом незначних переміщень знайти для себе підходящі умови проживання.
Проміжний характер екологічних властивостей грунту як середовища існування, дає підстави припустити, що грунт мала особливе значення в еволюції органічного світу. Для багатьох груп, зокрема для членистоногих, грунт, ймовірно, була середовищем, через проміжні адаптації до якої, стало можливим перейти до типово наземного способу життя і в подальшому виробити ефективні адаптації до ще більш складним природним умовам суші.
Основна [4] - Т.1 - с. 299 - 316; [5] - с. 121 - 131; Додаткова [19].
Питання для самоперевірки:
1. У чому полягає основна відмінність грунту від мінеральної породи?
2. Чому грунт називають біокосні тілом?
3. Яка роль ґрунтових організмів у підтримці родючості грунту?
4. Які екологічні фактори відносять до групи едафічних?
5. Які екологічні групи ґрунтових тварин вам відомі?
6. Які існують екологічні групи рослин залежно від їх ставлення
до певних властивостей грунту?
7. Які властивості грунту зближують її з наземно-повітряному і водному середовищами існування?
Всі теми даного розділу:
Історія розвитку екології
Первинні екологічні за своєю суттю знання почали накопичуватися у людей ще до моменту становлення найдавніших цивілізацій, в процесі пізнання властивостей навколишнього світу і боротьби за
Питання для самоперевірки
1. Розвиток природознавства в період Великих географічних відкриттів XV - XVII ст. 2. Роль і значення українських експедицій С. П. Крашеніннікова, І.І.Лепёхіна, П.С.
Завдання і методи сучасної екології
В даний час перед екологією стоїть цілий комплекс загальних теоретичних і прикладних завдань, які обумовлені як традиційним біологічним підходом цієї науки, так і сучасними проблемами,
Питання для самоперевірки
1. У чому полягає специфіка екологічного підходу до оцінки стану природного середовища? 2. Які основні прикладні завдання екології. 3. У чому полягає важ
Характеристика основних середовищ існування організмів
В даному розділі необхідно, ознайомившись з фізичними та хімічними особливостями різних середовищ існування, добре усвідомити загальні риси адаптації до життя в них організмів і роль ос
Екологічні особливості водного середовища проживання
Всі мешканці водного середовища отримали загальну назву гідробіонти. Вони населяють весь Світовий океан, континентальні водойми і підземні води. В океані і входять до нього морях, а також у великих
Екологічні особливості наземно-повітряного середовища проживання
Наземно-повітряне середовище проживання є значно складнішою за своїми екологічними умовами, ніж водне середовище. Для життя на суші, як рослинам, так і тваринам, треба було виробити цілий
Живі організми як середовище існування
Деякі види тварин і рослин в окремі етапи свого життєвого циклу або протягом усього життя, мешкають усередині інших живих організмів. Тіла цих істот, служать для них повноцінної середовищем про
популяції
Популяція представляє собою сукупність особин одного виду перебувають у взаємодії між собою і спільно населяють загальну територію. Популяція є формою тривалого
біоценози
Кожен організм в природі живе в оточенні безлічі інших організмів, вступаючи з ними в різноманітні відносини. Зв'язок з іншими організмами - це необхідна умова харчування та розмноження, можли
екосистеми
Спільноти організмів знаходяться в тісних метеріально-енергетичних зв'язках з неорганічної середовищем проживання. Рослини живуть за рахунок безперервного споживання вуглекислого газу, кисл
Додаткова
1. Алімов А.Ф. Введення в продукционную гідробіології. - Л. Гидрометеоиздат, 1989. 2. Бродський А.К. Короткий курс загальної екології. 3-е видання - Харків. Вид. ДЕАН,