Особенности почвы

Особенности почвы 

Почва представляет собой  рыхлый тонкий поверхностный слой суши, контактирующий с воздушной средой. Несмотря на незначительную толщину, эта  оболочка Земли играет важнейшую  роль в распространении жизни. Почва  представляет собой не просто твердое  тело, как большинство пород литосферы, а сложную трехфазную систему, в  которой твердые частицы окружены воздухом и водой. В почве сглажены температурные колебания по сравнению  с приземным слоем воздуха, а  наличие грунтовых вод и проникновение  осадков создают запасы влаги  и обеспечивают режим влажности, промежуточный между водной и  наземной средой. В почве сосредоточены  корневые системы наземных растений. Кроме того, 1 см 2 почвы содержит десятки и сотни миллионов бактерий, микроскопических грибов, и других микроорганизмов. В освещенных поверхностных слоях в каждом грамме обитают сотни тысяч фотосинтезирующих клеток зеленых, желто-зеленых, и сине-зеленых водорослей. Живые организмы столь же характерны для почвы, как и ее неживые компоненты. Поэтому В. И. Вернадский отнес почву к биокосным телам природы, подчеркивая насыщенность ее жизнью и неразрывную связь с ней.

Неоднородность условий  в почве резче всего проявляется  в вертикальном направлении. С глубиной резко меняется ряд важнейших  экологических факторов, влияющих на жизнь обитателей почвы. Прежде всего это относится к структуре почвы.

 В ней выделяют три  основных горизонта, различающихся  по морфологическим и химическим  свойствам:

1) верхний перегнойно-аккумулятивный  горизонт, в котором накапливается  и преобразуется органическое  вещество и из которого промывными  водами часть соединений выносится  вниз;

2) горизонт вмывания, или  иллювиальный, где оседают и преобразуются  вымытые сверху вещества.

3) материнскую породу, или  горизонт, материал которой преобразуется  в почву. В пределах каждого  горизонта выделяются более дробные слои, также сильно различающиеся по свойствам. Размеры полостей между частицами почвы, пригодных для обитания в них животных, обычно быстро уменьшаются с глубиной. Плотность почвы также изменяется с глубиной. Наиболее рыхлы слои, содержащие органическое вещество. Порозность этих слоев определяется тем, что органические вещества склеивают минеральные частицы в более крупные агрегаты, объем полостей между которыми увеличивается. Влага в почве присутствует в различных состояниях:

1) связанная гигроскопическая и пленочная прочно удерживается поверхностью почвенных частиц;

2) капиллярная занимает мелкие поры и может передвигаться по ним в различных направлениях;

3) гравитационная заполняет более крупные пустоты и медленно просачивается вниз под влиянием силы тяжести;

4) парообразная содержится в почвенном воздухе.

Содержание воды неодинаково  в разных почвах и в разное время. Если слишком много гравитационной влаги, то режим почвы близок к  режиму водоемов. В сухой почве  остается только связанная вода и  условия приближаются к наземным. Состав почвенного воздуха изменчив. С глубиной в нем сильно падает содержание кислорода и возрастает концентрация углекислого газа. В связи с присутствием в почве разлагающихся органических веществ в почвенном воздухе может быть высокая концентрация таких токсичных газов, как аммиак, сероводород, метан и др. Колебания температуры резки только на поверхности почвы. Здесь они могут быть даже сильнее, чем в приземном слое воздуха. Все эти особенности приводят к тому, что, несмотря на большую неоднородность экологических условий в почве, она выступает как достаточно стабильная среда, особенно для подвижных организмов.

Обитатели почвы 

Неоднородность почвы  приводит к тому, что для организмов разных размеров она выступает как  разная среда. Для микроорганизмов  особое значение имеет огромная суммарная  поверхность почвенных частиц, так  как на них адсорбируется подавляющая  часть микробного населения.

Для мелких почвенных животных, которых объединяют под названием  микрофауна (простейшие, коловратки, тихоходки, и др.), почва – это система  микроводоемов. По существу, это водные организмы. Они живут в почвенных порах, заполненных гравитационной или капиллярной водой, а часть жизни могут, как и микроорганизмы, находиться в адсорбированном состоянии на поверхности частиц в тонких прослойках пленочной влаги. Многие из этих видов обитают и в обычных водоемах. Однако почвенные формы намного мельче пресноводных и, кроме того, отличаются способностью долго находиться в инцистированном состоянии, пережидая неблагоприятные периоды. Почвенные инфузории также имеют карликовые размеры и к тому же могут сильно менять форму тела. Для дышащих воздухом несколько более крупных животных почва предстает как система мелких пещер. Таких животных объединяют под названием мезофауна. К этой группе относятся в основном членистоногие: многочисленные группы клещей, первичнобескрылые насекомые (коллемболы, двухвостки), мелкие виды крылатых насекомых, многоножки симфилы и др. Многие виды не имеют трахейной системы. Такие животные очень чувствительны к высыханию. Основным средством спасения от колебания влажности воздуха для них является передвижение вглубь. Более крупные представители мезофауны обладают некоторыми приспособлениями, позволяющими переносить временное снижение влажности почвенного воздуха: защитными чешуйками на теле, частичной непроницаемостью покровов, сплошным толстостенным панцирем .

Периоды затопления почвы  водой представители мезофауны переживают в пузырьках воздуха.

Представители микро –  и мезофауны способны переносить зимнее промерзание почвы, так как большинство видов не может уходить вниз из слоев, подвергающихся воздействию отрицательных температур.

Более крупных почвенных  животных, с размерами тела от 2 до 20 мм, называют представителями макрофауны. Это личинки насекомых, многоножки,  дождевые черви и др. Для них  почва – плотная среда, оказывающая  значительное механическое сопротивление  при движении.

Раздвигая частицы почвы  за счет давления стенок тела, передвигаются  дождевые черви, личинки комаров-долгоножек и др. Давление передается через  стенки тела на почву, и таким образом  животное расширяет скважину. При  этом сзади остается открытый ход, что  грозит увеличением испарения и  преследованием хищников. У многих видов развиты приспособления к  экологически более выгодному типу передвижения в почве – рытью  с закупориванием за собой хода. Рытье осуществляется разрыхлением и отгребанием почвенных частиц. Личинки разных насекомых используют для этого передний конец головы. На заднем конце тела развиваются приспособления для прочной фиксации – выдвигающиеся подпорки, зубцы. Закрывая за собой ход, животные – обитатели почвы постоянно находятся в замкнутой камере, насыщенной испарениями собственного тела.

Газообмен большинства видов  этой экологической группы осуществляется при помощи специализированных органов  дыхания, но наряду с этим дополняется  газообменом через покровы. Роющие животные могут уходить из слоев, где возникает неблагоприятная  обстановка. В засуху и к зиме они концентрируются в более  глубоких слоях.

Мегафауна почв - это крупные  землерои в основном из числа млекопитающих. Ряд видов проводит в почве всю жизнь (слепыши, слепушонки, кроты Евразии, сумчатые кроты Австралии и др.). Они прокладывают в почве целые системы ходов и нор. Внешний облик и анатомические особенности этих животных отражают их приспособленность к роющему подземному образу жизни. У них недоразвиты глаза, компактное, вальковатое тело с короткой шеей, короткий густой мех, сильные копательные конечности с крепкими когтями. Кроме постоянных обитателей почвы, среди крупных животных можно выделить большую экологическую группу обитателей нор (суслики, сурки, тушканчики, кролики, барсуки и т. п.). Они кормятся на поверхности, но размножаются, зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве. Целый ряд других животных использует их норы, находя в них благоприятный микроклимат и укрытие от врагов. Например, у барсуков длинные когти и сильная мускулатура на передних конечностях, узкая голова, небольшие ушные раковины. По целому ряду экологических особенностей почва является средой, промежуточной между водной и наземной. С водной средой почву сближают ее температурный режим, пониженное содержание кислорода в почвенном воздухе, насыщенность его водяными парами и наличие воды в других формах. С воздушной средой почву сближают наличие почвенного воздуха, угроза иссушения в верхних горизонтах, довольно резкие изменения температурного режима поверхностных слоев.

Промежуточные экологические  свойства почвы как среды обитания животных позволяют предполагать, что  почва играла особую роль в эволюции животного мира. Для многих групп, в частности членистоногих, почва  послужила средой, через которую  первоначально водные обитатели  смогли перейти к наземному образу жизни и завоевать сушу. Этот путь эволюции членистоногих доказан  трудами М. С. Гилярова.