Растительность, животный мир и микроорганизмы

Живые организмы, и прежде всего растительность, играют выдающуюся роль в круговороте вещества и энергии на земной поверхности. Растительность является основным источником органического вещества в почве. Поступив в почву, отмирающие растительные остатки подвергаются разложению частично до конечных продуктов (простых соединений — углекислоты, воды и др.), частично трансформируются в специфические гумусовые вещества. В почвенном гумусе аккумулируется энергия, ассимилированная в растениях при фотосинтезе. Гумусовые кислоты оказывают многостороннее воздействие на минеральную часть почв.

Продуктивность растительных сообществ, состав органических остатков, а также направленность гумусообразования отличаются в разных гидротермических условиях. В соответствии с этим изменяются количество и качество органического вещества различных почв.

Наибольшая фитомасса природных экосистем на территории Российской Федерации характерна для лесной растительности (100–350 т/га в темнохвойных лесах и до 350–500 т/га — в широколиственных). Травяные сообщества отличаются значительно меньшей фитомассой. Луговые степи имеют фитомассу 15–30 т/га, количество это убывает к югу, составляя в сухих степях 8–15 т/га, а в полупустыне 5–10 т/га. Масса живого органического вещества в арктических тундрах находится на уровне полупустынных сообществ, а в субарктических тундрах близка к степным. Минимальная фитомасса отмечается в полярных пустынях (0,5–2,0 т/га).

Годичная продукция живой растительной массы зональных природных экосистем (табл.) наиболее высока в луговых степях (18–25 т/га) и убывает как к северу (в темнохвойных лесах 4–15, в арктических тундрах 1–3 т/га), так и к югу (в сухих степях 6–15 и в полупустыне 4–8 т/га). Самой низкой годичной продукцией отличаются полярные пустыни (0,1–0,3 т/га).

В распределении биологической продуктивности отчетливо выявляются не только зональные, но и фациальные географические закономерности. Запасы фитомассы и годичная продукция лесных экосистем уменьшаются в Западной, Средней и особенно Восточной Сибири сравнительно с экосистемами Русской равнины в связи с увеличением континентальности климата и наличием вечной мерзлоты. Они вновь несколько возрастают в притихоокеанском регионе. В степях годичная продукция наземных органов уменьшается с запада на восток.

Вместе с круговоротом органического вещества в процессе жизнедеятельности растительных организмов происходит круговорот химических элементов, избирательно захваченных растениями из атмо сферы и литосферы и заключенных в синтезированном живом веществе. Накопление и динамика азота и зольных элементов в биологическом круговороте определяются биологической продуктивностью растительных сообществ, процентным содержанием и химическим составом золы растений, слагающих ценоз. Емкость биологического круговорота или количество ежегодно вовлекаемых в него зольных веществ и азота варьируют в зависимости от зональной приуроченности сообществ, их видового состава и структуры. Так фитоценозы темнохвойных лесов ежегодно вовлекают и возвращают в почву до 100–140 кг/га азота и зольных элементов, в то время как в дубравах их количество возрастает до 250, а в луговых степях почти до 700 кг/га. Напротив, в арктических тундрах емкость биологического круговорота падает до величины менее 50 кг/га. Изменяется и тип химизма биологического круговорота. Типы растительности и типы биологического круговорота теснейшим образом связаны с типами почвообразования.

Высшие растения воздействуют на почву не только посредством отмерших органических остатков. Прижизненные выделения корней растений обогащают почву различными соединениями, воздействуют на минеральную часть, разрушая первичные и вторичные минералы. В тканях растений непосредственно образуются некоторые минералы (фитолиты), которые после отмирания попадают в почву.

Растительность оказывает влияние на физические свойства (структуру, водопроницаемость, плотность сложения и т. д.), тепловой и водный режимы почв.

География растительных сообществ в значительной степени обусловливает географию почв.

Почва является средой обитания разнообразных животных. Биомасса животных организмов составляет не более 5% фитомассы. Основная часть зоомассы (97–99%) представлена беспозвоночными животными — наиболее мелкими, но вместе с тем наиболее многочисленными представителями животного мира. Дождевые черви содержатся в почве в количестве от 200 тыс. до 5 млн экземпляров на 1 га. Мелких членистоногих, среди которых преобладают клещи и ногохвостки, насчитывается от десятков миллионов до нескольких миллиардов экземпляров на 1 га.

Значение животных для почвообразования весьма велико. Они участвуют в накоплении и разложении органических остатков, влияют на физические и химические свойства почвы, развитие процессов эрозии, структуру почвенного покрова. Почвенная фауна способствует перераспределению по поверхности и в толще почвы органических остатков, измельчению их и перемешиванию с минеральной массой почвы. Образование в почве биологических ходов и пустот повышает скважность, водопроницаемость и аэрацию почв. Велика роль дождевых червей в оструктуривании почвы. В процессе перемешивания почвенной массы животные могут смещать положение солевого максимума в почвенном профиле и изменять гранулометрический состав почвы в обитаемом слое.

Среди позвоночных животных особое значение имеют землерои. Помимо перемешивания почвы и изменения при этом ее свойств роющие животные (суслики, сурки и др.) способствуют созданию зоогенного микрорельефа, что является причиной формирования комплексности почвенного покрова.

Роль микроорганизмов в почвообразовании огромна. Они участвуют в процессах гумусообразования, осуществляя минерализацию растительных остатков, синтез перегноя и разложение органоминеральных соединений почв. Весьма существенно значение микроорганизмов в азотном балансе почвы (фиксация атмосферного азота). Под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов в почве происходят превращения соединений азота (нитрификация, денитрификация), серы, железа и марганца, лежащие в основе процессов глееобразования, ортштейнообразования, засоления. Великоучастие микроорганизмов в разрушении горных пород и новообразовании почвенных минералов.

И.С. Урусевская

• Глубина проникновения температур выше 10°C в почву, масштаб 1:60 000 000
• Глубина проникновения температуры 0°C в почву, масштаб 1:60 000 000