Глава 14. Основы экологии................................................................................................................... 1 § 61. Экология как наука. Экологические факторы среды....

Страница 15 из 19

Именно в расчете на работу бактерий на поля вносят в качестве удобрения соединения аммония, сами по себе эти соединения не усваиваются растениями. Непосред­ственное удобрение полей нитратами приводит к насыщению запасающих тканей растений водой, фиктивному увеличению урожайности, резкому ухудшению вкусовых качеств овощей и опасности заболеваний пищеварительной системы. 2. Средообразующая.

Живые существа формируют почву, поддерживают состав атмосферы и гидросферы. Без фотосин­теза атмосферный кислород израсходовался бы за 2000 лет, а рост количества углекислого газа через 100 лет привел бы к гибели организмов. За день лесной массив способен поглотить до 20-25% углекислого газа из слоя воздуха в 50 м. Среднее дерево обеспечивает кислородом 4 человек, один гектар листвен­ного леса вблизи города задерживает более 100 т пыли в год.

Благодаря деятельности маленьких байкальских рачков, трижды в год процеживающих всю воду озера, Байкал сла­вится своей чистой водой. Двустворчатые моллюски Волгог­радского водохранилища, дважды в месяц профильтровывая полный его объем – 35 км3, осаждают на грунт с апреля по ноябрь более 29 млн. т взвеси. 3. Концентрационная функция. Живые существа концент­рируют в своих организмах различные химические элементы, рассеянные в биосфере.

Активнейшими концентраторами явля­ются микроорганизмы. До 90% почвенного азота – результат «труда» синезеленых. Из бактерий одни концентрируют желе­зо (например, окисляя хорошо растворимый в воде гидрокар­бонат до нерастворимого гидроксида, накапливающегося в среде их обитания), другие – марганец, третьи –серебро. Бактерии способны увеличи­вать содержание: железа – в 650 тыс. раз, марганца – в 120 тыс. раз, ванадия – в 420 тыс. раз.

Ветвистоустые рачки способны ежедневно профильтровывать всю воду пруда или озера Эта удивительная спо­собность позволила ученым предположить, что сообщества бактерий вносят существенный вклад в формирование месторождений металлов. Германий и селен в некоторых странах добывают из рас­тений. В водоросли фукус накапливается титана в 10 тыс.

раз больше, чем в окружающей морской воде. Каждая тонна бу­рых водорослей содержит несколько килограммов йода. Ав­стралийский шелковистый дуб концентрирует алюминий, один из видов американского дуба – медь, сосна накапливает бериллий, береза – стронций и барий, лиственница – марга­нец и ниобий, а черемуха, осина и пихта – торий. Золото «собирают» дуб, кукуруза, хвощ, бурые и красные водорос­ли, а в 1 т золы полыни может содержаться до 85 г этого драгоценного металла.

Моллюски концентрируют никель, ось­миноги – медь, медузы – цинк и алюминий. 4. Деструктивная функция. При активном участии живых существ идет минерализация органических остатков, выветри­вание горных пород. Синезеленые водоросли, бактерии, грибы и лишайники выделяют серную, азотную, угольную, а также органические кислоты, разрушающие твердые породы.

Корни деревьев и растений тоже выделяют разъедающие соединения. Существуют бактерии, разрушающие стекло и даже золото. 5. Транспортная функция организмов связана с переносом масс вещества. Растения втягивают корнями воду и испаря­ют ее в атмосферу, рыба плывет против течения, роющие су­щества выбрасывают землю наверх, стада и стаи мигрируют.

Вес стаи перелетной саранчи может достигать миллионов тонн. Разнообразные функции живого вещества позволяют ему проводить грандиозную геологическую работу, формировать облик биосферы, активно участвовать во всех ее процессах. Роль живых организмов в формировании осадочных пород. Первым этапом образования осадочных пород является вывет­ривание – разрушение литосферы под действием естественных факторов: воздуха, воды, солнца и живых организмов.

Корни растений наделены удивительной жизнеспособностью, вне­дряясь в породу, они разрушают ее. Просачиваясь в образо­ванные корнями трещинки, вода растворяет и уносит веще­ство. Растворению способствуют содержащиеся в природной воде разъедающие вещества растений. Особенно интенсивно выделяют органические кислоты лишайники. Слизь, образуе­мая синезелеными и диатомовыми водорослями, превращает в песок минералы, основу которых составляют соединения кремния и алюминия.

Физическое выветривание пород сопро­вождается, таким образом, химическим выветриванием. За счет отмирания организмов планктона и бентоса ежегодно на дне отлагается около 100 млн. т органогенных известняков (многие известняки химического происхождения, они отлагают­ся, например, в зоне контакта кислотных и щелочных подзем­ных вод). Отмирая, одноклеточные диатомовые водоросли и радиолярии формируют кремнийсодержащие илы, покрываю­щие сотни тысяч квадратных километров морского дна.

Живые существа вносят существенный вклад в осадконакопление и формирование литосферы. Почвообразующая роль живых организмов. Разрушение гор­ных пород и их дальнейшая переработка микроорганизмами и растениями приводит к образованию рыхлой плодородной обо­лочки земли — почвы. Корни деревьев извлекают из глубоких горизонтов почвы элементы минерального питания и обогаща­ют ими верхние слои, повышая плодородность почв.

Мертвые корни и листья растений, трупы и экскременты животных обо­гащают почву органическими соединениями, служат пищей для почвенных организмов, минерализующих органику и прев­ращающих ее в углекислый газ, аммиак, органические кислоты. Беспозвоночные животные, почвенные насекомые и их ли­чинки проводят огромную структурообразующую работу. Они разрыхляют почву, делают ее пористой и пригодной для жиз­недеятельности растений.

Число особей дождевых червей до­стигает 2-3 млн. (1-2 т)/га, за сутки они могут перерыть до 10 т земли. Пропуская почву через кишечник и вынося ее на по­верхность, они ежегодно формируют слой переработанного грунта толщиной до 0,5 см, массой 25 т/га. Черви обитают в почве несколькими ярусами. Одни проникают на глубину до метра и затаскивают туда остатки листвы, другие живут в тонком слое почвенного перегноя (20-30 см)

, а третьи прово­дят жизнь в слое лиственного опада. Почвенные беспозвоноч­ные вырабатывают и выделяют в почву различные биологичес­ки активные вещества, так, например, дождевые черви проду­цируют биостимуляторы группы «В». Различные позвоночные животные – кроты, землеройки, – разрыхляя почву, спо­собствуют развитию кустарников и деревьев, а также газообмену.

Ночью при охлаждении и сжатии воздух проникает в по­чву. Кислород используется для дыхания почвенными орга­низмами и клетками корней растений. Азот связывается бак­териями и синезелеными водорослями. Днем при нагревании почва выделяет продукты жизнедеятельности почвенных орга­низмов и разложения органики – аммиак, сероводород и уг­лекислый газ.

Дождевая вода частично удерживается почвой, другая ее часть, растворяя минеральные соли, выносит их в реки и океаны, где они осаждаются или используются вод­ными организмами. В нагретой почве вода поднимается по ка­пиллярам и испаряется. Происходит перемещение растворов и отложение солей в разных почвенных горизонтах. Мощность слоя почвы, как и количество биомассы, увели­чивается с приближением к экватору.

Тундровая почва север­ных широт имеет толщину 5-10 см, в хвойных и лиственных лесах она достигает 20-40 см, в степях – до 1,5 м, а в тро­пических лесах — 10 м. В состав почвы входит 50-60 объемных процентов минераль­ных веществ, 25-35% воды, 15-25% воздуха и до 10-16% органи­ческих веществ. Около 90% органики входит в состав гумуса (<лат. humus почва).

Количество гумуса служит показателем плодородия почвы. В черноземах его 400-700 т/га, а в почвах тундр и пустынь – всего 0,6-0,7 т/га. Из чего же состоит гумус? Частички гумуса строятся из фрагментов органических мо­лекул (белков, углеводов) при активном участии микроорга­низмов почвы. Сначала почвенные животные (черви, насекомые) размельчают остатки растений.

Затем грибы и микроорганизмы расщепляют сложные органические молекулы (целлюлозу, белки и пр.) на простые фрагменты. Другие микроорганизмы с помо­щью ферментов соединяют эти фрагменты в органические молекулы гумуса (в основном, гуминовые кислоты) длинными цепями обвивающие частички глины в несколько слоев. Получа­ются устойчивые к действию химических соединений и микро­организмов гранулы, способные сохранять запас плодородия длительное время.

Претензии к содержанию