Глобальные функции почв

    Уникальность  почвы как среды обитания жизни проявляется в том, что в почве и на почве живет 92% от числа всех известных на Земле видов растений и животных. В одном грамме почвы может находиться до нескольких миллиардов бактерий, сотни метров грибных гифов, сотни тысяч одноклеточных простейших животных, и многие тысячи метров тонких корней и корневых волосков растений.

    Такое обилие и разнообразие форм жизни  в почве обусловлено тем, что  она (почва) представляет собой трехфазную природную систему – состоит  из твердой, жидкой и газовой фазы, содержит как минеральные, так и органические вещества, пригодные для питания как автотрофных, так и гетеротрофных организмов. С каждым типом и видом почв связаны определенные и только им свойственные виды сообществ растений и животных (биоценозов).

    Становится все более ясным, что сохранять биологическое разнообразие на Земле невозможно без сохранения разнообразия почв, без борьбы с деградацией и с эрозией почв.

    Не  менее важна вторая общебиологическая  функция почв как связующего звена  большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на Земле. Именно в почвах совершается двусторонний процесс деструкции органических и минеральных веществ, синтезированных растениями и животными, в тоже время – возвращение содержавшихся в них химических элементов вновь в состав живого вещества, в новые циклы жизни. О грандиозности этого процесса можно судить по колоссальной массе веществ, удерживаемых в почвенно-растительном покрове Земли от выноса в океан. Общая масса вовлекаемых в круговорот зольных элементов существенно превышает их величину в речном суммарном годовом ионном стоке в океан (Добровольский Г.В., 1990).

    Очень интересным примером вовлечения элементов  в биологический круговорот и  удержания биофильных элементов  в нем от выноса в океан может  служить «геохимическая судьба» калия и натрия. Оба элемента содержатся в первичных массивно-кристаллических породах примерно в равных количествах (около 2,5 %), а в океанической воде, куда поступает весь ионный сток с суши, содержание калия в 25 раз меньше, чем натрия. Это явление объясняется не только более прочной фиксацией калия кристаллической решеткой глинистых минералов почв и осадочных пород, но, главным образом, «удержанием» калия как биофильного элемента в малом биологическом круговороте элементов между почвой и растительным покровом суши.

    На  аккумуляцию биофильных элементов  в почвах обратили внимание академики  В.И. Вернадский и А.Е. Ферсман. А.Е. Ферсман, сопоставляя кларки среднего содержания химических элементов в разных природных  телах, в своей «Геохимии» писал: «Почвы и кларки живого вещества очень близки и мы должны признать, что средний состав живого вещества следует в меньшей степени кларкам атмосферы и гидросферы, и ближе всего и непосредственно следует кларкам почвенного покрова, который в сущности и предопределяет состав организмов» (Добровольский Г.В., 1990).

    Близость  геохимических связей почв с растительным покровом, почвенной биотой проявляется  в зонально-региональных закономерностях  и разнообразии типов биологического круговорота химических элементов на земной поверхности. Изучение геохимических связей почв, их биологической продуктивности с жизнью человека имеет прямое отношение к здравоохранению и медицинской географии. Потребляя растительную и животную продукцию, выращенную на почвах, человек включается в те «пищевые цепи», которые связывают его с химическим составом почв, выращиваемых на них растений и травоядных животных (Добровольский В.В., 1998.).

    Давно было замечено, что существует прямая связь между спецификой химического  состава почв в некоторых регионах и наличием в них эндемических болезней человека и животных. В бассейне реки Уров в Забайкалье была отмечена болезнь суставов и вообще костной ткани, получившая название «уровской». Она обусловлена необычным соотношением кальция, стронция и кремния в почвах, водах, растительных и животных продуктах. На отгонных пастбищах Дагестана наблюдалось проявление митоза (болезни мышц) у овец, как следствие избытка бора в почвах и кормах. Всем известна болезнь щитовидной железы из-за недостатка йода в кислых подзолистых почвах внутриконтинентальных районов (Виноградов А.П., 1949).

    Не  только упомянутые, но и другие функции  почв, осуществляемые в биогеоценозах, имеют важное значение для сохранения, жизни и эволюции природных и  антропогенных сообществ растений и животных, для жизни и хозяйственной деятельности человека. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    5.Этносферные  функции

    Почвенный покров Земли (педосфера) как глобальная природная система взаимосвязана  своими функциями с историей и  современной жизнью человечества (Мировая коррелятивная..., 2007).

    Эти связи исключительно разнообразны и начали проявляться еще на заре жизни древнего человека. Но вполне четко они сказались во времена  зарождения земледелия и особенно формирования древних земледельческих цивилизаций. Не случайно, а именно в связи с плодородием почв наиболее ранние цивилизации возникали на аллювиальных почвах в долинах крупных рек южных стран – Нила, Египта, Тигра и Евфрата в Месопотамии, Ганга - Индии, Янцзы и Хуанхе в Китае, Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи – в Средней Азии и др. На территории Русской равнины развитие земледелия было связано с высокоплодородными черноземами. По мнению выдающегося ученого биолога и географа Н.И. Вавилова, ранними очагами земледелия и растениеводства были горные страны тропического и субтропического поясов Земли. В дальнейшем, по мере роста населения и переселения народов, земледелие все шире распространялось по земной суше. Осваивались менее плодородные почвы умеренных и даже северных широт, требовавших все большего труда, опыта и знаний земледельцев. Быстрая и неконтролируемая распашка огромных пространств Земли все чаще сопровождалась процессами водной и ветровой эрозии почв, заболачивания и засоления земель. Во второй половине XIX и особенно ХХ веке эти процессы достигли глобальных размеров и стали осязаемо влиять на состояние биосферы и жизнь людей во многих странах (Почва как память…, 2008).

    Обеспокоенность состоянием окружающей среды заставила  ряд международных организаций  провести в 80-90-х годах ХХ века анализ состояния почв и земельных ресурсов мира. Оказалось, что площадь пахотно-пригодных земель на планете Земля составляет 3 млрд. 278 млн. гектаров или 22% всей площади суши. При этом высоко- и среднепродуктивные почвы (полностью уже распаханные) составляют всего 9% площади земной суши.  

    Заключение

    Главная функция почвы - это обеспечение  жизни на Земле. Это определяется тем, что именно в почве концентрируются  необходимые организмам биогенные  элементы в доступных им формах химических соединений. Кроме того, почва обладает способностью аккумулировать необходимый для жизнедеятельности продуцентов биогеоценозов запасы воды, также в доступной им форме, равномерно обеспечивая их водой в течение всего периода вегетации. Наконец, почва служит оптимальной средой для укоренения наземных растений, обитания многочисленных беспозвоночных и позвоночных животных, разнообразных микроорганизмов. Собственно эта функция и определяет понятие "плодородие почв".

    Вторая  функция почв заключается в регулировании  всех потоков вещества в биосфере. Все биогеохимические циклы элементов, включая циклы таких важнейших биогенов, как углерод, азот, кислород, фосфор, а также циклы воды осуществляются именно через почвы при ее регулирующем участии в качестве аккумулятора биогенных элементов. Почва - это связующее звено и регулирующий механизм в системах биологической и геологической циркуляции элементов.

    Третья  функция почвы - регулирование состава  атмосферы и гидросферы. Атмосферная  функция почвы осуществляется вследствие ее высокой пористости (40-60%) и плотной  заселенности организмами, благодаря чему идет постоянный газообмен между почвой и атмосферой. Почва постоянно поставляет в атмосферу различные газы, в том числе и "парниковые" - СО2, СН4, а также множество так называемых "микрогазов". Одновременно почва поглощает кислород из атмосферы. Таким образом, в системе "почва - атмосфера" именно почва является генератором одних газов и "стоком" для других.

    В сухопутной ветви глобального круговорота воды почва избирательно отдает в поверхностный и подземный сток растворимые в воде химические вещества, определяя тем самым гидрохимическую обстановку в водах и прибрежной части океана.

    Четвертой важнейшей функцией почвы является накопление в поверхностной части  коры выветривания, в почвенных горизонтах описанного выше специфического органического вещества - гумуса и связанной с ним химической энергии.

    Пятая функция заключается в ее защитной роли по отношению к литосфере. Почва  защищает литосферу от воздействия  экзогенных факторов, регулируя процессы денудации суши.

    Наконец, еще одна, шестая функция почвы - это генерирование и сохранение биологического разнообразия. Почва, являясь средой обитания для огромного числа организмов, ограничивает жизнедеятельность одних и стимулирует активность других. Чрезвычайно большое разнообразие почвенных свойств по кислотности, щелочности, засоленности или отсутствию солей; окислительная или восстановительная обстановка-все это создает огромные возможности жизнедеятельности различных организмов. По отношению к человеку почва имеет еще одну специфическую функцию, являясь главным средством сельскохозяйственного производства и местом поселения людей. 
 
 
 
 
 
 

    Библиографический список

1. Базилевич Н.И., Родин Л.Е., Розов Н.Н. Географические аспекты изучения биологической продуктивности // Материалы 5 съезда географического общества СССР. – Ленинград.– 1970. – C. 28.
2. Вернадский В.И. Избранные сочинения, Т. V. – М.: Изд. АН СССР, 1960. – С. 323.
3. Вернадский В.И. Избранные сочинения, Т. V. – М.: Изд. АН СССР, 1960. – С. 304.
4. Вернадский В.И. Избранные сочинения, т. V.– М.: Изд. АН СССР, 1960.– С. 176, С. 99.
5. Виноградов А.П. Биогеохимические провинции // В кн.: Труды юбилейной сессии, посвященной 100-летию со дня рождения В.В. Докучаева. – М.: АН СССР, 1949.– С. 59-68.
6. Гиляров М.С., Криволуцкий Д.А. Жизнь в почве. М, Молодая гвардия, 1985, 190 с.
7. Демкин В.А. Палеопочвоведение и археология. – Пущино, 1997. – 214 с.
8. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. – М.: Высшая школа, 1998. – С. 44.
9. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. – М.: Наука, 1990.– 260 c.
10. Ковда В.А. Проблемы защиты почвенного покрова и биосферы планеты. – Пущино, 1989. – 155 с.
11. Кудеяров В.Н. Вклад почвы в баланс СО₂ атмосферы на территории России // Доклады АН. – 2000. – Т. 375, № 2. – С. 275-277.
12. Мировая коррелятивная база почвенных ресурсов: основа для международной классификации и корреляции почв. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2007. – 278 с.
13. Почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. Коллективная монография. / Ред.: В.О. Таргульян, С.В. Горячкин. – М.: УРСС, 2008. – 687 с.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Приложения 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Приложение 1

Растворение минералов гуминовыми и фульвокислотами  за 200 суток опыта (Пономарева, Плотникова, 1980)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Приложение 2

    Освобождение  SiO₂ из минералов под влиянием кислотно-щелочеобразующих микроорганизмов (Аристовская, 1980)