Среды жизни и их характерные особенности. Четыре среды жизни на земле. Организм как среда обитания
Среды (места обитания), в которых живут организмы, разные. Выделяют четыре среды обитания - наземно-воздушную, водную, почвенную и организменную (тела других организмов).
Водная среда связана с водоемами: океанами, морями, реками, озерами и др. Воды в них разные, где-то стоячие, где-то с достаточно сильными течениями, соленые и пресные. Во многих водах мало кислорода и солнечного света. С глубиной наступает полумрак, а после 200 м глубины свет вообще отсутствует.
Почвы - это сыпучие материалы, покрывающие поверхности Земли, накопление частиц породы, минералов, микроорганизмов и других органических веществ, образующихся в результате выветривания и других природных процессов. Прибежище, подверженное выветриванию, начинает процесс создания почти всех почв. Выветривание и скорость, с которой оно происходит, управляются водой, ветром и температурой.
Водная среда жизни
Почвы представляют собой смесь неорганических минеральных частиц, органического вещества, воздуха и воды. Минеральные частицы - песок, ил или глина - содержат различные химикаты, многие из которых используются для роста растений. Способность почвы сохранять и транспортировать воду является важным фактором приведения питательных веществ в растения. Однако для жизнедеятельности растений и животных также необходим кислород; поэтому чрезвычайно важно соотношение между воздухом и водой в почве.
Поэтому растения в воде могут расти лишь на небольшой глубине, там куда еще проникает свет. Температура в водной среде не так резко меняется в течение года и суток. Отрицательной температуры воды не бывает, поэтому даже в самых холодных местах она составляет +4 °C.
Большинство водных растений - это водоросли. Однако среди водных встречаются и высшие растения.
Состав почвы, наряду с различными характеристиками, является тем, что составляет свойства почвы. Именно эти свойства и степень их присутствия обеспечивают уровень качества почвы. Минеральные и органические частицы составляют примерно половину объема почв; остальные пор, содержащие воздух и воду, составляют оставшийся объем. Почвы различаются по составу, но обычно состоят из четырех основных видов минералов: песка, ила, глины и суглинка. Песчаные почвы имеют грубую текстуру, глинистые почвы имеют липкую текстуру, а частицы ила, которые меньше частиц песка, но более крупные, чем глинистые частицы, придают почве шелковистую, порошкообразную текстуру.
В наземно-воздушной среде обитания растет подавляющее большинство растений и почти все высшие растения. Растения суши формируют леса и луга, степи и тундры и другие растительные сообщества. Особенностями наземно-воздушной среды являются большое количество воздуха и света, наличие ветра, во многих местах сильное колебание температуры и влажности в зависимости от времени года и суток.
Почвы, в которых все три минерала вносят одинаковый вклад в их текстуру, называются суглинистыми почвами и считаются лучшими для сельского хозяйства. Качество почвы также можно различить по различным характеристикам почвы. Цвет может указывать на специфические свойства почвы, особенно в том, что касается воды и содержания кислорода. Например, темные почвы обычно указывают на значительное содержание органического вещества; красные и желтые почвы указывают на присутствие железа, оставшегося после того, как вода выщелачивает более растворимые минералы; и насыщенные почвы, которые плохо аэрируются, часто имеют оттенок серого, синего или зеленого.
Наземно-воздушная среда весьма разнообразна. Растения приспособлены к определенным условиям среды. Одни растут на хорошо освещенных участках, другие - в затененных. Одни растения не переносят холода и живут только в теплых широтах, другие - приспособлены к сезонным колебаниям температуры. Из-за такого разнообразия сред растения наземно-воздушной среды отличаются множеством различных форм.
Текстура, часто основанная на минеральном компоненте почвы, помогает измерять продуктивность почвы в зависимости от дренажа и плодородия. В крайних случаях более крупные частицы и очень мелкие частицы почвы менее продуктивны. Структура почвы - ее агрегация - показатель прочности почвы. Опять же, именно почвы среднего уровня обеспечивают максимальную стабильность, необходимую для функционального использования. Пористость почвы, связанная как с текстурой, так и с агрегацией, чрезвычайно важна для транспортировки как воды, так и кислорода.
Почвенная среда обитания находится в почве - верхнем плодородном слое земной коры. Почва образуется как смешение частиц распавшихся горных пород и остатков живых организмов (перегноя). Света здесь почти нет, поэтому в почве могут обитать только мелкие водоросли. Однако здесь находятся семена и споры растений, а также корни. Почвенная среда обитания населена в основном бактериями, животными и грибами.
Химические характеристики также важны для определения качества почвы. Почвы, которые особенно способны удерживать и обменивать ионы, более плодородны. Содержание ионов в почве позволяет превратить важные питательные вещества - кальций, калий и магний в форму, благоприятную для роста растений. Мера уровня рН почвы также является важным химическим фактором для определения того, что можно успешно вырастить. Например, хотя большинство растений предпочитают рН ближе к нейтральному, другие предпочитают либо кислотные, либо щелочные почвы.
Водная среда обитания. Специфика адаптации гидробионтов
Кроме того, если почва находится в одной крайности или другой, можно использовать удобрение или известь. В дополнение к минералам от выветривания горных пород, здоровые почвы содержат миллионы различных бактерий, растений и других организмов, которые добавляются в почву как органическое вещество, называемое гумусом, когда они умирают и разлагаются. По мере образования почв слои, называемые горизонтами, накапливаются, каждый со своими отдельными характеристиками и составом, отражающими разные сроки и процессы выветривания.
Растения могут жить только в средах, к которым приспособлены. Если переместить растение в другую среду, то оно может погибнуть.
Поэтому когда человек выращивает культурные растения, он создает необходимые условия для их нормального роста и развития - поливает их, удобряет почву, избавляет от вредителей. Дикие же растения приспособлены к конкретным условиям окружающей среды.
Это расслоение составляет профиль почвы. Почвы представляют собой динамические экосистемы, состоящие из комбинации минералов, органического вещества и живых организмов, которые считаются одним из наших основных природных ресурсов. Жизненно важные здоровые почвы играют решающую роль в питании питательными веществами и необходимы для поддержания роста растений. Без кислорода и пищи, поставляемой растениями и культурами, жизнь на Земле была бы невозможна, поэтому качество почвенных экосистем является вопросом значительного значения.
Организм как среда обитания
Почвенные экосистемы могут быть повреждены в силу природы или плохой практикой управления. Значительное количество верхнего слоя почвы теряется в результате эрозии, естественного процесса, вызванного водой и ветром. Это может также усугубляться деятельностью человека, такой как очистка земель, плохие методы ведения сельского хозяйства и добавление загрязняющих веществ. Современные методы ведения сельского хозяйства часто включают использование удобрений для повышения продуктивности почвы; однако их использование может вызвать выщелачивание питательных веществ из почвы, добавление тяжелых металлов или причинение других экологических повреждений.
Общая характеристика. Почва- основа природы суши. Можно до бесконечности поражаться самому факту, что наша планета Земля единственная из известных планет, которая имеет удивительную плодородную пленку - почву. Как произошла почва? На данный вопрос впервые ответил великий русский ученый-энциклопедист М. В. Ломоносов в 1763 ᴦ. в своем знаменитом трактате ʼʼО слоях землиʼʼ. Почва, писал он, не первозданная материя, а произошла она ʼʼот согнития животных и растительных тел... долготою времениʼʼ. В. В. Докучаев (1846-1903) в классических работах о почвах России впервые стал рассматривать почву как динамическую, а не инертную среду. Он доказал, что почва не мертвый организм, а живой, населенный многочисленными организмами, она сложна по своему составу. Им было выявлено пять главных почвообразующих факторов, к которым относятся климат, материнская порода (геологическая основа), топография (рельеф), живые организмы и время.
В настоящее время проводятся значительные исследования, направленные на совершенствование методов управления почвой и сельского хозяйства. По мере роста численности населения спрос на продовольственные ресурсы будет возрастать, а поддержание здоровых почв будет иметь решающее значение для минимизации эрозии и поддержания плодородия и продуктивности почвы.
Коллекции почв Национальная лаборатория Оук-Ридж предлагает множество данных о типах и характеристиках почв, ежегодном дыхании почвы и почвенной воде, органическом углероде и азоте, а также базе данных о северных и среднеширотных почвах. Этот документ, подготовленный Министерством сельского хозяйства США, объясняет почвообразование и свойства, почвенные горизонты, информацию о почвоведении и многое другое. Концепции качества почвы Служба охраны природных ресурсов обеспечивает обзор качества почвы, а также предоставляет ссылки для получения дополнительной информации.
Очень сложные химические, физические, физико-химические и биологические процессы протекают в поверхностном слое горных пород на пути их превращения в почву. Н. А. Качинский в своей книге ʼʼПочва, ее свойства и жизньʼʼ (1975) дает следующее определение почвы: ʼʼПод почвой нужно понимать все поверхностные слои горных пород, переработанные и измененные совместным воздействием климата (свет, тепло, воздух, вода), растительных и животных организмов, а на окультуренных территориях и деятельностью человека, способные давать урожай. Та минеральная порода, на которой почва образовалась и которая как бы родила почву, принято называть материнской породойʼʼ.
Питательные вещества в почве Департамент сельского хозяйства Северной Каролины дает полезное объяснение макроэлементов и микроэлементов в почве и той роли, которую они играют в растении. Департамент сельского хозяйства предоставляет самую полную информацию о последнем законопроекте о ферме.
Почва и рельеф. Погодные и климатические особенности наземно-воздушной среды
История законопроекта о ферме Этот сайт содержит краткое описание важного законодательства о земле. На веб-сайте Службы охраны природных ресурсов Департамента сельского хозяйства содержится раздел по почвенному образованию, который включает ресурсы для учителей и студентов.
По Г. Добровольскому (1979), ʼʼпочвой следует называть поверхностный слой земного шара, обладающий плодородием, характеризующийся органо-минеральным составом и особым, только ему присущим профильным типом строения. Почва возникла и развивается в результате совокупного воздействия на горные породы воды, воздуха, солнечной энергии, растительных и животных организмов. Свойства почвы отражают местные особенности природных условийʼʼ. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, свойства почвы в своей совокупности создают определенный экологический режим ее, основными показателями которого служат гидротермические факторы и аэрация.
Деятельность варьируется от свойств почвы и химии до картирования почв. Уроки и деятельность Общество почвоведения Америки предоставляет уроки как по текстуре и цвету почвы. Текстура почвы В этом уроке учащиеся сравнивают текстуру почвы, основанную на физических характеристиках частиц почвы.
А.с. степановских - экология
Почва вездесущ в нашей жизни, и, казалось бы неисчерпаемый: будь как сельского и лесного хозяйства области или запечатанный с асфальтом или жилых зданий. Почвы поставляют нам продукты питания и корма, а также возобновляемое сырье. Они связывают питательные вещества, являются одним из крупнейших хранилищ углерода в мире и таким образом вносят значительный вклад в защиту климата. Почвы очищают и хранят воду и являются важным строительным блоком для защиты от наводнений.
В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (обычно 50 - 60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15 -25%) и вода (25-35%).
Минеральная основа (минеральный скелет) почвы - это неорганический компонент, образовавшийся из материнской породы в результате ее выветривания. Минеральные фрагменты, образующие вещество почвенного скелета͵ различны - от валунов и камней до песчаных крупинок и мельчайших частиц глины. Скелетный материал обычно произвольно разделяют на мелкий грунт (частицы менее 2 мм) и более крупные фрагменты. Частицы меньше 1 мкм в диаметре называют коллоидными. Механические и химические свойства почвы в основном определяются теми веществами, которые относятся к мелкому грунту.
Однако значение почвы как естественной основы жизни угасло с изменением сельского общества в промышленном и сервисном обществе среди многих граждан. Выставка «почва - основа жизни» поддерживает власть по сохранению почвы и муниципалитеты в их работе, чтобы принести цели защиты почвы для более широкой аудитории ближе.
На выставке представлен обзор чувствительной почвы микромира и почвенных ландшафтов, происходящих в Баден-Вюртемберге. Он также показывает, как почва устойчиво защищена и как ее можно освободить от загрязненных участков или переработать. Приводятся примеры успешной переработки отходов.
Структура почвы определяется относительным содержанием в ней песка и глины. На рис. 5.37 изображен стандартный ʼʼтреугольник почвенной структурыʼʼ и указаны границы одиннадцати структурных классов.
Рис. 5.37. Треугольная диаграмма классов почв (по Б. Небелу 1993).
Идеальная почва должна содержать приблизительно равные количества глины и песка с частицами промежуточных размеров. В этом случае образуется пористая, крупитчатая структура, и почва принято называть суглинками. Οʜᴎ обладают достоинствами двух крайних типов почв и не имеют их недостатков. Средне- и мелкоструктурные почвы (глины, суглинки, алевриты) обычно более пригодны для роста растений благодаря содержанию в достаточном количестве питательных веществ и способности удерживать воду.
Наземно-воздушная среда жизни
Отдельный раздел выставки посвящен особый тип почвы, среда обитания многих высокоразвитых исчезающих видов и в качестве важного поглотителя углерода вносит неоценимый вклад в защиту климата: Мур. Они покрывают только три процента поверхности суши, но они хранят 20 процентов углерода. При дренажном и сельскохозяйственном использовании болот парниковые газы выделяются в больших количествах. Сохранение неповрежденной Мур и активных повторного заболачивания неиспользованных торфяных почв оказывает существенное влияние на биоразнообразие и является одним из наиболее эффективных мер по смягчению последствий.
В почве, как правило, выделяют три базовых горизонта͵ различающиеся по морфологическим и химическим свойствам:
1. Верхний перегнойно-аккумулятивный горизонт (А), в котором накапливается и преобразуется органическое вещество и из которого промывными водами часть соединений выносится вниз.
2. Горизонт вымывания, или иллювиальный (В), где оседают и преобразуются вымытые сверху вещества. 3. Материнскую породу или горизонт (С), материал которой преобразуется в почву. В пределах каждого горизонта выделяют более дробные слои, также сильно различающиеся по свойствам (рис. 5.38).
Выставка выделяет шесть аспектов свертывания. Разумеется, выставочная часть «Мур» может сочетаться с другими элементами выставки по защите почв и загрязненным участкам. Почва является фундаментальным ресурсом для нашего выживания. Это очень важный источник пищи из-за выращиваемых в нем культур, а также потому, что наша жизнь вращается вокруг расположения территории.
Исследователь объясняет, что «мы хотим знать, как быстро теряется почва, но очень трудно измерить эрозию изменчивости ландшафта». Почва теряется очень быстро, особенно когда идет дождь, потому что у местности нет какой-либо защиты. Из возможных причин, которые приводят к этому явлению, наиболее важным является тот, который вызван водой и основной мерой, которая позволяет защитить почву, является сохранение растительности, поскольку это уменьшает воздействие капли и прерывает поток вода. Кроме того, хотя сорняки могут уменьшить производство культурных растений, Хуан Висенте Гиралдез указывает, что они также «защищают почву, которая их поддерживает».
Рис. 5.38. Обобщенная схема почвенного профиля
Основные типы почв. К основным типам почв на территории России относятся черноземы, подзолистые, дерновоподзолистые, подзолисто-болотные, болотные, серые лесостепные, пойменные, солончаки, солонцы, солоди и др.
Чтобы избежать вредного воздействия на сельское хозяйство, целесообразно «хранить сорняки в сезон дождей, а затем утилизировать их, чтобы они не конкурировали с растениями, выращенными весной и летом», как известно многим фермерам. Ущерб, причиненный эрозией, во многом объясняется эксплуатацией почвы сельским хозяйством, поэтому необходимо повысить осведомленность общества в целом о смягчении этих убытков и предотвращении экологических катастроф. Исследования, подобные этой команде Кордована, могут обеспечить свет, чтобы знать феномен и избежать его.
Химизм почв частично определяется минеральным скелетом, частично органическим веществом, о котором речь пойдет несколько ниже. Большая часть минеральных компонентов представлена в почве кристаллическими структурами. Это устойчивые продукты выветривания материнской породы. Песок и алеврит состоят главным образом из кварца (SiO 2), называемого также кремнеземом. Кремнезем служит источником силикат-ионов (SiO 4 4 -), которые обычно соединяются с катионами, особенно с катионами алюминия (Al 3+) и железа (Fe 3+ , Fe 2+), и образуют электронейтральные кристаллы. Силикаты являются преобладающими почвенными минералами.
Большую роль в удержании воды и питательных веществ играет особенно многочисленная и важная группа илистых минералов. Большинство их встречается в виде мельчайших плоских кристаллов, часто шестиугольной формы, образующих в воде коллоидную суспензию. В связи с очень малыми размерами частиц почвенные коллоиды имеют огромную суммарную поверхность - на 1 см 3 почвы около 6 тыс. м 2 , или более половины гектара. Этим объясняется их большая способность к физической адсорбции - поглощению и удержанию воды, растворенных в ней питательных веществ на своей поверхности. Физическая адсорбция определяет поглотительную способность почвы. Данная часть почвы (коллоиды и тончайшие частицы ила) получила название почвенного поглощающего комплекса.
Для почвы характерна биогенная аккумуляция химических элементов под влиянием растительности, которая отсутствует в коре выветривания. Подвижность ряда элементов фосфора, калия, кремния и др.
Размещено на реф.рф
в процессах выветривания и биогенной аккумуляции различна. Химизм почвенного раствора
является для почвенных организмов экологическим фактором первостепенной важности. Так, на рост растений оказывает значительное влияние реакция почвенного раствора (рН), связанная с содержанием в почве кислот (угольная кислота͵ фульвокислоты в глеево-подзолистых почвах) или щелочей (сода в солонцах). Реакция сильно зависит и от состава ионов, входящих в почвенный поглощающий комплекс. Обилие ионов водорода или алюминия вызывает кислую реакцию, ионов натрия - щелочную. Высокой кислотностью отличаются подзолистые и болотные почвы, щелочностью - солонцы. Черноземы имеют реакцию, близкую к нейтральной.
Для почвенного питания растений исключительно важен солевой режим почвы, характеризующийся содержанием и доступностью в почвенном растворе солей элементов, необходимых для жизнедеятельности растений (азота͵ калия, фосфора, кальция, серы, железа и др.). Такие вещества, как железо, алюминий, обычно содержатся в почве в достаточных количествах для питания растений, другие - азот, фосфор, калий - потребляются растениями в небольших дозах, часто оказываются в недостатке. Стоит сказать, что для нормального течения многих физиологических процессов растения существенное значение имеет обеспеченность почвы микроэлементами - медью, бором, марганцем, цинком и др.
Размещено на реф.рф
25% всех почв нашей планеты в какой-либо мере засолено. Избыток солей в почвенном растворе токсичен для большинства растений. Наиболее вредны легкорастворимые соли, без труда проникающие в цитоплазму: NaCl, MgCl 2 , CaCl 2 . Менее токсичны труднорастворимые соли: CaSO 4 , MgSO 4 , CaCO 3 .
Среди разных типов засоленных почв основные - солончаки и солонцы, имеющие неодинаковый солевой и водный режимы. Солончаки -
это почвы, постоянно и сильно увлажненные солеными водами вплоть до поверхности, к примеру, вокруг горько-соленых озер.
Размещено на реф.рф
Концентрация солей в почвенном растворе достигает нескольких десятков процентов. Ионы натрия находятся не только в растворе, но и насыщают коллоиды почвенного поглощающего комплекса. Летом с поверхности солончаки высыхают, покрываясь корочкой солей. Солонцы
с поверхности не засолены, верхний слой выщелоченный, бесструктурный. Нижние горизонты уплотнены и насыщены ионами натрия, при высыхании растрескиваются на столбы, глыбы и т. д. Водный режим характеризуется резкими изменениями: весной из-за водонепроницаемости часто наблюдается поверхностное застаивание влаги, летом - сильное пересыхание. Есть ряд промежуточных типов почв: солончаковатые солонцы, солонцеватые, со-лончаковатые и т. д.
Органическое вещество почвы. Животные и растения, обитающие на почве и в почве, постоянно воздействуют на субстрат, забирая у него питательные вещества. По этой причине каждый раз нарушается только что установившееся химическое равновесие в почве, происходит дальнейшее углубление процессов разложения и выветривания.
Из отмерших растений образовавшаяся органическая субстанция попадает в виде опада листвы и хвои в почву, перерабатывается микроорганизмами и превращается непосредственно или через животные организмы в почвенный гумус. Таким путем она вновь вовлекается в минеральный или пищевой круговорот и должна быть в обновленном виде усвоена растениями.
Каждому типу почв соответствует определенный животный мир и определенная растительность. Отмирающие или уже отмершие организмы или их части накапливаются на поверхности и внутри почвы, образуя органическое вещество. Совокупность живущих в почве организмов называют эдафоном (рис. 5.39).
Несмотря на то, что число микроорганизмов в I дм 3 почвы измеряется миллионами, в общей массе они составляют только 5% суммарного количества органических соединений. Минеральная субстанция почвы занимает 93%. Органическое вещество почвы, состоящее из отмерших остатков растений и животных, называют гумусом. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, процесс гумусообразования начинается разрушением и измельчением растительной массы и мертвого животного вещества. Этот процесс осуществляется позвоночными животными при обязательном участии грибов и бактерий. К таким жувотным относятся: фитофаги, питающиеся тканями живых растений; сапрофагщ потребляющие мертвые вещества растений, некрофаги, питающиеся трупами животных; хищники, поедающие живых животных; копрофаги, уничтожающие экскременты животных. Все они составляют сложную систему, получившую название сапрофильного комплекса животных.
Эдафон
Рис. 5.39. Общий состав верхнего слоя почвы и его эдафона
(по В. Тишлеру, 1955)
Большую роль в разрыхлении почвы, механическом перемещении органического и минерального вещества играют подвижные почвенные животные (дождевые черви, грызуны и др.). В круговороте веществ в почве растения синтезируют органическое вещество.
Животные производят механическое и биохимическое разрушение его и тем самым подготавливают его для гумусообразования. Микроорганизмы синтезируют почвенный гумус и затем разлагают его.
Гумус различают по виду, форме и характеру составляющих его элементов (табл. 5.4).
