Файл: Учебное пособие для обучающихся по направлению подготовки 21. 03. 02 Землеустройство и кадастры.pdf

18 тания. В гумидных условиях они стимулируют заболевание, а в аридных – засоление. Наиболее благоприятными свойствами для возделывания сельско- хозяйственных культур обладают легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы.
К гранулометрическому составу почв растения относятся неодинаково.
Например, картофель, кукуруза, гречиха, просо, сорго, люпин дают устойчи- вые урожаи на супесчаных почвах, пшеница, ячмень, сахарная свекла, капус- та – на среднесуглинистых, а овѐс – на глинистых.
От гранулометрического состава зависят определенные адаптации. Так, у крота лапы лопатообразные. Он роет лишь мягкую, податливую почву, с большим количеством дождевых червей. У животных обитающих на песча- ных почвах, пальцы удлиненные, отороченные щитками, а у живущих на сильнокаменистых и в особенности камнях пальцы укороченные, одетые когтями или копытами.
Температура почв сильно влияет на продуктивность растений. Семена различных сельскохозяйственных культур прорастают только в определен- ных температурных интервалах. Например, температурный оптимум прорас- тания семян пшеницы, ячменя, ржи составляет 25…31ºС, подсолнечника –
31...37, хлопчатника, риса, тыквы – 37…44ºС. От температуры почв зависит жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, и для большинства из оп- тимальная температура колеблется от 25 до 30ºС.
Холодные почвы характеризуются низкой температурой, коротким веге- тационным периодом. Низкие температуры обусловливают избыточное ув- лажнение, кислую реакцию, низкую интенсивность нитрификации. К таким почвам приурочены психлорофиты, из них – в основном стелющиеся деревья и кустарники, густорозеточные дерновинные травы
В связи со слабой теплопроводностью почв их тепловой режим довольно стабилен. Зимой температура почвы выше температуры воздуха, а летом – ниже. Суточные колебания наблюдаются в основном до глубины 1 м, но они малы. Стабильность температуры весьма важна для почвенных животных.
Некоторые личинки (например, мраморного хруща) перемещаются по поч- венным горизонтам вертикально за тепловой волной (зимой – на глубину 50 см, в конце апреля – до 10 см). Этим пользуются лисицы, барсуки, ежи, кото- рые их выкапывают и поедают.
Влажность почв важна не только для растений, но и для животных. Оп- тимальное развитие растений, жизнь почвенных микроорганизмов и живот- ных возможны лишь при нормальной влагообеспеченности почв. На почвах с промывным водным режимом распространены тропические леса, водораз- дельные и пойменные луга, леса умеренной зоны; на почвах с непромывньм водным режимом в засушливых районах, где преобладает испаряемость, сте- пи, полупустыни, пустыни (для развития культурных растений таких услови- ях необходимо орошение). В одной и той же зоне растения в сухих местооби- таниях проходят фенологическое развитие быстрее, чем во влажных (у тип- чака – на 10..15 дней).

19
Животные также чутко реагируют на влажность почв. Фауна беспозво- ночных богаче в оптимальных по влажности условиях. Грызуны в пустынях летом выкапывают глубокие норы до тех горизонтов илислоев почвогрунтов, которые содержат больше влаги. Кроты отсутствуют на почвах с близкими грунтовыми водами, на рисовых и орошаемых полях. Энхитреиды активны только в устойчиво влажной среде. Мокрицы и многоножки гибнут, если от- носительная влажность ниже 100%.
Организмы относятся неодинаково и к реакции почв: ацидофилы – рас- тения кислых почв (рН 4,6…5,5), базофилы – щелочных (рН 7,1...8,5), ней- трофилы – растения почв с нейтральной реакцией (рН 6,6...7,0) или с близкой к нейтральной (рН 5,6...6,5), индифферентные – произрастают на почвах с разными значениями рН. Сильнокислая (рН < 4,5) и сильнощелочная (рН >
8,5) реакция угнетающе действует на растения. Пшеница хорошо развивается при рН 6,5...7,5, кукуруза, сахарная свекла – при нейтральной реакции, кар- тофель – примерно при рН 5, рожь, овес – при рН 5...6, люцерна – при ще- лочной среде (рН 8,0...8,5). Для большинства растений наиболее благоприят- на нейтральная и близкая к нейтральной реакция.
Микро- и макрофауна также весьма чувствительна к реакции почв. Так, проволочные черви в больших количествах обитают на почвах с рН 4,0...5,2, а наземные моллюски – с рН 7,2.
Химический состав почв определяет их потенциальное плодородие. По отношению к плодородию почв выделяют следующие группы растений: эут- рофы (предпочитают плодородные почвы), олиготрофы (способны расти на бедных почвах), мезотрофы (произрастают на почвах среднего плодородия), нитрофилы (требуют почв, богатых азотом), галофиты (хорошо растут на за- соленных почвах); петрофиты, или литофиты (растут на каменистых почвах), псаммофиты (способны расти на сыпучих песках).
Засоление почв отрицательно влияет на растительность. Более токсич- ны растворимые соли (Na
2
СО
3
, NаСl, Nа
2
SО
4
, MgСl
2
,СаСl
2
), легко прони- кающие в цитоплазму, менее токсичны труднорастворимые соли (СаSO
4
,
MgSO
4
, СаСО
3
). Более вредное засоление – содовое и хлоридное, менее вред- ное – сульфатное. Сильное засоление нарушает нормальное водоснабжение растений, азотный обмен, замедляет синтез белков, подавляет процессы рос- та. Однако растения-галофиты, для которых свойственна высокая сосущая сила из-за повышенных концентраций клеточного и осмотического давления, способны развиваться даже на солончаках. Наибольшей солеустойчивостью характеризуются ячмень, сахарная свекла, клевер, хлопчатник; средней – пшеница, овес, кукуруза, томаты, капуста, морковь, лук, шпинат; слабой – фасоль, сельдерей, яблоня, вишня.
Воздушный режим почв – весьма существенный фактор для живых ор- ганизмов. Воздух необходим для дыхания, с участием воздуха протекают фи- зиологические процессы в корнях растений. Растения развиваются нормаль- но, когда влага содержится в мелких и средних порах, а воздух – в крупных.
В почвенном воздухе количество диоксида углерода колеблется от 0,03 – 0,05 до 10…20% (чаще 5…10%), а кислорода – от 0 до 21%. Кислород поглощают

20 для дыхания корни растений, почвенные микроорганизмы иживотные, этот элемент расходуется при абиотических процессах. Интенсивность его по- глощения зависит от живых организмов, обитающих в почве, температуры, влажности, реакции почв других факторов. При свободном доступе кислоро- да развиваются аэробные бактерии, а при отсутствии – анаэробные.
Орографические факторы. Они играют важнейшую роль в перерас- пределении осадков на различных элементах рельефа. На ровных территори- ях водоразделов формируются зональные типичные почвы, а в понижениях в связи с дополнительным притоком воды – гидроморфные; на повышениях и склонах осадки стекают, вызывая эрозию. От экспозиции склонов зависит тепловой режим почв, северные склоны получают значительно меньше теп- ла, чем южные. В соответствии с распределением влаги и тепла развиваются определенные экосистемы со своеобразными сообществами микроорганиз- мов, растений и животных.
Под биотическими факторами понимают различные формы взаимо- действия между особями и популяциями, или совокупность влияний жизне- деятельности одних организмов на другие. Среди них выделяют зоогенные
(влияние животных), фитогенные (влияние растений) и микробиогенные
(влияние микроорганизмов) факторы. Взаимоотношения организмов (коак- ции) весьма разнообразны они бывают простыми и сложными, кратковре- менными и постоянным, прямыми и косвенными. Так, растения, создавая ор- ганическое вещество, обеспечивают другие живые организмы энергией, вер- нее служат для них пищей. Животные требовательны к составу и качеству пищи: питаются растениями (или животными) одного вида (монофаги), рас- тениями ограниченного круга видов (олигофаги), растениями многих видов
(полифаги).
Взаимоотношения могут быть внутривидовыми и межвидовыми. Взаи- модействия между особями одного вида называют гомотипическими реак- циями. Онизависят от численности и плотности популяции. При этом наи- большую роль играет внутривидовая конкуренция за пищу, местообитание и другие условия существования. Внутривидовая конкуренция стабилизирует популяции в результате увеличения смертности особей, приостановки их роста. Особенно большую роль играет конкуренция в ограничении численно- сти популяции, когда взрослые особи защищают территорию в одиночку или парами (многие птицы и млекопитающие).
Взаимодействия между особями разных видов называют гетеротипиче-
скими реакциями. Они могут быть симбиотическими и антагонистическими.
Основные типы взаимодействия между видами конкуренция, мутуализм, комменсализм, нейтрализм, протокооперация, аменсализм, паразитизм, хищ- ничество, антибиоз.
Эти факторы обусловлены деятельностью человека, точнее, совокупно- стью разнообразных его воздействий на окружающую среду, растения, жи- вотных, экосистемы. К химическим антропогенным факторам относятся выбросы в воздушный бассейн диоксида углерода, диоксида серы, фреонов, тяжелых металлов, углеводородов и других веществ, поступающих от про-

21 изводства, транспорта, теплоэнергетики; сброс сточных вод промышлен- ными предприятиями, коммунально-бытовым и сельским хозяйством в водные бассейны; загрязнение почв различными тяжелыми металлами и радионуклидами, которые затем попадают в воды, сельскохозяйственные растения и по пищевой цепи в организм животных и человека. Многие виды деятельности людей вносят в экосистемы существенные помехи. Так, при- менение гербицидов для уничтожения сорняков приводит к гибели не толь- ко этих растений, но и насекомых. Вырубка лесов, распашка целинной сте- пи уничтожают экосистемы. Эрозия, засоление почв, горные выработки, ур- банизация прерывают на значительных территориях биологический круго- ворот веществ, снижают общую биомассу. Вмешательство человека в есте- ственные процессы изменяет состав биосферы, круговорот и баланс ее ком- понентов в связи с выбросом в атмосферу, воду различных веществ, созда- нием отвалов, изъятием ископаемых; структуру земной поверхности из-за вырубки лесов, распашки, мелиорации, затоплений и др.; энергетический баланс; растительный и животный мир (создание новых сортов растений и пород животных, перемещение их на новые территории).
Численность популяций некоторых организмов может периодически возрастать или снижаться, однако от этого система в целом не выходит из равновесия. Подвижно-стабильное равновесие экосистем, вернее, их спо- собность противостоять изменениям среды и сохранять состояние равнове- сия называют гомеостазом (греч. homoios – подобный, statos – неподвиж- ный). Такое состояние поддерживается тем, что природная экосистема от- крыта, к автотрофам постоянно поступают лучистая энергия, химические элементы, а накопление сопровождается распадом.
Поддержание экологического гомеостаза осложняется тем, что он дол- жен носить динамический характер, так как потребности организмов и ок- ружающая среда непрерывно развиваются, следовательно, изменяются и взаимоотношения организмов со средой. Например, потребность в энергии, ее расход на процессы жизнедеятельности должны находиться в соответст- вии с наличием данного ресурса в природе и его продуцированием изнутри.
В связи с необходимостью поддерживать динамическое равновесие с окру- жающей средой под действием естественного отбора возникает комплекс разнообразных адаптации. Адаптации– это выработанные в процессе эво- люции и закрепленные наследственно особенности живых организмов, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность при динамических абио- тических и биотических факторах. Адаптации могут быть морфологически- ми (например, растения пустынь лишены листьев, что способствует умень- шению потерь влаги), физиологическими (особенности набора ферментов в пищеварительном тракте животных), экологическими (различные приспо- собительные особенности поведения, например создание убежищ, суточные и сезонные кочевья птиц и др.).
Равновесие, или устойчивость, следует рассматривать в динамике исто- рического развития с учетом случайных и периодических изменений) Биоце- ноз приспосабливается в результате отбора видов к условиям существования

22 и сам изменяет эти условия в свою пользу, обеспечивая их относительную стабильность.
Для правильного определения характера взаимоотношений между ор- ганизмами нужно знать основные законы и правила экологии.
Закон минимума Ю. Либиха: жизненные возможности организмов и экосистем определяются экологическими факторами, количество и качество которых близки к необходимому минимуму.
Закон толерантности, или выносливости, В. Шелфорда: лимити- рующим фактором процветания организмов (видов) может быть и максимум экологического воздействия. Диапазон между минимумом и максимумом экологического фактора определяет выносливость (толерантность) организ- мов к нему. Точнее, избыток определенного элемента или вещества отрица- тельно влияет на жизнеспособность организмов. Так, при избытке воды корни растений задыхаются, гниют, при недостатке воды растения вянут.
Закон внутреннего динамического равновесия: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем в их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из них вы- зывает сопутствующие функционально-структурные количественные и ка- чественные перемены, при этом сохраняется общая сумма качеств системы, где происходят такие преобразования.
Вернадского'>Закон константности В. И. Вернадского: для данного геологического периода количество живого вещества биосферы – постоянная величина, т.е. увеличение количества живого вещества в одном из регионов приводит к одинаковому снижению в другом, хотя и неравнокачественно.
Закон пирамиды энергии Р. Линдемана, или правило десяти про-
центов: с одного трофического уровня на другой в среднем переходит 10% энергии, что не ведет к неблагоприятным последствиям для теряющего энер- гию трофического уровня или всей экосистемы.
Закон одного процента: изменение энергетики природной системы в среднем на 1% выводит экосистему из состояния равновесия.
Закон
максимума
биогенной
энергии
Вернадского–
Бауэра:биосистемы, находясь в состоянии динамического равновесия с ок- ружающей средой и эволюционно развиваясь, увеличивают воздействие на среду.
Закон необратимости эволюции Л. Долло: любой организм, популя- ция, вид не могут вернуться к состоянию предков.
Закон ограниченности природных ресурсов: все природные ресурсы, в том числе и солнечная энергия, конечны.
Закон сукцессионного замедления: в зрелых стабильно-равновесных экосистемах процессы замедляются. Например, мелиорация увеличивает продуктивность агроэкосистем на первом этапе, со временем прирост про- дукции снижается, устанавливаясь на определенном уровне при новом ус- тойчивом состоянии системы.
Закон равнозначности всех условий жизни: все природные условия среды, необходимые для жизни, равнозначны.