Biologinen maaperän elinympäristö. Maaperän ympäristön yleiset ominaisuudet. Maaperän ominaisuus elinympäristönä

Perinnöllisyys ja ympäristön vaikutus Mikä on synnynnäisen ja hankitun suhde psyykessä ja käyttäytymisessä, ei ole vain biologiakysymys. Tämä on ikuinen kysymys, koska vastauksen siihen määrää ihmisen maailmankuva. (Juuri - maailmankuva, ei maailmankatsomus.

Abstraktin viimeisteli opiskelijaryhmä ELK - 11

Venäjän federaation opetusministeriö

Habarovskin valtion teknillinen yliopisto

Habarovsk 2001

Maa-ilma-ympäristö.

Ilmakehä (kreikan kielestä atmos - höyry ja sphaira - pallo), maan kaasumainen kuori tai mikä tahansa muu kappale. Maan ilmakehän tarkkaa ylärajaa on mahdotonta osoittaa, koska ilman tiheys laskee jatkuvasti korkeuden mukana. Lähestymme aineen tiheyttä, joka täyttää planeettojen välisen avaruuden. Ilmakehästä on jälkiä maan säteen luokkaa olevissa korkeuksissa (noin 6350 kilometriä). Ilmakehän koostumus muuttuu vain vähän korkeuden mukana. Ilmakehässä on selvästi ilmaistu kerrosrakenne. Ilmakehän pääkerrokset:

Troposfääri - 8-17 km korkeuteen asti. (leveysasteesta riippuen); kaikki vesihöyry ja 4/5 ilmakehän massasta keskittyy siihen, ja kaikki sääilmiöt kehittyvät. Troposfäärissä erottuu 30–50 m paksuinen pintakerros, joka on suoran maanpinnan vaikutuksen alaisena.

Stratosfääri on kerros troposfäärin yläpuolella noin 40 kilometrin korkeuteen asti. Sille on ominaista lämpötilan lähes täydellinen muuttumattomuus korkeudessa. Sen erottaa troposfääristä siirtymäkerros - tropopaussi, noin 1 km paksu. Stratosfäärin yläosassa havaitaan otsonin maksimipitoisuus, joka imee suuren määrän Auringon ultraviolettisäteilyä ja suojaa Maan elävää luontoa sen haitallisilta vaikutuksilta.

Mesosfääri - kerros 40-80 km; sen alaosassa lämpötila nousee +20 astetta +30 asteeseen, yläosassa se laskee lähes -100 asteeseen.

Termosfääri (ionosfääri) - 80 - 800 - 1000 km pitkä kerros, jolla on lisääntynyt kaasumolekyylien ionisaatio (vapaasti tunkeutuvan kosmisen säteilyn vaikutuksesta). Muutokset ionosfäärin tilassa vaikuttavat maan magnetismiin, aiheuttavat magneettisia myrskyjä, vaikuttavat radioaaltojen heijastumiseen ja absorptioon; se tuottaa napavaloja. Ionosfäärissä erotetaan useita kerroksia (alueita), joilla on suurin ionisaatio.

Eksosfääri (sirontapallo) - yli 800 - 1000 km korkea kerros, josta kaasumolekyylit hajoavat avaruuteen.

Ilmakehä välittää 3/4 auringon säteilystä ja viivästyttää maan pinnan pitkäaaltosäteilyä, mikä lisää maapallon luonnollisten prosessien kehittämiseen käytettävän lämmön kokonaismäärää.

Hengittämämme ilmassa (ilmakehässä) on valtava määrä haitallisia aineita. Nämä ovat kiinteitä nokihiukkasia, asbestia, lyijyä ja suspendoituneita nestemäisiä hiilivetyjen ja rikkihapon pisaroita ja kaasuja: hiilimonoksidia, typen oksideja, rikkidioksidia. Kaikilla näillä ilman epäpuhtauksilla on biologinen vaikutus ihmiskehoon.

Sumu (englannin kielestä savu - savu ja sumu - sumu), joka häiritsee ilman normaalia tilaa monissa kaupungeissa, syntyy ilmassa olevien hiilivetyjen ja autojen pakokaasuissa olevien typen oksidien välisen reaktion seurauksena.

Tärkeimmät ilmansaasteet, joita UNEP:n mukaan päästävät vuosittain jopa 25 miljardia tonnia, ovat:

Rikkidioksidi ja pölyhiukkaset - 200 miljoonaa tonnia / vuosi;

Typen oksidit - 60 miljoonaa tonnia / vuosi;

Hiilioksidit - 8000 miljoonaa tonnia / vuosi;

Hiilivedyt - 80 miljoonaa tonnia / vuosi.

Pääsuunta ilma-altaan suojelemisessa haitallisten aineiden aiheuttamalta saastumiselta on uuden jätteetön teknologian luominen suljetuilla tuotantosyklillä ja raaka-aineiden integroidulla käytöllä.

Monet toimivat yritykset käyttävät teknologisia prosesseja avoimilla tuotantosyklillä. Tässä tapauksessa pakokaasut puhdistetaan pesureilla, suodattimilla jne. ennen kuin ne päästetään ilmakehään. Tämä on kallis tekniikka, ja vain harvoissa tapauksissa jätekaasuista uutettujen aineiden kustannukset voivat kattaa käsittelylaitosten rakentamis- ja käyttökustannukset.

Adsorptio-, absorptio- ja katalyyttiset menetelmät ovat yleisimpiä kaasunpuhdistuksessa.

Teollisuuskaasujen saniteettipuhdistukseen sisältyy puhdistus CO2:sta, CO:sta, typen oksideista, SO2:sta, suspendoituneista hiukkasista.

Kaasun puhdistus CO2:sta

Kaasun puhdistus CO:sta

Kaasujen puhdistus typen oksideista

Kaasun puhdistus SO2:sta

Kaasujen puhdistus suspendoituneista hiukkasista

Vesiympäristö.

Hydrosfääri (sanasta hydro ... ja sphere), maan katkonainen vesikuori, joka sijaitsee ilmakehän ja kiinteän maankuoren (litosfääri) välissä; edustaa valtamerten, merien, järvien, jokien, soiden ja pohjaveden kokonaisuutta. Hydrosfääri peittää noin 71 % maan pinnasta; sen tilavuus on noin 1370 miljoonaa km3 (1/800 planeetan kokonaistilavuudesta); paino 1,4 x 1018 tonnia, josta 98,3 % on keskittynyt valtameriin ja meriin. Hydrosfäärin kemiallinen koostumus lähestyy meriveden keskimääräistä koostumusta.

Makean veden määrä on 2,5 % kaikesta planeetan vedestä; 85% - merivesi. Makean veden varannot jakautuvat erittäin epätasaisesti: 72,2% - jäätä; 22,4 % - pohjavesi; 0,35 % - ilmakehä; 5,05 % - jokien ja järvien vesien kestävä virtaus. Veden osuus, jota voimme käyttää, on vain 10-2 % kaikesta makeasta vedestä maapallolla.

Ihmisen taloudellinen toiminta on johtanut vesien määrän huomattavaan vähenemiseen maa-altaissa. Pohjaveden tason alentaminen heikentää ympäröivien tilojen tuottavuutta.

Suolojen määrän mukaan vesi jaetaan: tuoreeseen (<1 г/л солей), засоленную (до 25 г/л солей) и соленую (>25).

Luonnonvesien huonontuminen liittyy ensisijaisesti suolapitoisuuden lisääntymiseen. Mineraalisuolojen määrä vesissä kasvaa jatkuvasti. Pääsyy vesien suolapitoisuuteen on metsien tuhoutuminen, arojen kyntäminen ja laiduntaminen. Samaan aikaan vesi ei viipyy maaperässä, ei kostuta sitä, ei täydennä maaperän lähteitä, vaan vierii jokien läpi mereen. Viimeaikaisia ​​toimenpiteitä jokien suolapitoisuuden vähentämiseksi ovat mm. metsien istuttaminen.

Viemäriveden määrä on valtava. Vuoteen 2000 mennessä se oli 25 - 35 km3. Kastelujärjestelmät kuluttavat yleensä 1-2 tuhatta m3/ha, niiden mineralisaatio on jopa 20 hl. Teollisuuden jäteveden osuus veden mineralisaatiossa on valtava. Vuoden 1996 tietojen mukaan Venäjällä prom. valuma oli yhtä suuri kuin Kubanin kaltaisen suuren joen valuma.

Veden kulutus kasvaa jatkuvasti sekä teollisuuden että kotitalouksien tarpeisiin. Yhdysvaltojen mukaan miljoonan asukkaan kaupungeissa kulutetaan keskimäärin 200 litraa vettä päivässä henkilöä kohden.

Vesistöjen tilaan vaikuttavat jäteveden pääominaisuudet: lämpötila, epäpuhtauksien mineraloginen koostumus, happipitoisuus, ml, pH, haitallisten epäpuhtauksien pitoisuus. Vesistöjen itsepuhdistumisen kannalta erityisen tärkeä on happijärjestelmä. Jäteveden vesistöihin laskemisen edellytyksiä säännellään "pintavesien suojelua jäteveden aiheuttamalta pilaantumiselta koskevilla säännöillä". Jätevedelle on tunnusomaista seuraavat ominaisuudet:

Veden sameus;

Veden väri;

Kuiva jäännös;

Happamuus;

Jäykkyys;

Liukoinen happi;

biologinen hapentarve.

Muodostumisolosuhteista riippuen jätevesi jaetaan kolmeen ryhmään:

Kotitalouksien jätevesi;

Ilmakehän jätevesi;

Teollisuuden jätevesi;

Vedenpuhdistusmenetelmät. Puhdas jätevesi on vettä, joka ei käytännössä ole pilaantunut tuotantoteknologiaan osallistumisen yhteydessä ja jonka poistaminen ilman käsittelyä ei aiheuta vesistön vedenlaatunormien rikkomista.

Pilaantunutta jätevettä ovat käytön aikana eri komponenteilla pilaantuneet ja käsittelemättömät jätevedet sekä puhdistettavat jätevedet, joiden aste on alle normin. Näiden vesien purkaminen aiheuttaa vesistössä veden laatunormien rikkomista.

Lähes aina teollisuusjätevesien käsittely on joukko menetelmiä:

mekaaninen jäteveden käsittely;

kemiallinen puhdistus:

neutralointireaktiot;

hapetus-pelkistysreaktiot;

biokemiallinen puhdistus:

aerobinen biokemiallinen käsittely;

anaerobinen biokemiallinen käsittely;

veden desinfiointi;

erityiset puhdistusmenetelmät;

tislaus;

jäätyminen;

kalvo menetelmä;

ioninvaihto;

jäännösorgaanisen aineksen poistaminen.

Maaperän ympäristö.

Maaperä on maankuoren pintakerros, joka kantaa kasvillisuutta ja on hedelmällistä. Muutokset kasvillisuuden, eläinten (pääasiassa mikro-organismien), ilmasto-olosuhteiden, ihmisen toiminnan vaikutuksesta. Mekaanisen koostumuksen mukaan (maahiukkasten koon mukaan) maaperät erotetaan: hiekkainen, hiekkainen savi (hiekkainen savi), savi (savu), savi. Sukuperän mukaan maaperät erotetaan toisistaan: sota-podzolic, harmaa metsä, chernozem, kastanja, ruskea jne. Maaperän jakautuminen maan pinnalle on vyöhykelakien (vaaka- ja pystysuora) alainen.

Litosfäärin pääasialliset saasteet ovat kiinteät kotitalous- ja teollisuusjätteet. Kiinteää jätettä tulee kaupungissa keskimäärin noin 1 tonni asukasta kohden vuodessa, ja määrä kasvaa joka vuosi.

Kaupungeissa on varattu suuria alueita kotitalousjätteen varastointiin. Jätteet tulee poistaa lyhyessä ajassa hyönteisten ja jyrsijöiden lisääntymisen estämiseksi ja ilman pilaantumisen estämiseksi. Monissa kaupungeissa on kotitalousjätteen käsittelylaitoksia, ja jätteiden täydellinen käsittely mahdollistaa miljoonan asukkaan kaupungin vastaanottavan jopa 1500 tonnia metallia ja lähes 45 tuhatta tonnia kompostia vuodessa. Jätteiden hävittämisen seurauksena kaupunki muuttuu puhtaammaksi, ja lisäksi kaupunki saa lisää alueita kaatopaikkojen miehittämän vapautuneen alueen vuoksi.

Oikein järjestetty teknologinen kaatopaikka on kiinteän yhdyskuntajätteen varasto, joka mahdollistaa jätteiden jatkuvan käsittelyn ilmakehän hapen ja mikro-organismien kanssa.

Kotitalousjätteiden polttolaitoksessa neutraloinnin ohella niiden määrä vähenee maksimaalisesti. On kuitenkin otettava huomioon, että jätteenpolttolaitokset voivat itse saastuttaa ympäristöä, joten niiden suunnittelussa on välttämättä huolehdittava päästöjen käsittelystä. Tällaisten jätteenpolttolaitosten kapasiteetti on noin 720 t/s. ympäri vuoden ja vuorokauden ympäri.

Maaperä- maankuoren löysä pintakerros, joka muuttuu sään vaikutuksesta ja jossa eläviä organismeja asuu. Hedelmällisenä kerroksena maaperä tarjoaa kasvien olemassaolon.

On vaikea vastata kysymykseen, onko maaperä elävää ainetta vai ei, koska siinä yhdistyvät sekä elävien että elottomien muodostumien ominaisuudet. Ei ihme, että V.I. Vernadsky katsoi maaperän olevan niin sanottu bioinertti kappale. Hänen mukaansa maaperä on eloton, inertti aine, jota prosessoi elävien organismien toiminta. Sen hedelmällisyys johtuu rikastettujen ravintoaineiden läsnäolosta.

Kasvit saavat vettä ja ravinteita maaperästä. Lehdet ja oksat, kuolevat, "palaavat" maaperään, missä ne hajoavat ja vapauttavat niissä olevia mineraaleja.

Maaperä koostuu kiinteistä, nestemäisistä, kaasumaisista ja elävistä osista. Kiinteä osa muodostaa 80-98 % maaperän massasta: hiekka, savi, maaperän muodostumisprosessin seurauksena lähtökivestä jääneet lietehiukkaset (niiden suhde kuvaa maaperän mekaanista koostumusta).

Kaasumainen osa- maaperän ilma - täyttää huokoset, jotka eivät ole veden peittämiä. Maaperän ilma sisältää enemmän hiilidioksidia ja vähemmän happea kuin ilmakehän ilma. Lisäksi se sisältää metaania, haihtuvia orgaanisia yhdisteitä jne.

Maaperän elävä osa koostuu maaperän mikro-organismeista, selkärangattomien edustajista (alkueläimet, madot, nilviäiset, hyönteiset ja niiden toukat), kaivavista selkärankaisista. Ne elävät pääasiassa maan ylemmissä kerroksissa, lähellä kasvien juuria, mistä he saavat ravintonsa. Jotkut maaperän eliöt voivat elää vain juurillaan. Maaperän pintakerroksissa elää monia tuhoisia organismeja - bakteereita ja sieniä, pienimmät niveljalkaiset ja madot, termiitit ja tuhatjalkaiset. Hehtaaria kohden hedelmällistä maakerrosta (15 cm paksu) on noin 5 tonnia sieniä ja bakteereja.

Selkärangattomien kokonaismassa maaperässä voi olla 50 q/ha. Sääolosuhteita pehmentävien ruohojen alla niitä on 2,5 kertaa enemmän kuin peltoalueella. Kastemadot kuljettavat vuosittain läpi itsensä 8,5 t / ha orgaanista ainetta (joka toimii humuksen alkutuotteena), ja niiden biomassa on kääntäen verrannollinen maaperän "väkivaltaisuutemme" asteeseen. Nurmen kyntäminen ei siis aina lisää kynnön tuottavuutta laitumiin ja heinäpeltoihin verrattuna.

Monet tutkijat panevat merkille maaperän väliaseman välillä ja. Maaperässä elävät organismit, jotka hengittävät sekä vettä että ilmaa. Valon tunkeutumisen pystygradientti maaperässä on vielä selvempi kuin vedessä. Mikro-organismeja löytyy koko maaperän paksuudelta, ja kasvit (ensisijaisesti niiden juurijärjestelmät) liittyvät ulompiin horisontteihin.

Maaperän rooli on monipuolinen: toisaalta se on tärkeä osallistuja kaikissa luonnonkiertokuluissa, toisaalta se on perusta biomassan tuotannolle. Kasvi- ja eläintuotteiden saamiseksi ihmiskunta käyttää noin 10 % maasta peltomaana ja jopa 20 % laitumena. Tämä on se osa maapallon pinnasta, jota asiantuntijoiden mukaan ei voida enää kasvattaa, vaikka väestönkasvun vuoksi on tarpeen tuottaa yhä enemmän ruokaa.

Mekaanisen koostumuksen (maahiukkasten koon) mukaan maaperät ovat hiekkaista, hiekkaista (savi), savimaista (savi), savea. Sukuperänsä mukaan maaperät jaetaan sota-podzoli-, harmaa-, chernozem-, kastanja-, ruskea- jne.

Maaperää on useita tuhansia lajikkeita, mikä vaatii niiden käytössä poikkeuksellista lukutaitoa. Maaperän väri ja rakenne muuttuvat syvyyden myötä tummasta humuskerroksesta vaaleaksi hiekkaiseksi tai savimaiseksi. Tärkein on humuskerros, joka sisältää kasvillisuuden jäänteitä ja määrää maaperän hedelmällisyyden. Humusrikkaimmissa chernozemeissa tämän kerroksen paksuus on 1-1,5 m, joskus 3-4 m, köyhissä - noin 10 cm.

Ihmiset vaikuttavat tällä hetkellä merkittävästi maapallon maaperään (antropogeeninen vaikutus). Tämä ilmenee ensisijaisesti sen toimintatuotteiden kerääntymisestä maaperään.

Negatiivisia teknogeenisiä tekijöitä ovat mineraalilannoitteiden ja torjunta-aineiden liiallinen levitys maaperään. Kivennäislannoitteiden laaja käyttö maataloustuotannossa aiheuttaa useita ongelmia. Torjunta-aineet estävät maaperän biologista aktiivisuutta, tuhoavat mikro-organismeja, matoja ja vähentävät maaperän luonnollista hedelmällisyyttä.

Maaperän suojelu ihmisiltä on paradoksaalisesti yksi tärkeimmistä ympäristöongelmista, koska maaperässä olevat haitalliset yhdisteet pääsevät ennemmin tai myöhemmin vesiympäristöön. Ensinnäkin saasteita huuhtoutuu jatkuvasti avoimiin altaisiin ja pohjaveteen, jota ihmiset voivat käyttää juoma- ja muihin tarpeisiin. Toiseksi maaperän kosteuden, pohjaveden ja avovesistöjen aiheuttama saastuminen tunkeutuu tätä vettä kuluttavien eläinten ja kasvien eliöihin ja päätyy sitten ravintoketjujen kautta jälleen ihmiskehoon. Kolmanneksi monet ihmisille haitalliset yhdisteet voivat kerääntyä kudoksiin, pääasiassa luihin.

Maaperä on löysä, ohut pintakerros, joka on kosketuksissa ilman kanssa. Huolimatta merkityksettömästä paksuudestaan ​​tällä Maan kuorella on ratkaiseva rooli elämän leviämisessä. Maaperä ei ole vain kiinteä kappale, kuten useimmat litosfäärin kivet, vaan monimutkainen kolmifaasijärjestelmä, jossa kiinteitä hiukkasia ympäröivät ilma ja vesi. Se on läpäissyt kaasujen ja vesiliuosten seoksella täytettyjä onteloita, ja tämän yhteydessä siihen muodostuu erittäin monipuolisia olosuhteita, jotka suotuisat monien mikro- ja makro-organismien elämään. Maaperässä lämpötilanvaihtelut tasoittuvat ilman pintakerrokseen verrattuna, ja pohjaveden läsnäolo ja sateiden tunkeutuminen luovat kosteusvarastoja ja tarjoavat kosteustilan välissä vesi- ja maaympäristön väliin. Maaperä tiivistää kuolevan kasvillisuuden ja eläinten ruumiiden toimittamia orgaanisten ja mineraaliaineiden varantoja. Kaikki tämä määrittää maaperän korkean kyllästymisen elämällä.

Maaperän ympäristön pääominaisuus on jatkuva orgaanisen aineksen saanti pääasiassa kuolevien kasvien ja putoavien lehtien vuoksi. Se on arvokas energianlähde bakteereille, sienille ja monille eläimille, ja tässä suhteessa maaperä on kyllästetyin ympäristö elämästä.

Pienille maaperäeläimille, jotka on yhdistetty nimen alle mikrofauna(alkueläimet, rotiferit, tardigradit, sukkulamadot jne.), maaperä - ϶ᴛᴏ mikrovarastojen järjestelmä. Pohjimmiltaan ne ovat vesieliöitä. Οʜᴎ elävät gravitaatio- tai kapillaarivedellä täytetyissä maahuokosissa, ja osa elämästä voi, kuten mikro-organismit, olla adsorboituneessa tilassa hiukkasten pinnalle ohuissa kalvon kosteuskerroksissa. Monet näistä lajeista elävät tavallisissa vesistöissä. Kun makean veden amebat ovat kooltaan 50-100 mikronia, maaperäiset vain 10-15. Siimaloiden edustajat ovat erityisen pieniä, usein vain 2–5 mikronia. Maaperän ripsillä on myös kääpiökokoja, ja ne voivat lisäksi muuttaa rungon muotoa suuresti.

Hieman suurempien eläinten ilmanhengittäjälle maaperä näkyy matalien luolien järjestelmänä.
Isännöi osoitteessa ref.rf
Tällaiset eläimet on ryhmitelty nimen alle mesofauna. Maaperän mesofaunan edustajien koot ovat kymmenesosista 2-3 mm: iin. Tähän ryhmään kuuluvat pääasiassa niveljalkaiset: lukuisia punkkiryhmiä, ensisijaisia ​​siivettömiä hyönteisiä, joilla ei ole erityisiä mukautuksia kaivamiseen. Οʜᴎ ryömi maaperän onteloiden seinämiä pitkin raajojen tai matomaisen vääntelyn avulla.

Megafauna maaperä - ϶ᴛᴏ suuret kaivaukset, pääasiassa nisäkkäiden keskuudesta. Monet lajit viettävät koko elämänsä maaperässä (myyrärotat, myyrät).

Maaperä elinympäristönä. - käsite ja tyypit. Luokan "Maaperä elinympäristönä" luokittelu ja ominaisuudet. 2017, 2018.

Vesiympäristö. Vesiympäristö eroaa olosuhteiltaan merkittävästi maa-ilman elinympäristöstä. Vedelle on ominaista korkea tiheys, alempi happipitoisuus, merkittävät paineen pudotukset, lämpötilaolosuhteet, suolakoostumus, kaasu ... .

Maa on ainoa planeetoista, jolla on maaperää (edasfääri, pedosfääri) - erityinen, ylempi maakuori. Tämä kuori muodostui historiallisesti ennakoitavissa olevana aikana - se on saman ikäinen kuin planeetan maaelämä. Ensimmäistä kertaa kysymykseen maaperän alkuperästä vastasi M.V. Lomonosov ("Maan kerroksilla"): "... maaperä tuli eläinten ja kasvien ruumiiden taipumisesta ... ajan mittaan ...". Ja suuri venäläinen tiedemies sinä. Sinä. Dokuchaev (1899: 16) oli ensimmäinen, joka kutsui maaperää itsenäiseksi luonnonkappaleeksi ja osoitti, että maaperä on "...sama itsenäinen luonnonhistoriallinen kappale kuin mikä tahansa kasvi, mikä tahansa eläin, mikä tahansa mineraali ... se on seurausta, tietyn alueen ilmaston, sen kasvi- ja eläinorganismien, maan topografian ja iän kumulatiivisen, keskinäisen aktiivisuuden funktio... Lopuksi pohjamaa, eli maaperäiset emokivet... Kaikki nämä maaperää muodostavat aineet, pohjimmiltaan ovat täysin samansuuruisia ja osallistuvat yhtäläisesti normaalin maaperän muodostumiseen... ".

Ja nykyaikainen tunnettu maaperätieteilijä N.A. Kachinsky ("Maaperä, sen ominaisuudet ja elämä", 1975) antaa seuraavan määritelmän maaperästä: "Maaperän alla tulee ymmärtää kaikki kiven pintakerrokset, joita ilmaston (valo, lämpö, ​​ilma, ilma, valo, lämpö, ​​ilma, muut jalostamat ja muuttavat kivien pintakerrokset) vesi), kasvi- ja eläinorganismit".

Maaperän tärkeimmät rakenneosat ovat: mineraalipohja, orgaaninen aines, ilma ja vesi.

Mineraalipohja (luuranko)(50-60 % maaperästä) on epäorgaaninen aine, joka muodostuu alla olevan vuorikiven (emo-, emo-) kiven sään seurauksena. Luurankohiukkasten koot: lohkareista ja kivistä pienimpiin hiekka- ja lietehiukkasiin. Maaperän fysikaalis-kemialliset ominaisuudet määräytyvät pääasiassa lähtökivien koostumuksesta.

Maaperän läpäisevyys ja huokoisuus, jotka varmistavat sekä veden että ilman kierron, riippuvat saven ja hiekan suhteesta maaperässä, sirpaleiden koosta. Lauhkeassa ilmastossa on ihanteellinen, jos maaperä muodostuu yhtä suuresta määrästä savea ja hiekkaa, ts. edustaa savea. Tässä tapauksessa maaperää ei uhkaa kastelu tai kuivuminen. Molemmat ovat yhtä haitallisia sekä kasveille että eläimille.

eloperäinen aine- jopa 10 % maaperästä muodostuu kuolleesta biomassasta (kasvimassa - lehtien, oksien ja juurien kuivikkeet, kuolleet rungot, ruohon rätit, kuolleiden eläinten organismit), jotka mikro-organismit ja tietyt kasviryhmät murskaavat ja käsittelevät maaperän humukseksi. eläimet ja kasvit. Orgaanisen aineen hajoamisen seurauksena muodostuneet yksinkertaisemmat alkuaineet imeytyvät taas kasveihin ja ovat mukana biologisessa kierrossa.

ilmaa(15-25%) maaperässä on onteloissa - huokosissa, orgaanisten ja mineraalihiukkasten välillä. Sen puuttuessa (raskas savimaa) tai kun huokoset täyttyvät vedellä (tulvien, ikiroudan sulamisen aikana) maaperän ilmastus huononee ja anaerobiset olosuhteet kehittyvät. Tällaisissa olosuhteissa happea kuluttavien organismien - aerobien - fysiologiset prosessit estyvät, orgaanisen aineen hajoaminen on hidasta. Vähitellen kerääntyessään ne muodostavat turvetta. Suuret turvevarat ovat ominaisia ​​suolle, soisille metsille ja tundrayhteisöille. Turpeen kertyminen on erityisen voimakasta pohjoisilla alueilla, missä kylmyys ja maaperän vesistyminen määräävät ja täydentävät toisiaan.

Vesi(25-30%) maaperässä edustaa 4 tyyppiä: gravitaatio, hygroskooppinen (sidottu), kapillaari ja höyry.

Painovoima- liikkuva vesi, joka muodostaa suuria rakoja maaperän hiukkasten välillä, tihkuu oman painonsa alla pohjaveden tasolle. Imeytyy helposti kasveihin.

hygroskooppinen tai sidottu– adsorboituu maaperän kolloidisten hiukkasten (savi, kvartsi) ympärille ja jää ohueksi kalvoksi vetysidosten ansiosta. Sitä vapautuu niistä korkeassa lämpötilassa (102-105 °C). Se ei ole kasvien ulottuvilla, ei haihdu. Savimaissa tällaista vettä on jopa 15%, hiekkamailla - 5%.

kapillaari- Pintajännityksen voima pitää sitä maapartikkelien ympärillä. Kapeiden huokosten ja kanavien - kapillaarien kautta se nousee pohjaveden tasosta tai poikkeaa onteloista gravitaatioveden kanssa. Savimaa säilyttää paremmin, haihtuu helposti. Kasvit imevät sen helposti.

Höyryä- täyttää kaikki huokoset vedestä vapaana. Haihtuu ensin.

Pinta- ja pohjaveden vaihto tapahtuu jatkuvana linkkinä yleisessä vedenkierrossa luonnossa, muuttuen nopeuden ja suunnan mukaan vuodenajasta ja sääolosuhteista riippuen.

Maaperän profiilirakenne

Maaperän rakenne on heterogeeninen sekä vaaka- että pystysuunnassa. Maaperän horisontaalinen heterogeenisuus heijastaa maaperän muodostavien kivien jakautumisen, sijainnin kohokuviossa ja ilmasto-ominaisuuksien heterogeenisyyttä ja on yhdenmukainen kasvillisuuden jakautumisen kanssa alueella. Jokaiselle tällaiselle heterogeenisyydelle (maaperätyypille) on tunnusomaista oma vertikaalinen heterogeenisyytensä eli maaprofiilinsa, joka muodostuu veden, orgaanisten ja mineraaliaineiden vertikaalisen siirtymisen seurauksena. Tämä profiili on kokoelma tasoja tai horisontteja. Kaikki maaperän muodostumisprosessit etenevät profiilissa huomioiden sen horisontteja jakaminen.

Riippumatta maaperän tyypistä, sen profiilissa erotetaan kolme päähorisonttia, jotka eroavat morfologisista ja kemiallisista ominaisuuksistaan ​​keskenään ja samanlaisten horisonttien välillä muissa maaperässä:

1. Humusakkumulaatiohorisontti A. Se kerää ja muuttaa orgaanista ainetta. Muutoksen jälkeen osa tämän horisontin elementeistä viedään veden kanssa alla oleviin elementteihin.

Tämä horisontti on biologisen roolinsa kannalta monimutkaisin ja tärkein koko maaperäprofiilista. Se koostuu metsäpenkeistä - A0, jotka muodostuvat maaperästä (kuollut orgaaninen aines, jonka hajoamisaste on heikko maanpinnalla). Pentueen koostumuksen ja paksuuden perusteella voidaan arvioida kasviyhteisön ekologisia toimintoja, alkuperää ja kehitysvaihetta. Pentueen alapuolella on tummanvärinen humushorisontti - A1, joka muodostuu murskatuista, eri tavoin hajoavista kasvi- ja eläinmassan jäännöksistä. Selkärankaiset (fytofagit, saprofagit, koprofagit, petoeläimet, nekrofagit) osallistuvat jäänteiden tuhoamiseen. Jauhamisen edetessä orgaaniset hiukkaset pääsevät seuraavaan alempaan horisonttiin - eluviaaliin (A2). Siinä tapahtuu humuksen kemiallinen hajoaminen yksinkertaisiksi alkuaineiksi.

2. Illuviaalinen tai huuhteluhorisontti B. A-horisontista poistuneet yhdisteet laskeutuvat siihen ja muuttuvat maaliuoksiksi, jotka ovat humushapot ja niiden suolat, jotka reagoivat säänkuoren kanssa ja jotka kasvien juuret imeytyvät.

3. Alkukivi (alla oleva) kivi (sään vaikuttava kuori) tai horisontti C. Tästä horisontista - myös muuntumisen jälkeen - mineraalit siirtyvät maaperään.

Maaperän eliöiden ekologiset ryhmät

Edafonin ympäristöön liittyvän yhteyden asteen mukaan erotetaan kolme ryhmää:

Geobiontit- maaperän pysyvät asukkaat (kastematot (Lymbricidae), monet primaariset siivettömät hyönteiset (Apterigota)), nisäkkäistä, myyrät, myyrärotat.

Geofiilit- eläimet, joiden kehityssyklistä osa tapahtuu eri ympäristössä ja osa maaperässä. Näitä ovat suurin osa lentävistä hyönteisistä (heinäsirkat, kovakuoriaiset, tuhatjalkaiset hyttyset, karhut, monet perhoset). Jotkut käyvät läpi toukkavaiheen maaperässä, kun taas toiset käyvät läpi pupuvaiheen.

geokseenit- eläimet, jotka vierailevat joskus maaperässä suojana tai turvapaikkana. Näitä ovat kaikki koloissa elävät nisäkkäät, monet hyönteiset (torakat (Blattodea), hemipteraanit (Hemiptera), jotkut kovakuoriaislajit.

Erikoisryhmä - psammofyytit ja psammofiilit(marmorikuoriaiset, muurahaisleijonat); sopeutunut aavikoiden irtonaiseen hiekkaan. Sopeutumiset elämään liikkuvassa, kuivassa ympäristössä kasveissa (saksuli, hiekkaakasia, hiekkanata jne.): satunnaiset juuret, uinuvat silmut juurissa. Ensimmäiset alkavat kasvaa hiekalla nukahtaessa, jälkimmäiset hiekkaa puhaltaessa. Nopea kasvu ja lehtien väheneminen säästävät ne hiekalta. Hedelmille on ominaista haihtuvuus, joustavuus. Juurien hiekkapeitteet, kuoren korkkiutuminen ja vahvasti kehittyneet juuret suojaavat kuivuudesta. Eläinten sopeutuminen elämään liikkuvassa, kuivassa ympäristössä (mainittu yllä, jossa lämpö- ja kosteusolosuhteet huomioivat): ne louhivat hiekkaa - ne työntävät niitä erilleen ruumiillaan. Kaivavissa eläimissä tassut-sukset - kasvaimilla, hiusrajalla.

Maaperä on väliaine veden (lämpötilaolosuhteet, alhainen happipitoisuus, kyllästyminen vesihöyryllä, veden ja suolojen läsnäolo siinä) ja ilman (ilmaonkalot, äkilliset kosteuden ja lämpötilan muutokset ylemmissä kerroksissa) välissä. Monille niveljalkaisille maaperä oli väliaine, jonka kautta ne pystyivät siirtymään vedestä maanpäälliseen elämäntapaan.

Tärkeimmät maaperän ominaisuuksien indikaattorit, jotka kuvastavat sen kykyä olla elävien organismien elinympäristö, ovat hydroterminen järjestelmä ja ilmastus. Tai kosteus, lämpötila ja maaperän rakenne. Kaikki kolme indikaattoria liittyvät läheisesti toisiinsa. Kosteuden lisääntyessä lämmönjohtavuus kasvaa ja maaperän ilmastus huononee. Mitä korkeampi lämpötila, sitä enemmän haihtumista tapahtuu. Maaperän fysikaalisen ja fysiologisen kuivuuden käsitteet liittyvät suoraan näihin indikaattoreihin.

Fyysinen kuivuus on yleinen ilmakehän kuivuuden aikana, koska vesisaanti pienenee jyrkästi pitkän sademäärän vuoksi.

Primoryessa tällaiset jaksot ovat tyypillisiä myöhään keväälle ja ovat erityisen voimakkaita eteläisten näkymien rinteillä. Lisäksi samassa sijainnissa kohokuviossa ja muissa vastaavissa kasvuolosuhteissa, mitä paremmin kasvipeite kehittyy, sitä nopeammin fyysinen kuivuus alkaa.

Fysiologinen kuivuus on monimutkaisempi ilmiö, se johtuu epäsuotuisista ympäristöolosuhteista. Se koostuu veden fysiologisesta saavuttamattomuudesta riittävällä ja jopa liiallisella määrällä sitä maaperässä. Yleensä vesi muuttuu fysiologisesti mahdottomaksi matalissa lämpötiloissa, maaperän korkeassa suolapitoisuudessa tai happamuudessa, myrkyllisten aineiden läsnäolossa ja hapen puutteessa. Samaan aikaan vesiliukoiset ravinteet, kuten fosfori, rikki, kalsium, kalium jne., jäävät saavuttamattomiksi.

Maaperän kylmyyden ja sen aiheuttaman vesittömyyden ja korkean happamuuden vuoksi suuret vesi- ja mineraalisuolavarat ovat monissa tundran ja pohjoisen taigametsien ekosysteemeissä fysiologisesti ulottumattomissa omajuurisille kasveille. Tämä selittää korkeampien kasvien voimakkaan tukahdutuksen niissä ja jäkäläjen ja sammaleiden, erityisesti sfagnumien, laajan levinneisyyden.

Yksi tärkeimmistä sopeutumisesta edasfäärin ankariin olosuhteisiin on mykoritsaravitsemus. Lähes kaikki puut liittyvät mykoritsasieniin. Jokaisella puutyypillä on oma mykorritsaa muodostava sienityyppi. Mykorritsan vuoksi juurijärjestelmän aktiivinen pinta kasvaa ja korkeampien kasvien juurien sienen eritteet imeytyvät helposti.

Kuten V.V. Dokuchaev "... Maaperävyöhykkeet ovat myös luonnollisia historiallisia vyöhykkeitä: täällä on ilmeinen läheisin yhteys ilmaston, maaperän, eläin- ja kasviorganismien välillä ...". Tämä näkyy selvästi esimerkiksi Kaukoidän pohjois- ja eteläosien metsäalueiden maapeitteestä.

Tyypillinen piirre Kaukoidän maaperille, jotka muodostuvat monsuunien, ts. erittäin kostea ilmasto, on voimakasta elementtien huuhtoutumista eluvial horisontista. Mutta alueen pohjoisilla ja eteläisillä alueilla tämä prosessi ei ole sama elinympäristöjen erilaisen lämmönsaannin vuoksi. Maaperän muodostuminen Kaukopohjossa tapahtuu lyhyen kasvukauden (enintään 120 päivää) ja laajalle levinneen ikiroudan olosuhteissa. Lämmönpuutteeseen liittyy usein maaperän kastumista, maaperää muodostavien kivien sään aiheuttamaa alhaista kemiallista aktiivisuutta ja orgaanisen aineksen hidasta hajoamista. Maaperän mikro-organismien elintärkeä toiminta vaimenee voimakkaasti ja ravinteiden imeytyminen kasvien juuriin estyy. Tästä johtuen pohjoisille kenoosille on ominaista alhainen tuottavuus - puuvarat päätyyppisissä lehtikuusimetsissä eivät ylitä 150 m2/ha. Samanaikaisesti kuolleen orgaanisen aineen kerääntyminen ylittää sen hajoamisen, minkä seurauksena muodostuu paksuja turve- ja humushorisontteja ja humuspitoisuus on korkea profiilissa. Joten pohjoisissa lehtikuusimetsissä metsien karikkeen paksuus on 10-12 cm, ja maaperän erilaistumattoman massan varat ovat jopa 53% istutusbiomassan kokonaiskannasta. Samaan aikaan elementtejä viedään ulos profiilista, ja kun ikirouta on lähellä, ne kerääntyvät illuviaaliseen horisonttiin. Maanmuodostuksessa, kuten kaikilla pohjoisen pallonpuoliskon kylmillä alueilla, johtava prosessi on podzolin muodostuminen. Vyöhykemaaperä Okhotskinmeren pohjoisrannikolla ovat Al-Fe-humuspodzolit ja mantereilla sijaitsevia podburseja. Turvemaat, joiden profiilissa on ikiroutaa, ovat yleisiä kaikilla Koillis-alueilla. Vyöhykemaille on ominaista horisonttien terävä erottelu värin mukaan.

Eteläisillä alueilla ilmasto on samankaltainen kuin kosteiden subtrooppisten ilmasto. Primoryen maaperän muodostumisen johtavat tekijät korkean ilmankosteuden taustalla ovat tilapäisesti liiallinen (sykkivä) kosteus ja pitkä (200 päivää), erittäin lämmin kasvukausi. Ne aiheuttavat deluviaalisten prosessien kiihtymistä (primääristen mineraalien rappeutumista) ja kuolleen orgaanisen aineen erittäin nopeaa hajoamista yksinkertaisiksi kemiallisiksi alkuaineiksi. Jälkimmäisiä ei poisteta järjestelmästä, vaan kasvit ja maaperän eläimistö sieppaavat ne. Primoryen eteläosassa olevissa sekalehtisissä metsissä jopa 70 % vuotuisesta kuivikkeesta "kierrätetään" kesän aikana, eikä kuivikkeen paksuus ylitä 1,5-3 cm. Maaperän horisonttien väliset rajat vyöhykealueen ruskea maaperä on heikosti ilmaistu.

Riittävällä lämpömäärällä hydrologisella järjestelmällä on päärooli maaperän muodostumisessa. Kaikki Primorsky Krain maisemat, kuuluisa Kaukoidän maaperätieteilijä G.I. Ivanov jakautui maisemiin nopeaan, heikosti hillittyyn ja vaikeaan vedenvaihtoon.

Nopean vedenvaihdon maisemissa johtava on buroseemin muodostumisprosessi. Näiden myös vyöhykemaisten maisemien maaperälle - ruskea metsämaa havu-leveälehtisten ja -lehtisten metsien alla ja ruskea-taiga-maa - havumetsien alla on ominaista erittäin korkea tuottavuus. Näin ollen pohjoisen rinteiden ala- ja keskiosien heikostirakenteisilla savimetsissä oleva metsikkökanta on 1000 m3/ha. Ruskea maaperä erottuu geneettisen profiilin heikosti ilmenevästä erilaistumisesta.

Maisemissa, joissa vedenvaihto on heikosti hillitty, burosemin muodostumiseen liittyy podzoloitumista. Maaprofiilissa erottuu humus- ja illuviaalhorisontin lisäksi selkeytynyt eluviaalihorisontti ja näkyy merkkejä profiilin erilaistumisesta. Niille on ominaista ympäristön heikosti hapan reaktio ja korkea humuspitoisuus profiilin yläosassa. Näiden maiden tuottavuus on pienempi - niillä olevien metsikön kanta pienenee 500 m3/ha.

Maisemissa, joissa vedenvaihto on vaikeaa, syntyy systemaattisen voimakkaan kastumisen vuoksi maaperään anaerobisia olosuhteita, kehittyy humuskerroksen gleyytymis- ja turpeutumisprosesseja Ruskea-taiga-gley-podzoloitunut, turve- ja turve-gley-maa kuusen alla taiga turve ja turve-podzoloitu - lehtikuusimetsien alla. Heikon ilmastuksen vuoksi biologinen aktiivisuus laskee ja organogeenisten horisonttien paksuus kasvaa. Profiili on jyrkästi rajattu humus-, eluviaali- ja illuviaaliseen horisonttiin.

Koska jokaisella maaperätyypillä, jokaisella maaperävyöhykkeellä on omat ominaisuutensa, organismit eroavat myös selektiivisyydestään suhteessa näihin olosuhteisiin. Kasvillisuuden ulkonäön perusteella voidaan arvioida kosteutta, happamuutta, lämmön saantia, suolaisuutta, lähtökiven koostumusta ja muita maapeiteen ominaisuuksia.

Kasviston ja kasvillisuuden rakenteen lisäksi myös eläimistö, lukuun ottamatta mikro- ja mesofaunaa, on eri maaperälle ominaista. Esimerkiksi noin 20 kovakuoriaislajia ovat halofiileja, jotka elävät vain maaperässä, jossa on korkea suolapitoisuus. Jopa lierot saavuttavat suurimman runsaudensa kosteassa, lämpimässä maaperässä, jossa on voimakas organogeeninen kerros.