Aprakstiet augsnes dzīvotni. Augsnes biotops (Lekcija). Jautājumi un uzdevumi paškontrolei

Iedzimtība un apkārtējās vides ietekme Kāda ir iedzimtā un iegūtā attiecība psihē un uzvedībā, tas nav tikai bioloģijas jautājums. Tas ir mūžīgs jautājums, jo atbildi uz to nosaka cilvēka pasaules uzskats. (Tieši tā - pasaules uzskats, nevis pasaules uzskats.

Nosūtiet savu labo darbu zināšanu bāzē ir vienkārši. Izmantojiet zemāk esošo veidlapu

Studenti, maģistranti, jaunie zinātnieki, kuri izmanto zināšanu bāzi savās studijās un darbā, būs jums ļoti pateicīgi.

Izmitināts vietnē http://www.allbest.ru/

S.Sh. Nr.9 Karalis Semen

augsnes biotops

Ievads

1. Augsne kā biotops

2. Dzīvie organismi augsnē

3. Augsnes nozīme

4. Augsnes struktūra

5. Augsnes organiskā daļa

Secinājums

Ievads

Šobrīd īpaši aktuāla ir kļuvusi cilvēku sabiedrības mijiedarbības ar dabu problēma.

Kļūst neapstrīdams, ka cilvēka dzīves kvalitātes saglabāšanas problēmas risinājums nav iedomājams bez zināmas izpratnes par mūsdienu vides problēmām: dzīvo, iedzimto vielu (floras un faunas genofonda) evolūcijas saglabāšanu, dabas saglabāšanu. dabiskās vides (atmosfēra, hidrosfēra, augsne, meži uc) tīrība un produktivitāte, antropogēnā spiediena ekoloģiskā regulēšana uz dabiskajām ekosistēmām to buferspēju robežās, ozona slāņa saglabāšana, trofiskās ķēdes dabā, vielu biocirkulācija , un citi.

Zemes augsnes segums ir vissvarīgākā Zemes biosfēras sastāvdaļa. Tas ir augsnes apvalks, kas nosaka daudzus biosfērā notiekošos procesus.

Vissvarīgākā augšņu nozīme ir organisko vielu, dažādu ķīmisko elementu un enerģijas uzkrāšanās. Augsnes sega funkcionē kā dažādu piesārņotāju bioloģiskais absorbētājs, iznīcinātājs un neitralizētājs. Ja šī biosfēras saite tiks iznīcināta, tad esošā biosfēras darbība tiks neatgriezeniski izjaukta. Tāpēc ārkārtīgi svarīgi ir pētīt augsnes seguma globālo bioķīmisko nozīmi, tā pašreizējo stāvokli un izmaiņas antropogēnās darbības ietekmē.

1. Augsne kā biotops

Svarīgs posms biosfēras attīstībā bija tādas tās daļas kā augsnes segas rašanās. Veidojoties pietiekami attīstītam augsnes segumam, biosfēra kļūst par neatņemamu pilnīgu sistēmu, kuras visas daļas ir cieši savstarpēji saistītas un atkarīgas viena no otras.

Galvenie augsnes struktūras elementi ir: minerālā bāze, organiskās vielas, gaiss un ūdens. Minerālbāze (skelets) (50-60% no kopējās augsnes) ir neorganiska viela, kas veidojas kalnu (sākotnējā, augsni veidojošā) iežu rezultātā tā laika apstākļu ietekmē. Augsnes caurlaidība un porainība, kas nodrošina gan ūdens, gan gaisa cirkulāciju, ir atkarīga no māla un smilšu attiecības augsnē.

Organiskās vielas - līdz 10% no augsnes, veidojas no atmirušās biomasas, ko mikroorganismi, sēnītes un citi saprofāgi sasmalcina un pārstrādā augsnes trūdvielām. Organiskās vielas, kas veidojas organisko vielu sadalīšanās rezultātā, atkal uzsūcas augos un tiek iesaistītas bioloģiskajā ciklā.

2. Dzīvie organismi augsnē

Dabā praktiski nav tādu situāciju, kad kāda atsevišķa augsne ar telpā nemainīgām īpašībām stieptos daudzus kilometrus. Tajā pašā laikā atšķirības augsnēs ir saistītas ar augsnes veidošanās faktoru atšķirībām.

Regulāru augšņu telpisko sadalījumu nelielās platībās sauc par augsnes seguma struktūru (SCC). SPP sākotnējā vienība ir elementārā augsnes platība (EPA) - augsnes veidojums, kurā nav augsnes ģeogrāfisko robežu. ESA, kas mainās telpā un zināmā mērā ģenētiski saistītas, veido augsnes kombinācijas.

Pēc saiknes pakāpes ar vidi edafonā izšķir trīs grupas:

Ģeobionti ir pastāvīgi augsnes (sliekas (Lymbricidae), daudzi primārie bezspārnu kukaiņi (Apterigota)), zīdītāju, kurmju, kurmju žurku iemītnieki.

Ģeofīli ir dzīvnieki, kuru attīstības cikla daļa notiek citā vidē, bet daļa - augsnē. Tie ir lielākā daļa lidojošo kukaiņu (siseņi, vaboles, simtkāju odi, lāči, daudzi tauriņi). Daži iet cauri kāpuru fāzei augsnē, bet citi iet cauri kucēniem.

Geoxens ir dzīvnieki, kas laiku pa laikam apmeklē augsni kā segumu vai pajumti. Tajos ietilpst visi zīdītāji, kas dzīvo urvos, daudzi kukaiņi (prusaki (Blattodea), hemipterāni (Hemiptera), dažas vaboļu sugas).

Īpaša grupa ir psammofīti un psammofīli (marmorvaboles, skudru lauvas); pielāgota irdenām smiltīm tuksnešos. Pielāgošanās dzīvei mobilā, sausā vidē augos (saksa, smilšu akācija, smilšu auzene u.c.): nejaušas saknes, snaudoši pumpuri uz saknēm. Pirmie sāk augt, aizmigt ar smiltīm, otrie, pūšot smiltis. No smilšu dreifēšanas tos glābj strauja augšana, lapu samazināšanās. Augļiem raksturīga nepastāvība, atsperīgums. Sakņu smilšaini pārklājumi, mizas aizkorķēšana un spēcīgi attīstītas saknes pasargā no sausuma. Dzīvnieku pielāgošanās dzīvei mobilā, sausā vidē (norādīts iepriekš, kur tika ņemti vērā termiskie un mitrie apstākļi): viņi iegūst smiltis - izstumj tās ar ķermeni. Ieraktos dzīvniekos ķepas-slēpes - ar izaugumiem, ar apmatojumu. Augsne ir starpvide starp ūdeni (temperatūras apstākļi, zems skābekļa saturs, piesātinājums ar ūdens tvaikiem, ūdens un sāļu klātbūtne tajā) un gaisu (gaisa dobumi, pēkšņas mitruma un temperatūras izmaiņas augšējos slāņos). Daudziem posmkājiem augsne bija vide, caur kuru tie varēja pāriet no ūdens uz sauszemes dzīvesveidu. Galvenie augsnes īpašību rādītāji, kas atspoguļo tās spēju būt par dzīvotni dzīviem organismiem, ir hidrotermiskais režīms un aerācija. Vai mitrums, temperatūra un augsnes struktūra. Visi trīs rādītāji ir cieši saistīti. Palielinoties mitrumam, palielinās siltumvadītspēja un pasliktinās augsnes aerācija. Jo augstāka temperatūra, jo vairāk notiek iztvaikošana. Augšņu fiziskā un fizioloģiskā sausuma jēdzieni ir tieši saistīti ar šiem rādītājiem.

Fiziskais sausums ir izplatīta parādība atmosfēras sausuma laikā, jo krasi samazinās ūdens padeve ilgstošas ​​nokrišņu trūkuma dēļ.

Primorijā šādi periodi ir raksturīgi vēlam pavasarim un ir īpaši izteikti dienvidu atsegumu nogāzēs. Turklāt ar vienādu stāvokli reljefā un citos līdzīgos augšanas apstākļos, jo labāk veidojas veģetācijas sega, jo ātrāk iestājas fiziskā sausuma stāvoklis.

Fizioloģiskais sausums ir sarežģītāka parādība, to izraisa nelabvēlīgi vides apstākļi. Tas sastāv no ūdens fizioloģiskās nepieejamības ar pietiekamu un pat pārmērīgu tā daudzumu augsnē. Parasti ūdens kļūst fizioloģiski nepieejams pie zemām temperatūrām, augsta augsnes sāļuma vai skābuma, toksisku vielu klātbūtnes un skābekļa trūkuma. Tajā pašā laikā ūdenī šķīstošās barības vielas, piemēram, fosfors, sērs, kalcijs, kālijs utt., kļūst nepieejamas.

Augsnes aukstuma un tā izraisītā ūdens aizsērēšanas un augstā skābuma dēļ lielas ūdens un minerālsāļu rezerves daudzās tundras un ziemeļu taigas mežu ekosistēmās ir fizioloģiski nepieejamas pašu sakņu augiem. Tas izskaidro spēcīgo augstāko augu nomākšanu tajos un ķērpju un sūnu, īpaši sfagnu, plašo izplatību.

Viens no svarīgiem pielāgojumiem skarbajiem apstākļiem edasfērā ir mikorizas uzturs. Gandrīz visi koki ir saistīti ar mikorizas sēnēm. Katram koku veidam ir savs mikorizu veidojošs sēņu veids. Sakarā ar mikorizu palielinās sakņu sistēmu aktīvā virsma, un sēnītes izdalījumi no augstāko augu saknēm viegli uzsūcas. Kā norāda V.V. Dokučajevs "... Augsnes zonas ir arī dabas vēsturiskās zonas: šeit ir acīmredzama visciešākā saikne starp klimatu, augsni, dzīvnieku un augu organismiem ...". Tas ir skaidri redzams augsnes seguma piemērā meža apgabalos Tālo Austrumu ziemeļos un dienvidos.

Tālo Austrumu augsnēm raksturīga iezīme, kas veidojas zem musonu, t.i. ļoti mitrs klimats, ir spēcīga elementu izskalošanās no eluviālā horizonta. Bet reģiona ziemeļu un dienvidu reģionos šis process nav vienāds biotopu atšķirīgās siltumapgādes dēļ. Augsnes veidošanās Tālajos Ziemeļos notiek īsas augšanas sezonas (ne vairāk kā 120 dienas) un plaši izplatīta mūžīgā sasaluma apstākļos. Siltuma trūkumu bieži pavada augsnes aizsērēšana, zema augsni veidojošo iežu ķīmiskā aktivitāte laikapstākļos un lēna organisko vielu sadalīšanās. Augsnes mikroorganismu dzīvībai svarīgā darbība tiek stipri nomākta, un tiek kavēta augu sakņu barības vielu asimilācija. Rezultātā ziemeļu cenozēm ir raksturīga zema ražība - koksnes rezerves galvenajos lapegļu mežu veidos nepārsniedz 150 m 2 /ha. Tajā pašā laikā atmirušās organiskās vielas uzkrāšanās ņem virsroku pār tās sadalīšanos, kā rezultātā veidojas biezi kūdras un trūdvielu horizonti, un profilā ir augsts humusa saturs. Tādējādi ziemeļu lapegļu mežos meža pakaišu biezums sasniedz?10-12 cm, un nediferencētas masas rezerves augsnē ir līdz 53% no kopējās audzes biomasas rezerves. Tajā pašā laikā elementi tiek izvadīti no profila, un, kad mūžīgais sasalums ir tuvu, tie uzkrājas iluviālajā horizontā. Augsnes veidošanā, tāpat kā visos aukstajos ziemeļu puslodes reģionos, vadošais process ir podzola veidošanās. Zonālās augsnes Okhotskas jūras ziemeļu piekrastē ir Al-Fe-humusa podzols, bet kontinentālajos reģionos - podburs. Kūdras augsnes ar mūžīgo sasalumu profilā ir izplatītas visos ziemeļaustrumu reģionos. Zonālajām augsnēm ir raksturīga krasa horizontu diferenciācija pēc krāsas.

3. Augsnes nozīme

Augsnes segums ir vissvarīgākais dabiskais veidojums. Tās lomu sabiedrības dzīvē nosaka tas, ka augsne ir galvenais pārtikas avots, nodrošinot 95-97% pasaules iedzīvotāju pārtikas resursiem. Pasaules sauszemes platība ir 129 miljoni km 2 jeb 86,5% no zemes platības. Aramzeme un daudzgadīgie stādījumi kā daļa no lauksaimniecības zemes aizņem aptuveni 15 miljonus km 2 (10% zemes), siena lauki un ganības - 37,4 miljonus km 2 (25% zemes). Zemju vispārējo piemērotību aramam dažādi pētnieki novērtē dažādi: no 25 līdz 32 miljoniem km 2.

Jēdziens augsne kā neatkarīgs dabas ķermenis ar īpašām īpašībām parādījās tikai 19. gadsimta beigās, pateicoties V.V. Dokučajevs, mūsdienu augsnes zinātnes pamatlicējs. Viņš radīja doktrīnu par dabas zonām, augsnes zonām, augsnes veidošanās faktoriem.

4. Augsnes struktūra

Augsne ir īpašs dabas veidojums, kam piemīt vairākas dzīvajai un nedzīvajai dabai raksturīgas īpašības. Augsne ir vide, kurā mijiedarbojas lielākā daļa biosfēras elementu: ūdens, gaiss, dzīvie organismi. Augsni var definēt kā laikapstākļu, pārkārtošanās un zemes garozas augšējo slāņu veidošanās produktu dzīvo organismu, atmosfēras un vielmaiņas procesu ietekmē. Augsne sastāv no vairākiem horizontiem (slāņiem ar vienādām pazīmēm), kas izriet no vecāku iežu, klimata, augu un dzīvnieku organismu (īpaši baktēriju) un reljefa sarežģītas mijiedarbības. Visām augsnēm ir raksturīga organisko vielu un dzīvo organismu satura samazināšanās no augšējiem augsnes horizontiem uz zemākajiem.

Al horizonts ir tumšā krāsā, satur humusu, ir bagātināts ar minerālvielām un tam ir vislielākā nozīme biogēnos procesos.

Horizon A 2 - eluviāls slānis, parasti ir pelnu, gaiši pelēka vai dzeltenīgi pelēka krāsa.

Horizonts B ir eluviāls slānis, parasti blīvs, brūnā vai brūnā krāsā, bagātināts ar koloidāliem izkliedētiem minerāliem.

Horizonts C - augsnes veidošanās procesu izmainīts pamatiežs.

Horizonts B ir pamatakmens.

Virszemes horizontu veido veģetācijas atliekas, kas veido humusa pamatu, kuru pārpalikums vai trūkums nosaka augsnes auglību.

Humuss ir organiskā viela, kas ir visizturīgākā pret sadalīšanos, un tāpēc tā saglabājas arī pēc galvenā sadalīšanās procesa beigām. Pamazām arī humuss mineralizējas par neorganiskām vielām. Sajaucot humusu ar augsni, tiek iegūta struktūra. Slāni, kas bagātināts ar humusu, sauc par aramu, bet apakšējo slāni sauc par subbarable. Humusa galvenās funkcijas tiek samazinātas līdz virknei sarežģītu vielmaiņas procesu, kas ietver ne tikai slāpekli, skābekli, oglekli un ūdeni, bet arī dažādus augsnē esošus minerālsāļus. Zem trūdvielu horizonta atrodas augsnes izskalotajai daļai atbilstošs apakšdzīļu slānis, bet pamatiežam atbilstošs horizonts.

Augsne sastāv no trim fāzēm: cieta, šķidra un gāzveida. Cietajā fāzē dominē minerālu veidojumi un dažādas organiskas vielas, tai skaitā humuss jeb humuss, kā arī organiskas, minerālas vai organominerālas izcelsmes augsnes koloīdi. Augsnes šķidrā fāze jeb augsnes šķīdums ir ūdens, kurā ir izšķīdināti organiskie un minerālie savienojumi, kā arī gāzes. Augsnes gāzes fāze ir "augsnes gaiss", kas ietver gāzes, kas aizpilda bezūdens poras.

Svarīga augsnes sastāvdaļa, kas veicina tās fizikālo un ķīmisko īpašību maiņu, ir tās biomasa, kurā bez mikroorganismiem (baktērijām, aļģēm, sēnēm, vienšūnu organismiem) ietilpst arī tārpi un posmkāji.

Augsnes veidošanās uz Zemes ir notikusi kopš dzīvības sākuma un ir atkarīga no daudziem faktoriem:

Substrāts, uz kura veidojas augsnes. Augsnes fizikālās īpašības (porainība, ūdens noturības spēja, irdenums utt.) ir atkarīgas no pamatiežu rakstura. Tie nosaka ūdens un termisko režīmu, vielu sajaukšanās intensitāti, mineraloģiskos un ķīmiskos sastāvus, sākotnējo barības vielu saturu un augsnes veidu.

Veģetācija - zaļie augi (galvenie primāro organisko vielu radītāji). Absorbējot no atmosfēras oglekļa dioksīdu, no augsnes ūdeni un minerālvielas, izmantojot gaismas enerģiju, tie rada dzīvnieku barošanai piemērotus organiskos savienojumus.

Ar dzīvnieku, baktēriju, fizikālās un ķīmiskās ietekmes palīdzību organiskās vielas sadalās, pārvēršoties augsnes humusā. Pelnu vielas aizpilda augsnes minerālo daļu. Nesadalīts augu materiāls rada labvēlīgus apstākļus augsnes faunas un mikroorganismu darbībai (stabila gāzu apmaiņa, termiskie apstākļi, mitrums).

Dzīvnieku organismi, kas veic organisko vielu pārvēršanas funkciju augsnē. Saprofāgi (sliekas u.c.), kas barojas ar atmirušajām organiskajām vielām, ietekmē trūdvielu saturu, šī horizonta biezumu un augsnes struktūru. No sauszemes dzīvnieku pasaules augsnes veidošanos visintensīvāk ietekmē visa veida grauzēji un zālēdāji.

Mikroorganismi (baktērijas, vienšūnu aļģes, vīrusi), kas sarežģītās organiskās un minerālvielas sadala vienkāršākos, ko vēlāk var izmantot paši mikroorganismi un augstākie augi.

Dažas mikroorganismu grupas ir iesaistītas ogļhidrātu un tauku pārveidē, citas - slāpekļa savienojumu. Baktērijas, kas absorbē molekulāro slāpekli no gaisa, sauc par slāpekli fiksējošām baktērijām. Pateicoties to darbībai, atmosfēras slāpekli (nitrātu veidā) var izmantot citi dzīvie organismi. Augsnes mikroorganismi piedalās augstāko augu, dzīvnieku un pašu mikroorganismu toksisko vielmaiņas produktu iznīcināšanā, augiem un augsnes dzīvniekiem nepieciešamo vitamīnu sintēzē.

Klimats, kas ietekmē augsnes termiskos un ūdens režīmus un līdz ar to arī augsnes bioloģiskos un fizikāli ķīmiskos procesus.

Reljefs, kas pārdala siltumu un mitrumu uz zemes virsmas.

Cilvēka saimnieciskā darbība šobrīd kļūst par dominējošo faktoru augsņu iznīcināšanā, to auglības samazināšanā un palielināšanā. Cilvēka ietekmē mainās augsnes veidošanās parametri un faktori - veidojas reljefi, mikroklimats, ūdenskrātuves, tiek veikta meliorācija.

Galvenā augsnes īpašība ir auglība. Tas ir saistīts ar augsnes kvalitāti.

Augsnes iznīcināšanā un to auglības samazināšanās gadījumā izšķir šādus procesus:

Zemes apūdeņošana ir procesu komplekss, lai samazinātu plašo teritoriju mitrumu un tā rezultātā samazinātu ekoloģisko sistēmu bioloģisko produktivitāti. Primitīvās lauksaimniecības, ganību neracionālās izmantošanas un zemēs bezatbildīgās tehnikas izmantošanas ietekmē augsnes pārvēršas tuksnešos.

Augsnes erozija, augsnes iznīcināšana vēja, ūdens, tehnikas un apūdeņošanas ietekmē. Visbīstamākā ir ūdens erozija – augsnes apskalošana kušanas, lietus un lietus ūdens ietekmē. Ūdens erozija tiek novērota jau 1-2 ° stāvumā. Ūdens erozija veicina mežu iznīcināšanu, aršanu nogāzē. augsnes biotops humusa mikroorganisms

Vēja eroziju raksturo mazāko daļu noņemšana ar vēju. Vēja erozija veicina veģetācijas iznīcināšanu apgabalos ar nepietiekamu mitrumu, spēcīgu vēju, nepārtrauktu ganību.

Tehniskā erozija ir saistīta ar augsnes iznīcināšanu transporta, zemes pārvietošanas mašīnu un iekārtu ietekmē.

Apūdeņošanas erozija attīstās apūdeņošanas noteikumu pārkāpšanas rezultātā apūdeņotajā lauksaimniecībā. Augsnes sasāļošanās galvenokārt ir saistīta ar šiem traucējumiem. Pašlaik vismaz 50% no apūdeņotās zemes platības ir sāļi, un miljoniem iepriekš auglīgo zemju ir zaudētas. Īpašu vietu starp augsnēm ieņem aramzeme, t.i. zemes, kas nodrošina cilvēku pārtiku. Pēc zinātnieku un ekspertu slēdziena viena cilvēka paēdināšanai jāapstrādā vismaz 0,1 ha augsnes. Zemes iedzīvotāju skaita pieaugums ir tieši saistīts ar aramzemes platību, kas nepārtraukti samazinās. Tātad Krievijas Federācijā pēdējo 27 gadu laikā lauksaimniecībā izmantojamās zemes platība ir samazinājusies par 12,9 miljoniem hektāru, no kuriem aramzeme - par 2,3 miljoniem hektāru, siena lauki - par 10,6 miljoniem hektāru. Iemesli tam ir augsnes seguma pārkāpšana un degradācija, zemes piešķiršana pilsētu, pilsētu un rūpniecības uzņēmumu attīstībai.

Lielās platībās vērojama augsnes ražības samazināšanās humusa satura samazināšanās dēļ, kura rezerves Krievijas Federācijā pēdējo 20 gadu laikā ir samazinājušās par 25-30%, un gada zaudējumi ir 81,4 milj.t. Mūsdienās zeme var pabarot 15 miljardus cilvēku. Rūpīga un kompetenta apstrāde ar zemi mūsdienās ir kļuvusi par vissteidzamāko problēmu.

No teiktā izriet, ka augsnē ir minerālu daļiņas, detrīts un daudzi dzīvi organismi, t.i. Augsne ir sarežģīta ekosistēma, kas atbalsta augu augšanu. Augsnes ir lēni atjaunojams resurss.

Augsnes veidošanās procesi norit ļoti lēni, ar ātrumu 0,5 līdz 2 cm uz 100 gadiem. Augsnes biezums ir mazs: no 30 cm tundrā līdz 160 cm rietumu černozemā. Viena no augsnes iezīmēm - dabiskā auglība - veidojas ļoti ilgu laiku, un auglības iznīcināšana notiek tikai 5-10 gadu laikā. No iepriekš minētā izriet, ka augsne ir mazāk kustīga nekā citi biosfēras abiotiskie komponenti. Cilvēka saimnieciskā darbība šobrīd kļūst par dominējošo faktoru augsņu iznīcināšanā, to auglības samazināšanā un palielināšanā.

5. Augsnes organiskā daļa

Augsne satur nedaudz organisko vielu. Organogēnajās (kūdras) augsnēs tā var dominēt, bet lielākajā daļā minerālaugsņu tā daudzums augšējos apvāršņos nepārsniedz dažus procentus.

Augsnes organisko vielu sastāvā ietilpst gan augu, gan dzīvnieku atliekas, kas nav zaudējušas anatomiskās struktūras iezīmes, kā arī atsevišķi ķīmiskie savienojumi, ko sauc par humusu. Pēdējais satur gan zināmas struktūras nespecifiskas vielas (lipīdus, ogļhidrātus, lignīnu, flavonoīdus, pigmentus, vaskus, sveķus u.c.), kas veido līdz 10-15% no kopējā humusa daudzuma, gan veidojušās specifiskas humīnskābes. no tiem augsnē.

Humīnskābēm nav noteiktas formulas, un tās pārstāv veselu makromolekulāro savienojumu klasi. Padomju un Krievijas augsnes zinātnē tās tradicionāli iedala humīnskābēs un fulvoskābēs.

Humīnskābju elementārais sastāvs (pēc masas): 46-62% C, 3-6% N, 3-5% H, 32-38% O. Fulvoskābju sastāvs: 36-44% C, 3-4,5% N , 3-5% H, 45-50% O. Abi savienojumi satur arī sēru (no 0,1 līdz 1,2%), fosforu (simtās un desmitdaļas a%). Humīnskābēm molekulmasa ir 20-80 kDa (minimums 5 kDa, maksimums 650 kDa), fulvoskābēm 4-15 kDa. Fulvoskābes ir kustīgākas, šķīst visā pH diapazonā (skābā vidē humīnskābes izgulsnējas). Humīnskābju un fulvoskābju (Cha/Cfa) oglekļa attiecība ir svarīgs augsnes humusa stāvokļa rādītājs.

Humīnskābju molekulā ir izolēts kodols, kas sastāv no aromātiskiem gredzeniem, tostarp slāpekli saturošiem heterocikliem. Gredzeni ir savienoti ar "tiltiem" ar dubultām saitēm, veidojot paplašinātas konjugācijas ķēdes, izraisot vielas tumšo krāsu. Kodolu ieskauj perifērās alifātiskās ķēdes, tostarp ogļūdeņražu un polipeptīdu veidi. Ķēdēs ir dažādas funkcionālās grupas (hidroksilgrupas, karbonilgrupas, karboksilgrupas, aminogrupas utt.), kas ir iemesls augstajai absorbcijas spējai - 180-500 mekv/100 g.

Daudz mazāk ir zināms par fulvoskābju struktūru. Tiem ir vienāds funkcionālo grupu sastāvs, bet lielāka uzsūkšanas spēja - līdz 670 mekv/100 g.

Humīnskābju veidošanās (humifikācijas) mehānisms nav pilnībā izprotams. Saskaņā ar kondensācijas hipotēzi (M.M. Kononova, A.G. Trusovs) šīs vielas tiek sintezētas no zemas molekulmasas organiskiem savienojumiem. Saskaņā ar hipotēzi L.N. Aleksandrīnskābes humīnskābes veidojas, mijiedarbojoties lielmolekulāriem savienojumiem (olbaltumvielām, biopolimēriem), pēc tam pakāpeniski oksidējas un sadalās. Saskaņā ar abām hipotēzēm šajos procesos piedalās fermenti, ko veido galvenokārt mikroorganismi. Pastāv pieņēmums par humīnskābju tīri biogēnu izcelsmi. Daudzās īpašībās tie atgādina sēņu tumšos pigmentus.

Secinājums

Zeme ir vienīgā no planētām, kurai ir augsne (edasfēra, pedosfēra) - īpašs, augšējais zemes apvalks.

Šis apvalks veidojies vēsturiski paredzamā laikā – tas ir vienāds ar planētas sauszemes dzīvību. Pirmo reizi uz jautājumu par augsnes izcelsmi atbildēja M.V. Lomonosovs ("Uz zemes slāņiem"): "... augsne radusies dzīvnieku un augu ķermeņu saliekšanās rezultātā ... pēc laika ...".

Un lielais krievu zinātnieks V.V. Dokučajevs (1899) bija pirmais, kurš nosauca augsni par neatkarīgu dabas ķermeni un pierādīja, ka augsne ir "... tāds pats neatkarīgs dabas vēsturisks ķermenis kā jebkurš augs, jebkurš dzīvnieks, jebkurš minerāls ... tas ir rezultāts, funkcija noteiktā apgabala klimata, tās augu un dzīvnieku organismu, valsts reljefa un vecuma kumulatīvā, savstarpējā aktivitāte..., visbeidzot, zemes dzīles, t.i., augsnes pamatieži... Visi šie augsni veidojošie aģenti, in pēc būtības, ir pilnīgi līdzvērtīgi un līdzvērtīgi piedalās normālas augsnes veidošanā... ".

Mitināts vietnē Allbest.ru

Līdzīgi dokumenti

prezentācija, pievienota 20.11.2014


Ūdens struktūras apraksts saldūdens tilpnēs un grunts nogulsnēs. Augsnes kā mikroorganismu dzīvotnes raksturojums. Augu sugu un vecuma ietekmes uz rizosfēras mikrofloru izpēte. Dažādu veidu augšņu mikrobu populācijas apsvēršana.

kursa darbs, pievienots 01.04.2012


Biotopa definīcija un tā sugas raksturojums. Augsnes biotopa īpatnības, tajā apdzīvojošo organismu un dzīvnieku piemēru izvēle. Ieguvumi un kaitējums augsnei, ko rada tajā dzīvojošie radījumi. Organismu adaptācijas augsnes videi specifika.

prezentācija, pievienota 11.09.2011


Attīstības procesā dzīvo organismu apgūti biotopi. Ūdens biotops ir hidrosfēra. Hidrobiontu ekoloģiskās grupas. Zeme-gaiss biotops. Augsnes īpatnības, augsnes organismu grupas. Ķermenis kā dzīvotne.

abstrakts, pievienots 06.07.2010


Mikroorganismu līdzdalība oglekļa, slāpekļa, sēra savienojumu bioģeoķīmiskajos ciklos, ģeoloģiskajos procesos. Mikroorganismu dzīvotnes apstākļi augsnē un ūdenī. Zināšanu par mikroorganismu bioģeoķīmisko darbību izmantošana bioloģijas stundās.

kursa darbs, pievienots 02.02.2011


Augsne kā biotops un galvenie edafiskie faktori, tās lomas un nozīmes novērtējums dzīvo organismu dzīvē. Dzīvnieku izplatība augsnē, augu attiecība pret to. Mikroorganismu, augu un dzīvnieku nozīme augsnes veidošanās procesos.

kursa darbs, pievienots 02.04.2014


Augsne ir irdens, plāns zemes virsmas slānis, kas saskaras ar gaisu. Augsne kā bioinerts dabas ķermenis, saskaņā ar definīciju V.I. Vernadskis, tā piesātinājums ar dzīvi un nesaraujamā saikne ar to. Apstākļu neviendabīgums, mitruma klātbūtnes formas augsnē.

prezentācija, pievienota 03.05.2013


Ūdens un augsnes fizikālās īpašības. Gaismas un mitruma ietekme uz dzīviem organismiem. Abiotisko faktoru darbības pamatlīmeņi. Gaismas iedarbības ilguma un intensitātes - fotoperioda nozīme dzīvo organismu darbības un to attīstības regulēšanā.

prezentācija, pievienota 09.02.2014


Astoņkāju biotops un biotopu pielāgošanās iezīmes. Fitnesa relatīvais raksturs un tās rašanās mehānisms, orgānu attīstība medījuma sagūstīšanai, turēšanai, nogalināšanai. Dzīves ilgums, ķermeņa uzbūve, uzturs.

laboratorijas darbs, pievienots 17.01.2010


Biotops augiem un dzīvniekiem. Augu augļi un sēklas, to piemērotība reprodukcijai. Pielāgošanās dažādu radījumu kustībai. Augu pielāgošana dažādām apputeksnēšanas metodēm. Organismu izdzīvošana nelabvēlīgos apstākļos.

Augsne - irdens zemes garozas virsmas slānis, kas transformējies laikapstākļos un apdzīvots ar dzīviem organismiem. Kā auglīgs slānis augsne nodrošina augu eksistenci. Ūdeni un barības vielas augi iegūst no augsnes. Lapas un zari, mirstot, “atgriežas” augsnē, kur sadalās, atbrīvojot tajās esošās minerālvielas.

Augsne sastāv no cietām, šķidrām, gāzveida un dzīvām daļām. Cietā daļa veido 80-98% no augsnes masas: smilts, māls, no pamatiežiem augsnes veidošanās procesa rezultātā palikušās dūņu daļiņas (to attiecība raksturo augsnes mehānisko sastāvu).

Augsne ir starpvide starp ūdeni (temperatūras apstākļi, zems skābekļa saturs, piesātinājums ar ūdens tvaikiem, ūdens un sāļu klātbūtne tajā) un gaisu (gaisa dobumi, pēkšņas mitruma un temperatūras izmaiņas augšējos slāņos). Daudziem posmkājiem augsne bija vide, caur kuru tie varēja pāriet no ūdens uz sauszemes dzīvesveidu. Galvenie augsnes īpašību rādītāji, kas atspoguļo tās spēju būt par dzīvotni dzīviem organismiem, ir mitrums, temperatūra un augsnes struktūra. Visi trīs rādītāji ir cieši saistīti. Palielinoties mitrumam, palielinās siltumvadītspēja un pasliktinās augsnes aerācija. Jo augstāka temperatūra, jo vairāk notiek iztvaikošana. Augsnes sausuma jēdzieni ir tieši saistīti ar šiem rādītājiem.

Augsnes dzīvo daļu veido augsnes mikroorganismi, bezmugurkaulnieku pārstāvji (vienšūņi, tārpi, mīkstmieši, kukaiņi un to kāpuri), urbjošie mugurkaulnieki. Tie dzīvo galvenokārt augsnes augšējos slāņos, netālu no augu saknēm, kur iegūst barību. Daži augsnes organismi var dzīvot tikai uz saknēm. Augsnes virsējos slāņos mīt daudzi postoši organismi – baktērijas un sēnītes, mazākie posmkāji un tārpi, termīti un simtkāji. Uz 1 ha auglīgās augsnes slāņa (15 cm biezumā) ir aptuveni 5 tonnas sēņu un baktēriju.

Ķermenis kā dzīvotne

Zem mikroskopa viņš atklāja, ka uz blusas

Kožamā blusa dzīvo uz blusas;

Uz šīs blusas ir maza blusa,

Dusmīgi iespiež blusai zobu

Blusa... un tā bez gala

Augsne ir dzīvo organismu darbības rezultāts. Organismi, kas apdzīvo zemes-gaisa vidi, izraisīja augsnes kā unikālas dzīvotnes rašanos. Augsne ir sarežģīta sistēma, kurā ietilpst cietā fāze (minerāldaļiņas), šķidrā fāze (augsnes mitrums) un gāzveida fāze. Šo trīs fāžu attiecība nosaka augsnes kā dzīves vides īpašības.

Augsnes īpašības

Augsne ir irdens, plāns zemes virsmas slānis, kas saskaras ar gaisu. Neskatoties uz nenozīmīgo biezumu, šim Zemes apvalkam ir izšķiroša nozīme dzīvības izplatībā. Augsne nav tikai ciets ķermenis, tāpat kā lielākā daļa litosfēras iežu, bet gan sarežģīta trīsfāžu sistēma, kurā cietās daļiņas ieskauj gaiss un ūdens. Tas ir caurstrāvots ar dobumiem, kas piepildīti ar gāzu un ūdens šķīdumu maisījumu, un tāpēc tajā veidojas ārkārtīgi daudzveidīgi apstākļi, kas ir labvēlīgi daudzu mikro- un makroorganismu dzīvībai. Augsnē temperatūras svārstības tiek izlīdzinātas, salīdzinot ar gaisa virskārtu, un gruntsūdeņu klātbūtne un nokrišņu iekļūšana veido mitruma rezerves un nodrošina mitruma režīmu starpposmā starp ūdens un sauszemes vidi. Augsnē koncentrējas organisko un minerālvielu rezerves, ko piegādā mirstoša veģetācija un dzīvnieku līķi. Tas viss nosaka augsto piesātinājumu ar dzīvību.

Sauszemes augu sakņu sistēmas ir koncentrētas augsnē.

Vidēji ir vairāk nekā 100 miljardu vienšūņu šūnu, miljoniem rotiferu un tardigradu, desmitiem miljonu nematožu, desmitiem un simtiem tūkstošu ērču un atsperastes, tūkstošiem citu posmkāju, desmitiem tūkstošu enhitreīdu, desmitiem un simtiem sliekas, mīkstmieši un citi bezmugurkaulnieki uz 1 m 2 augsnes slāņa. Turklāt 1 cm 2 augsnes satur desmitiem un simtiem miljonu baktēriju, mikroskopisku sēņu, aktinomicītu un citu mikroorganismu. Apgaismotajos virsmas slāņos simtiem tūkstošu zaļo, dzeltenzaļo, kramaļģu un zilaļģu fotosintēzes šūnu dzīvo katrā gramā. Dzīvie organismi ir tikpat raksturīgi augsnei kā tās nedzīvās sastāvdaļas. Tāpēc V.I. Vernadskis augsni attiecināja uz bioloģiski inertiem dabas ķermeņiem, uzsverot tās piesātinājumu ar dzīvību un tās nedalāmo saistību ar to.

Apstākļu neviendabīgums augsnē visspilgtāk izpaužas vertikālā virzienā. Līdz ar dziļumu krasi mainās vairāki svarīgākie vides faktori, kas ietekmē augsnes iedzīvotāju dzīvi. Pirmkārt, tas attiecas uz augsnes struktūru. Tajā tiek izdalīti trīs galvenie apvāršņi, kas atšķiras pēc morfoloģiskajām un ķīmiskajām īpašībām: 1) augšējais trūdvielu akumulatīvais horizonts A, kurā uzkrājas un transformējas organiskās vielas un no kura daļa savienojumu tiek novadīta ar mazgāšanas ūdeni; 2) intruzijas horizonts jeb iluviāls B, kurā nosēžas un transformējas no augšas izskalotās vielas, un 3) pamatiezis jeb horizonts C, kura materiāls pārvēršas augsnē.

Katrā horizontā izšķir vairāk frakcionētu slāņu, kas arī ļoti atšķiras pēc īpašībām. Piemēram, mērenā joslā zem skujkoku vai jauktiem mežiem, horizonts BET sastāv no paliktņa (A 0)- irdenas augu atlieku uzkrāšanās slānis, tumšas krāsas humusa slānis (A 1), kurā organiskas izcelsmes daļiņas ir sajauktas ar minerālu un podzolisko slāni (A 2)- pelnu pelēkā krāsā, kurā dominē silīcija savienojumi, un visas šķīstošās vielas tiek ieskalotas augsnes profila dziļumā. Gan šo slāņu struktūra, gan ķīmija ir ļoti atšķirīga, un tāpēc augu saknes un augsnes iemītnieki, pārvietojoties tikai dažus centimetrus uz augšu vai uz leju, nonāk dažādos apstākļos.

Dobumu izmēri starp augsnes daļiņām, kas ir piemēroti dzīvošanai dzīvniekiem, parasti strauji samazinās līdz ar dziļumu. Piemēram, pļavu augsnēs dobumu vidējais diametrs 0-1 cm dziļumā ir 3 mm, 1-2 cm - 2 mm, bet 2-3 cm dziļumā - tikai 1 mm; dziļākas augsnes poras ir vēl smalkākas. Augsnes blīvums mainās arī līdz ar dziļumu. Irdenākie slāņi satur organiskās vielas. Šo slāņu porainību nosaka tas, ka organiskās vielas salipina kopā minerālu daļiņas lielākos agregātos, starp kuriem palielinās dobumu tilpums. Visblīvākais parasti ir iluviālais horizonts AT, sacementē tajā ieskalotās koloidālās daļiņas.

Mitrums augsnē ir dažādos stāvokļos: 1) saistīts (higroskopisks un plēves) stingri notur augsnes daļiņu virsma; 2) kapilārs aizņem nelielas poras un var pārvietoties pa tām dažādos virzienos; 3) gravitācija aizpilda lielākus tukšumus un gravitācijas ietekmē lēnām sūcas lejup; 4) tvaiki atrodas augsnes gaisā.

Ūdens saturs dažādās augsnēs un dažādos laikos nav vienāds. Ja ir pārāk daudz gravitācijas mitruma, tad augsnes režīms ir tuvs ūdenstilpju režīmam. Sausā augsnē paliek tikai saistīts ūdens, un apstākļi tuvojas tiem, kas atrodas uz zemes. Tomēr pat sausākajās augsnēs gaiss ir mitrāks par zemi, tāpēc augsnes iemītnieki ir daudz mazāk pakļauti izžūšanas draudiem nekā virspusē.

Augsnes gaisa sastāvs ir mainīgs. Ar dziļumu skābekļa saturs strauji samazinās un palielinās oglekļa dioksīda koncentrācija. Pateicoties sadalošo organisko vielu klātbūtnei augsnē, augsnes gaiss var saturēt augstu toksisku gāzu, piemēram, amonjaka, sērūdeņraža, metāna u.c. koncentrāciju. Kad augsne ir appludināta vai augu atliekas intensīvi pūst, var rasties pilnīgi anaerobos apstākļos. sastopamas vietām.

Pļaušanas temperatūras svārstības tikai uz augsnes virsmas. Šeit tie var būt pat stiprāki nekā zemes gaisa slānī. Taču ar katru centimetru dziļumā diennakts un sezonālās temperatūras izmaiņas kļūst arvien mazāk redzamas 1-1,5 m dziļumā. hidrobiontu ekoloģiskā gaisa augsne

Visas šīs īpašības noved pie tā, ka, neraugoties uz lielo vides apstākļu neviendabīgumu augsnē, tā darbojas kā diezgan stabila vide, īpaši mobilajiem organismiem. Stāvs temperatūras un mitruma gradients augsnes profilā ļauj augsnes dzīvniekiem nodrošināt sev piemērotu ekoloģisko vidi ar nelielām kustībām.

Augsne kā biotops. Augsne nodrošina bioģeoķīmisko vidi cilvēkiem, dzīvniekiem un augiem. Tas uzkrāj atmosfēras nokrišņus, koncentrē augu barības vielas, ir filtrs un nodrošina gruntsūdeņu tīrību.

V.V. Zinātniskās augsnes zinātnes pamatlicējs Dokučajevs sniedza nozīmīgu ieguldījumu augšņu un augsnes veidošanās procesu izpētē, izveidoja Krievijas augšņu klasifikāciju un sniedza Krievijas černozema aprakstu. Iesniedza V.V. Dokuchaev Francijā, pirmā augsnes kolekcija bija milzīgs panākums. Viņš, būdams arī Krievijas augšņu kartogrāfijas autors, sniedza galīgo jēdziena "augsne" definīciju un nosauca to veidojošos faktorus. V.V. Dokučajevs to rakstīja augsne ir zemes garozas augšējais slānis, kam piemīt auglība un kas veidojies fizikālo, ķīmisko un bioloģisko faktoru ietekmē.

Augsnes biezums svārstās no dažiem centimetriem līdz 2,5 m. Neskatoties uz nenozīmīgo biezumu, šim Zemes apvalkam ir izšķiroša nozīme dažādu dzīvības formu izplatībā.

Augsne sastāv no cietām daļiņām, ko ieskauj gāzu un ūdens šķīdumu maisījums. Augsnes minerālās daļas ķīmisko sastāvu nosaka tās izcelsme. Smilšainās augsnēs dominē silīcija savienojumi (Si0 2), kaļķainās – kalcija savienojumi (CaO), mālainās – alumīnija savienojumi (A1 2 0 3).

Temperatūras svārstības tiek izlīdzinātas augsnē. Nokrišņus aiztur augsne, pateicoties kuriem tiek uzturēts īpašs mitruma režīms. Augsnē ir koncentrētas organisko un minerālvielu rezerves, ko piegādā mirstošie augi un dzīvnieki.

Augsnes iemītnieki. Šeit tiek radīti makro- un mikroorganismu dzīvībai labvēlīgi apstākļi.

Pirmkārt, šeit ir koncentrētas sauszemes augu sakņu sistēmas. Otrkārt, 1 m 3 augsnes slāņa ir 100 miljardi vienšūņu šūnu, rotiferu, miljoniem nematožu, simtiem tūkstošu ērču, tūkstošiem posmkāju, desmitiem slieku, mīkstmiešu un citu bezmugurkaulnieku; 1 cm 3 augsnes satur desmitiem un simtiem miljonu baktēriju, mikroskopisku sēņu, aktinomicītu un citu mikroorganismu. Apgaismotajos augsnes slāņos dzīvo simtiem tūkstošu zaļo, dzeltenzaļo, kramaļģu un zilaļģu fotosintēzes šūnu. Tādējādi augsne ir ārkārtīgi piesātināta ar dzīvību. Tas ir nevienmērīgi sadalīts vertikālā virzienā, jo tam ir izteikta slāņaina struktūra.

Ir vairāki augsnes slāņi jeb horizonti, no kuriem var izdalīt trīs galvenos (5. att.): humusa horizonts, izskalošanās horizonts un mātes šķirne.

Rīsi. 5.

Katrā horizontā izšķir vairāk frakcionētu slāņu, kas ļoti atšķiras atkarībā no klimatiskajām zonām un veģetācijas sastāva.

Mitrums ir svarīgs un bieži mainīgs augsnes indikators. Tas ir ļoti svarīgi lauksaimniecībai. Ūdens augsnē ir tvaiks un šķidrs. Pēdējais ir sadalīts saistīts un brīvs (kapilārs, gravitācijas).

Augsnē ir daudz gaisa. Augsnes gaisa sastāvs ir mainīgs. Ar dziļumu skābekļa saturs tajā strauji samazinās un palielinās CO 2 koncentrācija. Organisko atlieku klātbūtnes dēļ augsnes gaisā var būt augsta toksisko gāzu koncentrācija, piemēram, amonjaks, sērūdeņradis, metāns utt.

Lauksaimniecībai papildus mitrumam un gaisa klātbūtnei augsnē ir jāzina arī citi augsnes rādītāji: skābums, mikroorganismu skaits un sugu sastāvs (augsnes biota), strukturālais sastāvs un pēdējā laikā tāds indikators kā toksicitāte ( augsnes genotoksicitāte, fitotoksicitāte) .

Tātad augsnē mijiedarbojas šādi komponenti: 1) minerālu daļiņas (smiltis, māls), ūdens, gaiss; 2) detrīts - atmirušās organiskās vielas, augu un dzīvnieku dzīvībai svarīgās aktivitātes atliekas; 3) daudzi dzīvi organismi.

Humuss- augsnes barības vielu sastāvdaļa, kas veidojas augu un dzīvnieku organismu sadalīšanās laikā. Augi no augsnes uzņem nepieciešamās minerālvielas, bet pēc augu organismu nāves visi šie elementi atkal atgriežas augsnē. Tur augsnes organismi visas organiskās atliekas pakāpeniski pārstrādā minerālos komponentos, pārvēršot tos formā, kas ir pieejama augu saknēm.

Tādējādi augsnē notiek pastāvīga vielu cirkulācija. Normālos dabas apstākļos visi augsnē notiekošie procesi ir līdzsvarā.

Augsnes piesārņojums un erozija. Bet cilvēki arvien vairāk pārkāpj šo līdzsvaru, notiek erozija un augsnes piesārņojums. Erozija ir auglīgā slāņa iznīcināšana un aizskalošana ar vēju un ūdeni, ko izraisa mežu iznīcināšana., atkārtota aršana, neievērojot lauksaimniecības tehnikas noteikumus utt.

Cilvēka darbības rezultātā, augsnes piesārņojums pārmērīgs mēslojums un pesticīdi, smagie metāli (svins, dzīvsudrabs), īpaši uz lielceļiem. Tāpēc nevar lasīt ogas, sēnes, kas aug pie ceļiem, kā arī ārstniecības augus. Pie lieliem melnās un krāsainās metalurģijas centriem augsnes ir piesārņotas ar dzelzi, varu, cinku, mangānu, niķeli un citiem metāliem, to koncentrācijas daudzkārt pārsniedz maksimāli pieļaujamo.

Atomelektrostaciju teritoriju augsnēs, kā arī pie pētniecības iestādēm, kurās tiek pētīta un izmantota atomenerģija, ir daudz radioaktīvo elementu. Piesārņojums ar organisko fosfora un hlororganisko vielu toksiskajām vielām ir ļoti augsts.

Viens no globālajiem augsnes piesārņotājiem ir skābie lietus. Atmosfērā, kas piesārņota ar sēra dioksīdu (SO 2) un slāpekli, mijiedarbojoties ar skābekli un mitrumu, veidojas neparasti augstas sērskābes un slāpekļskābes koncentrācijas. Skābajiem nokrišņiem, kas nokrīt uz augsnes, pH ir 3-4, bet parastā lietus pH ir 6-7. Skābie lietus ir kaitīgi augiem. Tie paskābina augsni un tādējādi izjauc tajā notiekošās reakcijas, tostarp pašattīrīšanās reakcijas.