1.13. Почва и ее ответственность за развитие биосферы

Неотъемлемая и важная составная часть биогеоцено­за – почва – биокосное образование, продукт взаимодей­ствия между биотической и абиотической средами. По­чва как компонент биогеоценоза находится в динами­ческом равновесии с другими его компонентами. Био­геоценоз также представляет собой динамическую сис­тему, непрерывно изменяющуюся во времени и в про­странстве. Однако из всех компонентов биогеоценоза почва – одна из самых консервативных составляющих. Она играет буферную роль в биогеоценозе, ослабляя воздействие на него внешних факторов. Почва служит своеобразным экраном, фильтром, изменяющим состав проходящих через нее потоков вещества. Часть веществ, необходимых для жизнедеятельности растительности, микроорганизмов и других живых существ в почве, за­держивается, часть фильтруется через почвенную тол­щу и рыхлые породы и сбрасывается в гидрологическую сеть. Таким образом, почва оказывает определенное вли­яние на формирование качества воды в окружающей среде.

В современный период, когда антропогенное воздей­ствие на окружающую среду становится все большим и геохимическая деятельность человека не уступает по мощности природным процессам, роль почвы в нормаль­ном функционировании биогеоценоза становится осо­бенно важной. Техногенные вещества, поступающие на поверхность почвы, дифференцируются в пределах ее профиля в соответствии с природой почвенных ге­нетических горизонтов и химическим составом загряз­няющих веществ. Последние включаются в миграци­онные потоки, и происходит перераспределение их в по­чве и ландшафтах. Коэффициент концентрации загрязняющих веществ в почвах аккумулятивных лан­дшафтов значительно выше, чем в элювиальных и трансэлювиальных.

Говоря о роли почвы в развитии биосферы, необходи­мо упомянуть еще об одном явлении, имеющем огром­ное значение в создании современного облика планеты. Биогенное накопление многих химических элементов (Р, S, Са, К, Ве, Со, Ni, Zn, Gе, Аs, Сd, Sn и др.) в верхнем слое почвы, впервые обнаруженное в 30-х годах Гольдшмидтом, обязано своим происхождением деятельности рас­тениям, которые действуют как насос, перекачивающий элементы из нижних горизонтов почвы в верхние. Но это явление обусловлено и существованием такого свойства почвы как поглотительная способность. Поглощая кати­оны, корни непрерывно выделяют в почвенную среду Н⁺, являющийся важным фактором выветривания. Наряду с биогенной аккумуляцией в почве наблюдается и вы­нос – миграция веществ с нисходящими токами влаги – выщелачивание. Поэтому реальное распределение хи­мических элементов в почвенном профиле определяет­ся соотношением этих двух процессов. Рассмотрим в ка­честве примера некоторые главные типы почв.

Подзолистые и дерново-подзолистые почвы. Веду­щий почвообразовательный процесс – подзолистый, по­этому происходит вынос из верхней части почвенного профиля всех химических элементов, кроме кремния. Эллювиальный горизонт можно рассматривать как зону аккумуляции многих элементов и, прежде всего – Fе и А1. В силу особенностей водного режима здесь возможно скопление оксидов железа в виде пятен, ортштейнов, трубочек, примазок, новообразования МnО₂ в виде пиролюзита. Дерново-подзолистые почвы в хими­ческом отношении отличаются от подзолистых форми­рованием аккумулятивного горизонта Аl, обогащенного углеродом и биогенными элементами.

Черноземы. Это один из самых простых по химичес­кому строению тип почвы. Элементный состав в пере­счете на бескарбонатную и безгумусную навеску одно­образен по профилю, на графике это практически пря­мые линии. Наблюдается только накопление углерода и органогенных элементов (Н, N, S, Р) в перегнойно-аккумулятивном горизонте и карбонатов – в эллювиально-карбонатном горизонте.

Красноцветные почвы. Почвы характеризуются спе­цифичными гидротермическими условиями и рН среды, в которых происходит выщелачивание большинства эле­ментов, даже кремния, из почвенного профиля. Накап­ливаются только оксиды железа, что и обуславливает характерный облик этих почв.

Таким образом, почвообразование приводит к диффе­ренциации элементов: однородная горная порода пре­вращается в неоднородный почвенный профиль с не­сколькими горизонтами. Так в почве накапливается не только энергия, но и информация о геохимических про­цессах в прошлом и в настоящем.

Итак, роль почвы в развитии биосферы:

1) буфер, обеспечивающий устойчивость существова­ния биогеоценоза;

2) фильтр, участвующий в регулировании состава природных вод;

3) аккумулятор энергии (гумусообразование) и хи­мических элементов (биогенное накопление);

4) протектор, связывающий часть загрязняющих ве­ществ в недоступное для живых организмов состояние;

5) источник информации о геохимических процессах в прошлом и настоящем.