Под экологическими функциями почв понимаются такие их свойства, которые определяют роль и значение почв в природе и жизни человека.

(дать таблицу)

Многочисленные функции почв в наземных экосистемах подразделяются на физические, химические, физико-химические, биологические, регуляторно–информационные и др. (табл. 1) Все они обусловлены соответствующими свойствами, процессами и режимами.

Физические функции почв осуществляются в том, что почвы воспринимают, аккумулируют и частично передают атмосферную влагу в грунтовые воды, регулируют газообмен почвы с атмосферой, образуют для почвенной биоты защитные ниши жизни от воздействия внешних факторов, сохраняют семена и эмбрионы растений и животных, служат механической опорой корневых систем и надземных ярусов растений.

Разнообразны химические и физико-химические функции почв. К ним относятся адсорбция и аккумуляция разных жизненно необходимых для почвенной биоты и растений биофильных химических элементов, ферментов; деструкция и минерализация отмерших остатков растительных и животных организмов и тем самым возвращение биофильных элементов в новые циклы жизни; ресинтез органических и минеральных веществ, в том числе почвенного гумуса и вторичных минеральных и органо-минеральных новообразований.

Важнейшее значение имеют такие общие биологические функции почв, как уникальность их в качестве среды обитания самых разнообразных живых существ, как связующего звена биологического и геологического круговорота веществ в наземных биогеоценозах, как их биологическая продуктивность, а в агробиоценозах – плодородие. Эти биологические функции почв требуют более обстоятельного рассмотрения. Уникальность почвы как среды обитания жизни проявляется в том, что в почве и на почве живет 92% от числа всех известных на Земле видов растений и животных [52]. В одном грамме почвы может находиться до нескольких миллиардов бактерий, сотни метров грибных гифов, сотни тысяч одноклеточных простейших животных, и многие тысячи метров тонких корней и корневых волосков растений. Такое обилие и разнообразие форм жизни в почве обусловлено тем, что она (почва) представляет собой трехфазную природную систему – состоит из твердой, жидкой и газовой фазы, содержит как минеральные, так и органические вещества, пригодные для питания как автотрофных, так и гетеротрофных организмов. С каждым типом и видом почв связаны определенные и только им свойственные виды сообществ растений и животных (биоценозов). Выдающийся отечественный ученый биолог М.С. Гиляров образно называл почву «…основным хранилищем генетического разнообразия жизни на нашей планете и экологическим щитом биосферы» [9].

ДО!

Становится все более ясным, что сохранять биологическое разнообразие на Земле невозможно без сохранения разнообразия почв, без борьбы с деградацией и с эрозией почв.

Не менее важна вторая общебиологическая функция почв как связующего звена большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на Земле. Именно в почвах совершается двусторонний процесс деструкции органических и минеральных веществ, синтезированных растениями и животными, в тоже время – возвращение содержавшихся в них химических элементов вновь в состав живого вещества, в новые циклы жизни. О грандиозности этого процесса можно судить по колоссальной массе веществ, удерживаемых в почвенно-растительном покрове Земли от выноса в океан. Общая масса вовлекаемых в круговорот зольных элементов существенно превышает их величину в речном суммарном годовом ионном стоке в океан [14].

Очень интересным примером вовлечения элементов в биологический круговорот и удержания биофильных элементов в нем от выноса в океан может служить «геохимическая судьба» калия и натрия. Оба элемента содержатся в первичных массивно-кристаллических породах примерно в равных количествах (около 2, 5 %), а в океанической воде, куда поступает весь ионный сток с суши, содержание калия в 25 раз меньше, чем натрия. Это явление объясняется не только более прочной фиксацией калия кристаллической решеткой глинистых минералов почв и осадочных пород, но, главным образом, «удержанием» калия как биофильного элемента в малом биологическом круговороте элементов между почвой и растительным покровом суши [45].

На аккумуляцию биофильных элементов в почвах обратили внимание академики В.И. Вернадский и А.Е. Ферсман. А.Е. Ферсман, сопоставляя кларки среднего содержания химических элементов в разных природных телах, в своей «Геохимии» писал: «Почвы и кларки живого вещества очень близки и мы должны признать, что средний состав живого вещества следует в меньшей степени кларкам атмосферы и гидросферы, и ближе всего и непосредственно следует кларкам почвенного покрова, который в сущности и предопределяет состав организмов» [48].

Близость геохимических связей почв с растительным покровом, почвенной биотой проявляется в зонально-региональных закономерностях и разнообразии типов биологического круговорота химических элементов на земной поверхности [1]. Изучение геохимических связей почв, их биологической продуктивности с жизнью человека имеет прямое отношение к здравоохранению и медицинской географии. Потребляя растительную и животную продукцию, выращенную на почвах, человек включается в те «пищевые цепи», которые связывают его с химическим составом почв, выращиваемых на них растений и травоядных животных.

Давно было замечено, что существует прямая связь между спецификой химического состава почв в некоторых регионах и наличием в них эндемических болезней человека и животных. В бассейне реки Уров в Забайкалье была отмечена болезнь суставов и вообще костной ткани, получившая название «уровской». Она обусловлена необычным соотношением кальция, стронция и кремния в почвах, водах, растительных и животных продуктах. На отгонных пастбищах Дагестана наблюдалось проявление митоза (болезни мышц) у овец, как следствие избытка бора в почвах и кормах. Всем известна болезнь щитовидной железы из-за недостатка иода в кислых подзолистых почвах внутриконтинентальных районов.

Почвенно-географические районы с явной спецификой химического состава почв и связанными с ними местными болезнями академик А.П. Виноградов называл «биогеохимическими провинциями» [7].

Все большую угрозу здоровью человека представляет возрастающее загрязнение почв отходами и выбросами промышленного производства, добычи нефти и газа, цветной металлургии, использования наземного и воздушного транспорта, применения химикатов в сельском хозяйстве и др.

Преодоление токсического загрязнения почв значительно сложнее, чем загрязнение воды и воздуха, т.к. почва обладает большой поглотительной способностью и прочно удерживает токсиканты в своем составе. Она не обладает способностью их рассеивать, как это имеет место в воздушной и водной средах.

Большой вред здоровью человека и всему живому наносит радиоактивное загрязнение почв [12].

Все расширяющееся распространение техногенного загрязнения почв и связанного с ним нарушения экологических функций почв и связанного с ним нарушения экологических функций почв требует организации почвенного мониторинга и последовательных действий по рекультивации загрязненных почв, особенно в районах плотного населения. Почва и здоровье человека – эта тема приобретает все большую актуальность среди современных проблем здравоохранения и природопользования [50].

Третьей важнейшей и наиболее широко известной общебиологической и экологической функцией почв является почвенное плодородие или, в более широком смысле, биологическая продуктивность почв. Несмотря на ничтожно малую толщину почвенного покрова Земли, представляющего собой буквально тончайшую пленку на ее поверхности, именно эта пленка является самой биологически продуктивной частью биосферы. Биомасса суши неразрывно связанная с ее почвенным покровом, составляет 99, 8% всей биомассы Земли. Ежегодная биологическая продуктивность наземных растительных сообществ в три раза больше таковой мирового океана, несмотря на значительно меньшую площадь почвенного покрова в сравнении с мировым океаном, не говоря уже об общем объеме его водной толщи [1].

Объем пищевых продуктов (по весу), добываемых человеком на суше, составляет, по разным данным, 1, 3 млрд. тонн, а в океане – всего 0, 017 млрд. тонн. Продукты питания, полученные человеком в результате сельскохозяйственного использования плодородия почв, составляют 98, 5% всех продуктов питания и, в том числе, 87% белкового [1, 2].

Только этих данных достаточно, чтобы показать, какую экологическую ценность для жизни людей, да и всего живого на земле представляет функция плодородия почв, функция их биологической продуктивности.

Все больший интерес у почвоведов, археологов, историков вызывают информационные функции почв. Они представлены не только гидротермическим регуляторным воздействием на весь ритм жизни растений, почвенных животных и микроорганизмов, но и особой способностью почв «записывать и запоминать» историю своего генезиса, историю тех изменений природных и антропогенных условий, в которых почва формировалась. Эти «следы прошлого» сохраняются в реликтовых гумусовых горизонтах, карбонатных, гипсовых, железистых новообразованиях, солевых горизонтах, особых морфологических структурах, предметах археологии, попавших в почву в прошлые времена [36].

Под степными курганами, в грунтовых толщах древних городищ и поселений, в лессах и других осадочных породах сохранились древние почвы, по которым можно судить о природной обстановке тех времен, когда они формировались [13]. По предложению известных почвоведов И.А. Соколова и В.О. Таргульяна способность почв запоминать прошлое получило специальное научное понятие и название - «почва-память» [33, 44].

Не только упомянутые, но и другие функции почв, осуществляемые в биогеоценозах, имеют важное значение для сохранения, жизни и эволюции природных и антропогенных сообществ растений и животных, для жизни и хозяйственной деятельности человека.

Грандиозны биосферно-экологические функции почвенного покрова Земли, ее педосферы, воздействующие на атмосферу, гидросферу, литосферу, биосферу и жизнь человека (Таблица 2).

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 Следующая ⇒