Jord som en miljøfaktor

Introduktion

Jord som en økologisk faktor i plantelivet. Jordbundens egenskaber og deres rolle i dyrs, menneskers og mikroorganismers liv. Jord og landdyr. Fordeling af levende organismer.

FOREDRAG nr. 2,3

JORD ØKOLOGI

EMNE:

Jord er grundlaget for jordens natur. Man kan uendeligt blive overrasket over det faktum, at vores planet Jorden er den eneste kendte planeter, som har en fantastisk frugtbar film - jord. Hvordan opstod jorden? Dette spørgsmål blev først besvaret af den store russiske encyklopædist M.V. Lomonosov i 1763 i hans berømte afhandling "Om jordens lag." Jord, skrev han, er ikke primordialt stof, men det opstod "fra nedbrydning af dyre- og plantelegemer i lang tid." V.V. Dokuchaev (1846--1903) begyndte i sine klassiske værker om russisk jord først at betragte jord som et dynamisk snarere end et inert medium. Han beviste, at jord ikke er det død organisme, og lever, beboet af talrige organismer, er den kompleks i sin sammensætning. Han identificerede fem vigtigste jordbundsdannende faktorer, som inkluderer klima, moderbjergart (geologisk grundlag), topografi (relief), levende organismer og tid.

Jorden er speciel naturundervisning, som har en række egenskaber, der ligger i at bo og livløs natur; består af genetisk beslægtede horisonter (danner en jordprofil), der er et resultat af transformationer af lithosfærens overfladelag under kombineret påvirkning af vand, luft og organismer; præget af fertilitet.

Meget kompleks kemisk, fysisk, fysisk-kemisk og biologiske processer flow i overfladelaget klipper på vej mod deres forvandling til jord. N.A. Kachinsky giver i sin bog "Soil, Its Properties and Life" (1975) følgende definition af jord: "Jord skal forstås som alle overfladelag af klipper, behandlet og ændret af klimaets fælles indflydelse (lys, varme, luft). , vand), plante- og dyreorganismer og i dyrkede områder og menneskelig aktivitet, der er i stand til at producere afgrøder. Den mineralske bjergart, som jorden er dannet på, og som så at sige fødte jorden, kaldes moderbjergarten."

Ifølge G. Dobrovolsky (1979) ”skal jord kaldes overfladelaget globus, der besidder frugtbarhed, karakteriseret ved en organo-mineral sammensætning og en speciel, unik profiltype af struktur. Jord er opstået og udvikler sig som et resultat af vand, luft, solenergi, plante- og dyreorganismers kombinerede indflydelse på klipperne. Jordens egenskaber afspejler lokale karakteristika naturlige forhold" Således skaber jordens egenskaber i deres helhed et vist økologisk regime, hvis vigtigste indikatorer er hydrotermiske faktorer og beluftning.

Jordsammensætning omfatter fire vigtige strukturelle komponenter: mineralbase (normalt 50-60% generel sammensætning jord), organisk stof (op til 10%), luft (15 - 25%) og vand (25 - 35%).

Mineralsk base (mineralskelet) af jord er den uorganiske komponent, der dannes fra moderbjergarten som følge af dens forvitring. De mineralske fragmenter, der danner jordskelettet, er varierede - fra kampesten og sten til sandkorn og små partikler ler. Skeletmateriale er normalt tilfældigt opdelt i fin jord (partikler mindre end 2 mm) og større fragmenter. Partikler mindre end 1 mikron i diameter kaldes kolloide. Jordens mekaniske og kemiske egenskaber er hovedsageligt bestemt af de stoffer, der hører til fin jord.

Jordens struktur bestemt af det relative indhold af sand og ler i det.

En ideel jord bør indeholde omtrent lige store mængder ler og sand med partikler imellem. I dette tilfælde dannes en porøs, kornet struktur, og jorden kaldes muldjord . De har fordelene ved de to ekstreme jordtyper og ingen af ​​deres ulemper. Mellem- og finstruktureret jord (ler, muldjord, silt) er normalt mere velegnet til plantevækst på grund af deres indhold i tilstrækkelige mængder. næringsstoffer og evnen til at holde på vandet.

I jord skelnes der som regel mellem tre hovedhorisonter, der adskiller sig i morfologiske og kemiske egenskaber:

1. Øvre humus-akkumulerende horisont (A), hvori organisk stof ophobes og omdannes, og hvorfra nogle af forbindelserne føres ned af vaskevand.

2. Vaskehorisont eller illuvial (B), hvor de ovenfra vaskede stoffer sætter sig og omdannes.

3. Moder race eller horisont (C), hvis materiale omdannes til jord. Inden for hver horisont skelnes der mere underinddelte lag, som også adskiller sig meget i egenskaber.

Jord er miljøet og hovedbetingelsen for udvikling af planter. Planter slår rod i jorden, og fra den trækker de alle de næringsstoffer og vand, de har brug for til livet. Udtrykket jord betyder det øverste lag af fast stof jordskorpen, velegnet til forarbejdning og dyrkning af planter, som igen består af ret tynde fugtede og humulag.

Det fugtede lag er mørkt i farven, har en lille tykkelse på flere centimeter, indeholder største antal jordens organismer, er der kraftig biologisk aktivitet i det.

Humuslaget er tykkere; hvis dens tykkelse når 30 cm, kan vi tale om meget frugtbar jord, der er hjemsted for adskillige levende organismer, der forarbejder planter og organiske rester til mineralske komponenter, som et resultat af hvilke de opløses af grundvandet og absorberes af planterødder. Nedenfor er minerallaget og kildebjergarter.

100 RUR bonus for første ordre

Vælg jobtype Kandidatarbejde Kursusarbejde Abstrakt Kandidatafhandling Rapport om praksis Artikel Rapport Review Prøve Monografi Problemløsning Forretningsplan Svar på spørgsmål Kreativt arbejde Essay Tegning Værker Oversættelse Præsentationer Indtastning Andet Forøgelse af det unikke ved teksten Kandidatafhandling Laboratoriearbejde Online hjælp

Find ud af prisen

Jorden - Dette er et tyndt lag af jordoverfladen, behandlet af levende organismers aktivitet.

Mangfoldigheden af ​​naturforhold på Jorden har ført til dannelsen af ​​et heterogent jorddække med et vist mønster af skiftende jordtyper iflg. naturområder og i forbindelse med højdezonering. På ethvert tidspunkt i området er jorden også heterogen og karakteriseret ved differentiering af phyla til mere eller mindre klart definerede genetiske horisonter. Den differentierede jordprofil er vist i fig. 1

Fig. 1 Skema over strukturen af ​​jordprofilen: A1-humus-akkumulerende horisont; A2 – eluvial horisont; A2B – eluvial-illuvial horisont; B - illuvial horisont; C – moderrace

Til dannelse bestemt type jord og jordprofil er påvirket af klima, moderbjergarter, der ligger til grund for det, relief, arten af ​​vandudvekslingsprocesser, type naturlig vegetation, karakteristisk for dette klimazone, dyr og mikroorganismer, der lever i jorden.

Faste partikler gennemtrænges i jorden med porer og hulrum, fyldt dels med luft og dels med vand, så små partikler kan også befinde sig i jorden. akvatiske organismer. Volumenet af små hulrum i løs jord kan være op til 70%, og i tæt jord - omkring 20%. I disse porer og hulrum mikroskopiske organismer lever– bakterier, svampe, protozoer, rundorme, leddyr. Større dyr laver deres egne gange i jorden.

Jorddybden er ikke mere end 1,5-2 m. Luften i jordens hulrum er beriget med kuldioxid og udtømt for ilt. På den måde minder leveforholdene i jorden om vandmiljøet, men forholdet mellem vand og luft i jorden ændrer sig konstant og afhænger af vejrforholdene.

Temperatursvingninger i jorden er skarpe på overfladen, men udjævnes hurtigt med dybden.

Hovedtræk ved jordmiljøet er konstant tilførsel af organisk stof, hovedsageligt på grund af døende planter og faldende blade. Det er en værdifuld energikilde for de organismer, der lever i det, så jord er det det rigeste livsmiljø.

Jord er det vigtigste led i stoffernes kredsløb. Det er her, det biologiske kredsløb begynder og slutter her.

Jorder fungerer som mest kraftfulde filter til vandrensning, har en høj evne til at binde kemiske elementer takket være dens absorptionsevne.

Jordens vigtigste egenskab er fertilitet , de der. evnen til at sikre vækst og udvikling af planter. Denne egenskab er af enestående værdi for menneskeliv og andre organismer. Jorden er integreret del biosfære og energi i naturen, opretholder atmosfærens gassammensætning.

Jordsammensætning: faste partikler, væske (vand), gasser (luft, O, CO), planter, dyr, mikroorganismer, humus.

Jordtykkelse; 0,5m - tundra, bjerge; 1,5 m - på sletterne.

Der dannes 1 cm jord på omkring 100 år.

Jordtyper:

1. Arktis og tundra (humus op til 1-3%)

2. Podzolic (nåleskove, humus op til 4-5%).

3. Chernozems (steppe, humus op til 10%).

4. Kastanje (i tørre stepper, humus op til 4%).

5. Gråbrun (ørkener subtropiske zoner humus 1-1,5%).

6. Rød jord (våd subtropisk skov, humus op til 6%).

Humus - jordens organiske stof, dannet som følge af biokemisk nedbrydning af plante- og dyrerester, som ophobes i det øverste jordlag. Hovedkilde plantenæring. Mikroelementer akkumuleres også i humus. Under udnyttelse af jorden falder mængden af ​​humus, så det er nødvendigt at anvende forskellige gødninger.

Fysiske egenskaber:

1. Mekanisk sammensætning - indholdet af partikler med forskellige diametre.

2. Tæthed.

3. Varmekapacitet, termisk ledningsevne.

4. Fugtkapacitet, fugtgennemtrængelighed (sand har højere fugtpermeabilitet, ler har højere fugtkapacitet).

5. Luftning - evnen til at mætte jorden med luft (løsne jorden).

Kemiske egenskaber:

1. Kemisk sammensætning:

2. Surhed

Indflydelse surhedsgrad for planter:

De lever på sur jord (pH< 6,7) карликовая береза, хвощ, некоторые мхи

Neutral (pH 6,7 - 7,0) mest dyrkede planter

På basisk jord (pH > 7,0) steppe- og ørkenplanter (quinoa, malurt)

Kan vokse på enhver jord (liljekonval, loach, vilde jordbær)

Jordens habitat.

	Egenskab	Tilpasning af kroppen til omgivelserne
Jord	Skabt af de levende organismer. At vænne sig til det samtidig med jorden - luftmiljø. Mangel eller fuldstændig fravær Sveta. Stor tæthed. Har 4 faser: fast, flydende, gasformig, levende organismer. Heterogen i plads.	Kroppen har slimhinder integument eller glat overflade, nær nogle har et graveapparat og udviklede muskler. Mange er karakteriseret ved mikroskopiske eller små størrelser.

Menneskelige påvirkninger på jordbunden er forbundet med ødelæggelse af naturlige landskaber, udtømning af artsdiversitet og et fald i økosystemernes stabilitet, produktivitet og biomasse.

At opretholde og øge frugtbarheden kræver en stor investering af energi i form af gødning, jordbearbejdning, ukrudt og skadedyrsbekæmpelse.

Normalt er der 4 hovedårsager til skade og ødelæggelse af landområder. Disse omfatter erosion, negative konsekvenser kunstvanding, jordudtømning og fremmedgørelse.

Under erosion jord forstår deres ødelæggelse som følge af udsættelse for vand eller vind. I løbet af de sidste 50 år er erosion i havet steget cirka 8 gange. Sammen med jorden fjernes så mange næringsstoffer, som er 1,5-2 gange højere end dem, der tilsættes med gødning. Erosion begynder primært, hvor naturligt vegetationsdække, som har to funktioner, ødelægges:

1) planter holder jorden sammen med deres rødder

2) reducerer kraftigt intensiteten og styrken af ​​vand- og luftstrømme.

Erosion kan være vand eller vind.

Vinderosion Det er mest udtalt på lette jorder. Erosion forstærkes af tør jord og dårlig humus. Vinderosion observeres oftest i stepper, halvørkener og ørkener.

Vanderosion viser sig overalt, men stærkest i de områder, hvor der falder betydelige mængder nedbør på baggrund af store åbne rum med intensiv jordbearbejdning, det vil sige i skov-, skov-steppe- og steppezoner.

Erosionskontrolforanstaltninger omfatter:

1) reduktion af belastningen på økosystemer;

2) overholdelse af græsningsstandarder for husdyr på græsgange;

3) overholdelse af rekreative belastninger;

4) beskyttelse af agerjord (korrekt pløjning, oprettelse af læbælter, anvendelse af gødning).

Problemer med kunstvandet landbrug. Arealet af kunstvandede land i verden er omkring 250 millioner hektar. Undtagen vanderosion, er kunstvandede jorde udsat tilsaltning. Faktum er, at der tilføres mere vand til markerne end nødvendigt. Denne fugt trænger ind grundvand og øger deres niveau. Grundvandet begynder at fordampe intensivt, og de salte, der er opløst i det, akkumuleres på overfladen. Disse jorder er uegnede til landbrug, så vanding skal være moderat.

Udtømning af jord.Årsagerne til udtømning er: fjernelse af næringsstoffer fra afgrøden, tab af humus, forringelse vandregimet etc. Resultaterne af jordudtømning er tab af frugtbarhed og ørkendannelse. Jordudtømning er primært forbundet med tab af humus. I løbet af de sidste 70 år er indholdet faldet fra 3,5-4 % til 2-3 %. Største tab humus observeres på chernozems.

Fremmedgørelse af jord – Dette er deres fjernelse og brug til forskellige formål, der ikke er relateret til produktion af planteprodukter, oftest til konstruktion af byer, veje, flyvepladser, affaldsopbevaring, minedrift osv.

Brug af kunstgødning og pesticider.

Forkert og irrationel brug mineralsk gødning fører til øget jordsurhed, ændringer artssammensætning jordorganismer.

Pesticider– en gruppe af stoffer, der bruges til at ødelægge eller reducere antallet af organismer, der er uønskede for mennesker. Bruges til at ødelægge planter herbicider, insekter - insekticider, svampe - fungicider. Skadeligheden af ​​pesticider afhænger af deres toksicitet, forventet levetid og evne til at transformere i miljøet.

4.3. Jord som levested

4.3.1. Jordegenskaber

Jorden er et løst tyndt overfladelag af jord i kontakt med luften. På trods af sin ubetydelige tykkelse spiller denne jordskal en afgørende rolle i spredningen af ​​liv. Jorden er ikke bare solid, ligesom de fleste bjergarter i litosfæren, men et komplekst trefasesystem, hvor faste partikler er omgivet af luft og vand. Den er gennemsyret af hulrum fyldt med en blanding af gasser og vandige opløsninger, og derfor udvikles der ekstremt forskellige forhold i den, som er gunstige for mange mikro- og makroorganismers liv (fig. 49). Jorden er glattet temperaturudsving sammenlignet med jordlaget af luft, og tilstedeværelsen af ​​grundvand og indtrængning af nedbør skaber fugtreserver og giver et fugtighedsregime mellem vand og terrestrisk miljø. Jorden koncentrerer reserver af organiske og mineralske stoffer tilført af døende vegetation og dyrekroppe. Alt dette bestemmer den større mætning af jorden med liv.

Jordplanternes rodsystemer er koncentreret i jorden (fig. 50).

Ris. 49. Underjordiske gange af Brandts musvåge: A - ovenfra; B – set fra siden

N. M. Chernova, A. M. Bylova. "Generel økologi"

Ris. 50. Placering af rødder i steppe chernozem jord (ifølge M. S. Shalyt, 1950)

I gennemsnit er der pr. 1 m2 jordlag mere end 100 milliarder protozoceller, millioner af hjuldyr og tardigrader, titusinder af nematoder, titusinder og hundredetusinder af mider og springhaler, tusinder af andre leddyr, titusinder af enchytraeider , tiere og hundreder

regnorme, bløddyr og andre hvirvelløse dyr. Derudover indeholder 1 cm2 jord tiere og hundreder af millioner bakterier, mikroskopiske svampe, actinomyceter og andre mikroorganismer. De belyste overfladelag indeholder hundredtusindvis af fotosyntetiske celler af grønne, gulgrønne, kiselalger og blågrønne alger i hvert gram. Levende organismer er lige så karakteristiske for jorden som dens ikke-levende komponenter. Derfor klassificerede V.I. Vernadsky jorden som en bio-inert naturlegeme, der understregede dens mætning med liv og dens uløselige forbindelse med den.

Heterogeniteten af ​​jordbundsforholdene er mest udtalt i lodret retning. Med dybde, en række af de vigtigste miljømæssige faktorer påvirker jordbeboernes liv. Først og fremmest vedrører dette jordens struktur. Den indeholder tre hovedhorisonter, der adskiller sig i morfologiske og kemiske egenskaber: 1) den øvre humus-akkumulerende horisont A, hvori organisk stof ophobes og omdannes, og hvorfra nogle af forbindelserne føres ned af vaskevand; 2) inwash-horisonten, eller illuvial B, hvor de ovenfra udvaskede stoffer sætter sig og omdannes, og 3) moderbjergarten eller horisonten C, hvis materiale omdannes til jord.

N. M. Chernova, A. M. Bylova. "Generel økologi"

Inden for hver horisont skelnes der mere underinddelte lag, som også adskiller sig meget i egenskaber. For eksempel i området tempereret klima under nåletræer el blandede skove horisont A består af affald (A 0 ) - et lag af løs ophobning af plantemateriale

rester, et mørkfarvet humuslag (A 1), hvori partikler af organisk oprindelse er blandet med mineralske, og et podzollag (A 2) - aske-grå ​​i

farve, hvor siliciumforbindelser dominerer, og det hele opløselige stoffer skyllet ind i dybden af ​​jordprofilen. Både strukturen og kemien af ​​disse lag er meget forskellige, og derfor befinder planterødder og jordbeboere, der bevæger sig blot et par centimeter op eller ned, sig under forskellige forhold.

Størrelsen af ​​hulrum mellem jordpartikler, der er egnet til dyr at leve i, falder normalt hurtigt med dybden. For eksempel i engjord er den gennemsnitlige diameter af hulrum i en dybde på 0-1 cm 3 mm, ved 1-2 cm - 2 mm og i en dybde på 2-3 cm - kun 1 mm; dybere er jordens porer endnu mindre. Jorddensiteten ændres også med dybden. De løseste lag er dem, der indeholder organisk stof. Disse lags porøsitet bestemmes af det faktum, at organiske stoffer limer mineralpartikler til større aggregater, hvorimellem rumfanget af hulrum øges. Den mest tætte er normalt den illuviale horisont, cementeret af kolloide partikler vasket ind i den.

Fugt i jorden er til stede i forskellige tilstande: 1) bundet (hygroskopisk og film) fast holdt af overfladen af ​​jordpartikler; 2) kapillær optager små porer og kan bevæge sig langs dem i forskellige retninger; 3) gravitation udfylder større hulrum og siver langsomt ned under påvirkning af tyngdekraften; 4) damp er indeholdt i jordluften.

Vandindholdet varierer i forskellige jorde og anden tid. Hvis der er for meget gravitationsfugtighed, er jordregimet tæt på reservoirregimet. Kun i tør jord bundet vand og forholdene nærmer sig dem på land. Men selv i de tørreste jorder er luften fugtigere end jordluften, så jordens beboere er meget mindre modtagelige for truslen om udtørring end på overfladen.

Sammensætningen af ​​jordluft er variabel. Med dybden falder iltindholdet i det meget, og koncentrationen stiger carbondioxid. På grund af tilstedeværelsen af ​​nedbrydningsstoffer i jorden organisk stof jordluften kan indeholde en høj koncentration af giftige gasser som ammoniak, svovlbrinte, metan osv. Når jorden er oversvømmet eller intensivt rådnende af planterester, kan der nogle steder opstå helt anaerobe forhold.

Udsving i skæretemperaturen kun på jordoverfladen. Her kan de være endnu stærkere end i overfladelaget af luft. For hver centimeter dybere bliver de daglige og sæsonbestemte temperaturændringer dog mindre, og i en dybde på 1-1,5 m er de praktisk talt ikke længere sporbare (fig. 51).

N. M. Chernova, A. M. Bylova. "Generel økologi"

Ris. 51. Fald i årlige udsving i jordtemperatur med dybde (ifølge K. Schmidt-Nilsson, 1972). Den skraverede del er rækken af ​​årlige temperaturudsving

Alle disse egenskaber fører til det faktum, at på trods af den store heterogenitet af miljøforhold i jorden, fungerer det som et ret stabilt miljø, især for mobile organismer. Den stejle gradient af temperatur og fugtighed i jordprofilen gør det muligt for jorddyr at forsyne sig med et passende økologisk miljø gennem mindre bevægelser.

4.3.2. Jordbeboere

Jordens heterogenitet fører til, at for organismer forskellige størrelser hun fungerer som anderledes miljø. Til mikroorganismer særlig betydning har en enorm total overflade af jordpartikler, da det overvældende flertal af den mikrobielle befolkning er adsorberet på dem. Kompleksiteten af ​​jordmiljøet skaber en lang række betingelser for en lang række funktionelle grupper: aerobe og anaerobe, forbrugere af organiske og mineralske forbindelser. Fordelingen af ​​mikroorganismer i jorden er kendetegnet ved fin fokalitet, da selv inden for få millimeter forskellige økologiske zoner kan ændre sig.

For små jorddyr (fig. 52, 53), som er grupperet under navnet mikrofauna (protozoer, hjuldyr, tardigrader, nematoder osv.), er jorden et system af mikroreservoirer. I det væsentlige er disse vandorganismer. De lever i jordporer fyldt med gravitations- eller kapillarvand, og en del af livet kan ligesom mikroorganismer være i en adsorberet tilstand på overfladen af ​​partikler i tynde lag af filmfugt. Mange af disse arter lever også i almindelige vandområder. Imidlertid er jordformer meget mindre end ferskvandsformer og udmærker sig desuden ved deres evne til at forblive i en indkapslet tilstand i lang tid og afvente ugunstige perioder. Mens ferskvands amøber har størrelser på 50-100 mikron, jord - kun 10-15. Repræsentanter for flagellater er særligt små, ofte kun 2-5 mikron. Jord ciliater har også dværg størrelser og desuden kan de i høj grad ændre kroppens form.

N. M. Chernova, A. M. Bylova. "Generel økologi"

Ris. 52. Testate amøber, der lever af bakterier på rådnende blade i skovbunden

Ris. 53. Jordens mikrofauna (ifølge W. Dunger, 1974):

1–4 – flageller; 5–8 – nøgne amøber; 9-10 - testate amøber; 11–13 – ciliater; 14–16 – rundorm; 17–18 – hjuldyr; 19–20 – tardigrader

For lidt større luftåndende dyr fremstår jorden som et system af små huler. Sådanne dyr er grupperet under navnet mesofauna (fig. 54).

N. M. Chernova, A. M. Bylova. "Generel økologi"

Størrelsen af ​​jord mesofauna repræsentanter varierer fra tiendedele til 2-3 mm. Denne gruppe omfatter hovedsageligt leddyr: talrige grupper af mider, primære vingeløse insekter (collembolas, proturus, to-halede insekter), små arter af vingede insekter, symphila centipedes osv. De har ikke særlige tilpasninger til gravning. De kravler langs væggene i jordens hulrum ved hjælp af deres lemmer eller vrider sig som en orm. Jordluft mættet med vanddamp tillader vejrtrækning gennem dækslerne. Mange arter har ikke et luftrørssystem. Sådanne dyr er meget følsomme over for udtørring. Deres vigtigste måde at undslippe fra udsving i luftfugtighed er at bevæge sig dybere. Men muligheden for dyb migration gennem jordhulrum er begrænset af et hurtigt fald i porediameter, så bevægelse gennem jordhuller er kun tilgængelig for de mindste arter. Større repræsentanter for mesofaunaen har nogle tilpasninger, der giver dem mulighed for at tolerere et midlertidigt fald i jordens luftfugtighed: beskyttende skæl på kroppen, delvis uigennemtrængelighed af integumentet, en solid tykvægget skal med en epikutikel i kombination med et primitivt luftrørssystem, der sikrer respiration.

Ris. 54. Jordbunds mesofauna (ingen W. Danger, 1974):

1 – falsk skorion 2 – gama new klesha; 3-4 oribatid mider 5 - pauroiod tusindben 6 - chironomid myg larve; 7 – bille fra familien. Ptiliidae; 8-9 springhaler

Repræsentanter for mesofaunaen overlever perioder med jordoversvømmelser i luftbobler. Luft tilbageholdes omkring dyrenes krop på grund af deres ikke-befugtelige integument, som også er udstyret med hår, skæl osv. Luftboblen fungerer som en slags "fysisk gælle" for et lille dyr. Respiration udføres på grund af ilt, der diffunderer ind i luftlaget fra det omgivende vand.

Repræsentanter for mikro- og mesofauna er i stand til at tolerere vinterfrysning af jorden, da de fleste arter ikke kan bevæge sig ned fra lag udsat for negative temperaturer.

Større jorddyr, med kropsstørrelser fra 2 til 20 mm, kaldes repræsentanter for makrofauna (fig. 55). Disse er insektlarver, tusindben, enchytraeider, regnorme osv. For dem er jord et tæt medium, der giver betydelig mekanisk modstand ved bevægelse. Disse er relativt store former bevæge sig i jorden enten ved at udvide naturlige brønde ved at skubbe jordpartikler fra hinanden eller ved at grave nye passager. Begge bevægelsesformer sætter deres præg på ydre struktur dyr.

N. M. Chernova, A. M. Bylova. "Generel økologi"

Ris. 55. Jordens makrofauna (ingen W. Danger, 1974):

1 - regnorm; 3 - labiopodal centipede;

Evnen til at bevæge sig gennem tynde huller, næsten uden at ty til at grave, er kun iboende hos arter, der har en krop med et lille tværsnit, der er i stand til at bøje kraftigt i snoede passager (tusindben - drupes og geofiler). Ved at skubbe jordpartikler fra hinanden på grund af trykket fra kropsvæggene, bevæger regnorme og tusindbenede myggelarver sig

Og osv. Efter at have fastgjort bagenden, tynder og forlænger de fronten, trænger ind i smalle jordspalter, så sikrer de den forreste del af kroppen og øger dens diameter. I dette tilfælde, i det udvidede område, på grund af musklernes arbejde, skabes et stærkt hydraulisk tryk af den ikke-komprimerbare intrakavitære væske: i orme - indholdet af coelomiske sække og i tipulider - hæmolymfen. Tryk overføres gennem kropsvæggene til jorden, og dermed udvider dyret brønden. Samtidig forbliver den bageste passage åben, hvilket truer med at øge fordampningen og forfølgelsen af ​​rovdyr. Mange arter har udviklet tilpasninger til en økologisk mere fordelagtig type bevægelse i jorden - grave og blokere passagen bag dem. Gravning udføres ved at løsne og rive jordpartikler væk. Larverne af forskellige insekter bruger til dette formål den forreste ende af hovedet, mandibler og forlemmer, udvidet og forstærket med et tykt lag kitin og rygsøjler.

Og udvækster. I den bageste ende af kroppen udvikles anordninger til stærk fiksering

– udtrækkelige understøtninger, tænder, kroge. For at lukke passagen på de sidste segmenter har en række arter en speciel nedsænket platform indrammet af chitinholdige sider eller tænder, en slags trillebør. Lignende områder dannes på bagsiden af ​​elytraen og hos barkbiller, som også bruger dem til at tilstoppe gange med boremel. Når de lukker passagen bag dem, er dyrene, der bor i jorden, konstant i et lukket kammer, mættet med dampene fra deres egne kroppe.

Gasudveksling af de fleste arter af denne økologiske gruppe udføres ved hjælp af specialiserede åndedrætsorganer, men samtidig suppleres den med gasudveksling gennem integumentet. Det er endda muligt udelukkende at udføre kutan respiration, for eksempel hos regnorme og enchytraeider.

Gravende dyr kan efterlade lag, hvor der opstår ugunstige forhold. Under tørke og vinter koncentrerer de sig i dybere lag, normalt flere titusinder af centimeter fra overfladen.

Jord-megafauna er store gravere, hovedsageligt pattedyr. En række arter tilbringer hele deres liv i jorden (muldvarpe rotter, muldvarpe rotter, zokora, eurasiske muldvarpe, gyldne muldvarpe

N. M. Chernova, A. M. Bylova. "Generel økologi"

Afrika, pungdyr modermærker i Australien osv.). De skaber hele systemer af gange og huler i jorden. Udseende og disse dyrs anatomiske træk afspejler deres tilpasning til en gravende underjordisk livsstil. De har underudviklede øjne, en kompakt, rillet krop med en kort hals, kort tyk pels, stærke gravende lemmer med stærke kløer. Muldvarperotter og muldvarperotter løsner jorden med deres fortænder. Jordens megafauna bør også omfatte store oligochaeter, især repræsentanter for familien Megascolecidae, der lever i troperne og Sydlige halvkugle. Den største af dem er australsk Megascolides australis når en længde på 2,5 og endda 3 m.

Ud over jordens faste beboere kan vi blandt store dyr skelne en stor miljøgruppe grave indbyggere (gophers, murmeldyr, jerboaer, kaniner, grævlinger osv.). De lever på overfladen, men formerer sig, går i dvale, hviler og undslipper fare i jorden. En række andre dyr bruger deres huler og finder i dem et gunstigt mikroklima og ly mod fjender. Gravere har strukturelle træk, der er karakteristiske for landdyr, men har en række tilpasninger forbundet med den gravende livsstil. For eksempel har grævlinger lange kløer og stærke muskler på forbenene, et smalt hoved og små ører. Sammenlignet med harer, der ikke graver huller, har kaniner mærkbart forkortede ører og bagben, et mere holdbart kranium, mere udviklede knogler og muskler i underarmene mv.

For en række økologiske egenskaber er jord et middel mellem akvatisk og terrestrisk. MED vandmiljø Jorden samles af dens temperaturregime, det lave iltindhold i jordluften, dens mætning med vanddamp og tilstedeværelsen af ​​vand i andre former, tilstedeværelsen af ​​salte og organiske stoffer i jordopløsninger og evnen til at bevæge sig ind. tre dimensioner.

MED jorden samles af luftmiljøet, tilstedeværelsen af ​​jordluft, truslen om udtørring

V øvre horisont, ret skarpe ændringer temperatur regime overfladelag.

Jordens mellemliggende økologiske egenskaber som levested for dyr tyder på, at jorden spillede en særlig rolle i udviklingen af ​​dyreverdenen. For mange grupper, især leddyr, tjente jord som et medium, hvorigennem oprindeligt vandlevende indbyggere var i stand til at gå over til en landlevende livsstil og erobre land. Denne udviklingsvej for leddyr blev bevist af værker af M. S. Gilyarov (1912-1985).

Jorden er et løst tyndt overfladelag af jord i kontakt med luften. Dens vigtigste ejendom er fertilitet, de der. evnen til at sikre vækst og udvikling af planter. Jord er ikke bare et fast legeme, men et komplekst trefasesystem, hvor faste partikler er omgivet af luft og vand. Den er gennemtrængt med hulrum fyldt med en blanding af gasser og vandige opløsninger, og derfor udvikles der ekstremt forskellige forhold i den, som er gunstige for mange mikro- og makroorganismers liv. Temperatursvingninger i jorden udjævnes i forhold til luftens overfladelag, og tilstedeværelsen af ​​grundvand og indtrængning af nedbør skaber fugtreserver og giver et fugtregime mellem vand- og terrestriske miljøer. Reserver af organiske og mineralske stoffer tilført af uddøende vegetation og dyrekroppe er koncentreret i jorden (fig. 1.3).

Ris. 1.3.

Jorden er heterogen i sin struktur og fysiske og kemiske egenskaber. Heterogeniteten af ​​jordbundsforholdene er mest udtalt i lodret retning. Med dybden ændres en række af de vigtigste miljøfaktorer, der påvirker jordbeboernes liv, dramatisk. Først og fremmest vedrører dette jordens struktur. Den indeholder tre hovedhorisonter, der adskiller sig i morfologiske og kemiske egenskaber (Fig. 1.4): 1) øvre humus-akkumulerende horisont A, hvori organisk stof ophobes og omdannes, og hvorfra nogle af forbindelserne føres ned af udvaskningsvand; 2) inwash-horisonten, eller illuvial B, hvor de ovenfra udvaskede stoffer sætter sig og omdannes, og 3) moderbjergarten eller horisonten C, hvis materiale omdannes til jord.

Udsving i skæretemperaturen kun på jordoverfladen. Her kan de være endnu stærkere end i overfladelaget af luft. Men for hver centimeter dybere, bliver daglige og sæsonbestemte temperaturændringer mindre og mindre, og i en dybde på 1-1,5 m er de praktisk talt ikke længere sporbare.

Ris. 1.4.

Alle disse egenskaber fører til det faktum, at på trods af den store heterogenitet af miljøforhold i jorden, fungerer det som et ret stabilt miljø, især for mobile organismer. Alt dette bestemmer den større mætning af jorden med liv.

Jordplanternes rodsystemer er koncentreret i jorden. For at planter kan overleve, skal jorden som levested tilfredsstille deres behov for mineralske næringsstoffer, vand og ilt, mens pH-værdier (relativ surhed og saltholdighed (saltkoncentration) er vigtige).

1. Mineralske næringsstoffer og jordens evne til at bevare dem. Følgende mineralske næringsstoffer er nødvendige for planteernæring: (biogener), som nitrater (N0 3), fosfater ( P0 3 4),

kalium ( TIL+) og calcium ( Ca 2+). Med undtagelse af nitrogenforbindelser, der er dannet fra atmosfærisk N 2 i løbet af dette grundstofs cyklus er alle mineralske næringsstoffer i første omgang inkluderet i kemisk sammensætning sten sammen med "ikke-næringsstof" elementer som silicium, aluminium og oxygen. Disse næringsstoffer er imidlertid utilgængelige for planter, mens de er fastgjort i klippestrukturen. For at næringsstofioner kan bevæge sig ind i en mindre bundet tilstand eller til en vandig opløsning, skal stenen ødelægges. Racen kaldte moder,ødelagt under processen med naturlig forvitring. Når næringsioner frigives, bliver de tilgængelige for planter. Som den oprindelige kilde til næringsstoffer er forvitring stadig en for langsom proces til at sikre normal planteudvikling. I naturlige økosystemer er hovedkilden til næringsstoffer nedbrydning af detritus og metabolisk affald fra dyr, dvs. næringsstof cyklus.

I agroøkosystemer fjernes næringsstoffer uundgåeligt fra den høstede afgrøde, da de er en del af plantematerialet. Deres lager bliver regelmæssigt genopfyldt ved at tilføje gødning

• 2. Vand- og vandholdeevne. Fugt i jorden er til stede i forskellige tilstande:
• 1) bundet (hygroskopisk og film) holdes fast af overfladen af ​​jordpartikler;
• 2) kapillær optager små porer og kan bevæge sig langs dem i forskellige retninger;
• 3) gravitation udfylder større hulrum og siver langsomt ned under påvirkning af tyngdekraften;
• 4) damp er indeholdt i jordluften.

Hvis der er for meget gravitationsfugtighed, er jordregimet tæt på reservoirregimet. I tør jord er der kun bundet vand tilbage, og forholdene nærmer sig jordens. Men selv i de tørreste jorder er luften fugtigere end jordluften, så jordens beboere er meget mindre modtagelige for truslen om udtørring end på overfladen.

Der er tynde porer i planters blade, hvorigennem kuldioxid (CO2) optages og ilt (02) frigives under fotosyntesen. Men de tillader også vanddamp fra de våde celler inde i bladet at passere ud. For at kompensere for dette tab af vanddamp fra blade, kaldet transpiration, mindst 99% af alt vand absorberet af planten er nødvendig; Mindre end 1 % bruges på fotosyntese. Hvis der ikke er nok vand til at genopbygge tab på grund af transpiration, visner planten.

Det er klart, hvis regnvand flyder ned ad jordens overflade i stedet for at blive absorberet, vil der ikke være nogen gavn af det. Derfor er det meget vigtigt infiltration, de der. optagelse af vand fra jordoverfladen. Da rødderne på de fleste planter ikke trænger særlig dybt, bliver vand, der trænger dybere end et par centimeter (og for små planter, til en meget lavere dybde) utilgængeligt. Derfor er planterne i perioden mellem regnskyl afhængige af tilførslen af ​​vand, der holdes af overfladelaget af jord, som en svamp. Beløbet af denne reserve kaldes jordens vandholdende kapacitet. Selv med sjældent nedbør kan jorde med god vandholdende kapacitet opbevare nok fugt til at understøtte plantelivet over en temmelig lang tørperiode.

Endelig reduceres vandforsyningen i jorden ikke kun som følge af dens brug af planter, men også pga. fordampning fra jordoverfladen.

Så den ideelle jord ville være en med god infiltrations- og vandholdende kapacitet og et dække, der reducerer vandtab gennem fordampning.

3. Ilt og beluftning. For at vokse og absorbere næringsstoffer har rødder brug for energi genereret af oxidation af glukose under cellulær respiration. Dette forbruger ilt og producerer kuldioxid som affaldsprodukt. Derfor er sikring af diffusion (passiv bevægelse) af ilt fra atmosfæren ind i jorden og den omvendte bevægelse af kuldioxid et andet vigtigt træk ved jordmiljøet. Han kaldes beluftning. Typisk er beluftning hæmmet af to omstændigheder, der fører til langsommere vækst eller død af planter: jordkomprimering og mætning med vand. Forsegle kaldet jordpartiklers tilnærmelse til hinanden, hvor luftrummet mellem dem bliver for begrænset til, at der kan forekomme diffusion. Vandmætning - resultatet af vandfyldning.

Plantens vandtab under transpiration skal kompenseres med reserver af kapillærvand i jorden. Denne reserve afhænger ikke kun af nedbørens overflod og hyppighed, men også af jordens evne til at absorbere og tilbageholde vand samt af direkte fordampning fra dens overflade, når hele rummet mellem jordpartikler er fyldt med vand. Dette kan kaldes at "oversvømme" planterne.

Respiration af planterødder er optagelsen af ​​ilt fra miljø og frigivelsen af ​​kuldioxid i det. Til gengæld skal disse gasser kunne diffundere mellem jordpartikler

• 4. Relativ surhedsgrad (pH). De fleste planter og dyr kræver en næsten neutral pH på 7,0; i de fleste naturlige miljøer habitat sådanne betingelser er opfyldt.
• 5. Salt og osmotisk tryk. For normal funktion skal cellerne i en levende organisme indeholde en vis mængde vand, dvs. kræve vandbalancen. De er dog ikke selv i stand til aktivt at pumpe eller pumpe vand ud. Deres vandbalance reguleres af forholdet - koncentrationen af ​​salte på cellemembranens ydre og indre sider. Vandmolekyler tiltrækkes af saltioner. Celle membran forhindrer passage af ioner, og vand bevæger sig hurtigt igennem det i retning af større koncentration. Dette fænomen kaldes osmose.

Celler kontrollerer deres vandbalance ved at regulere interne saltkoncentrationer, og vand bevæger sig ind og ud ved osmose. Hvis saltkoncentrationen uden for cellen er for høj, kan vand ikke optages. Desuden vil det under påvirkning af osmose blive trukket ud af cellen, hvilket vil føre til dehydrering og plantens død. Meget saltholdig jord er praktisk talt livløse ørkener.

Beboere i jorden. Jordens heterogenitet fører til, at den for organismer af forskellig størrelse fungerer som et andet miljø.

Til små jorddyr, som er samlet under navnet mikrofauna(protozoer, hjuldyr, tardigrader, nematoder osv.), er jord et system af mikroreservoirer. I det væsentlige er disse vandorganismer. De lever i jordporer fyldt med gravitations- eller kapillarvand, og en del af livet kan ligesom mikroorganismer være i en adsorberet tilstand på overfladen af ​​partikler i tynde lag af filmfugt. Mange af disse arter lever også i almindelige vandområder. Jordformer er dog meget mindre end ferskvandsformer og falder desuden i ugunstige forhold miljø, de udskiller en tæt skal på overfladen af ​​deres krop - cyste(Latin cista - boks), beskytter dem mod udtørring, eksponering skadelige stoffer etc. Samtidig bremses fysiologiske processer, dyr bliver ubevægelige, får en afrundet form, holder op med at fodre, og kroppen falder i en tilstand skjult liv(encysted stat). Hvis det encysted individ igen befinder sig i gunstige forhold, opstår excystation; dyret forlader cysten, bliver til en vegetativ form og genoptager det aktive liv.

For lidt større luftåndende dyr fremstår jorden som et system af små huler. Sådanne dyr er grupperet under navnet mesofauna. Størrelsen af ​​jord mesofauna repræsentanter varierer fra tiendedele til 2-3 mm. Denne gruppe omfatter hovedsageligt leddyr: talrige grupper af mider, primære vingeløse insekter (for eksempel tohalede insekter), små arter af vingede insekter, symphila centipedes osv.

Større jorddyr, med kropsstørrelser fra 2 til 20 mm, kaldes repræsentanter makrofauna. Det er insektlarver, tusindben, enchytraeider, regnorme osv. For dem er jorden et tæt medium, der giver betydelig mekanisk modstand ved bevægelse.

Megafauna jord er store spidsmus, hovedsageligt pattedyr. En række arter tilbringer hele deres liv i jorden (muldvarperotter, muldvarperotter, pungdyrmuldvarpe i Australien osv.). De skaber hele systemer af gange og huler i jorden. Disse dyrs udseende og anatomiske træk afspejler deres tilpasningsevne til en gravende underjordisk livsstil. De har underudviklede øjne, en kompakt, rillet krop med en kort hals, kort tyk pels, stærke gravende lemmer med stærke kløer.

Ud over jordens faste beboere kan der skelnes en stor økologisk gruppe blandt store dyr grave indbyggere(gophers, murmeldyr, jerboas, kaniner, grævlinger osv.). De lever på overfladen, men formerer sig, går i dvale, hviler og undslipper fare i jorden.

For en række økologiske egenskaber er jord en mellemting mellem vand og terrestrisk. Jorden ligner vandmiljøet på grund af dens temperaturregime, lave iltindhold i jordluften, dens mætning med vanddamp og tilstedeværelsen af ​​vand i andre former, tilstedeværelsen af ​​salte og organiske stoffer i jordopløsninger og evnen at bevæge sig i tre dimensioner.

Jorden bringes tættere på luftmiljøet ved tilstedeværelsen af ​​jordluft, truslen om udtørring i de øvre horisonter og ret skarpe ændringer i overfladelagenes temperaturregime.

Jordens mellemliggende økologiske egenskaber som levested for dyr tyder på, at jorden spillede en særlig rolle i udviklingen af ​​dyreverdenen. For mange grupper, især leddyr, tjente jord som et medium, hvorigennem oprindeligt vandlevende indbyggere var i stand til at gå over til en landlevende livsstil og erobre land. Denne udviklingsvej for leddyr er blevet bevist af M.S. Gilyarov (1912-1985).

Tabel 1.1 viser Sammenlignende egenskaber abiotiske miljøer og tilpasning af levende organismer til dem.

Karakteristika for abiotiske miljøer og tilpasning af levende organismer til dem

Tabel 1.1

onsdag	Egenskab	Tilpasning af kroppen til omgivelserne
	Den ældste. Belysningen aftager med dybden. Ved dykning stiger trykket med én atmosfære for hver 10 m. Iltmangel. Saltholdighedsgraden stiger fra ferskvand til marine og oceaniske. Relativt ensartet (homogen) i rummet og stabil i tid	Strømlinet kropsform, opdrift, slimhinder, udvikling af lufthuler, osmoregulering
Jord	Skabt af levende organismer. Hun mestrede jord-luft-miljøet på samme tid. Mangel eller fuldstændig fravær af lys. Stor tæthed. Firefaset (faser: faste, flydende, gasformige, levende organismer). Inhomogen (heterogen) i rummet. Over tid er forholdene mere konstante end i jord-luft-habitatet, men mere dynamiske end i vand- og organismemiljøet. Det rigeste levested for levende organismer	Kropsformen er klapformet (glat, rund, cylindrisk eller spindelformet), slimhinder eller en glat overflade, nogle har et graveapparat og udviklede muskler. Mange grupper er karakteriseret ved mikroskopiske eller små størrelser som en tilpasning til livet i filmvand eller i luftførende porer
Jordbaseret	Sparsomt. Overflod af lys og ilt. Heterogen i rummet. Meget dynamisk over tid	Udvikling af det støttende skelet, mekanismer til regulering af det hydrotermiske regime. Befrielse af den seksuelle proces fra det flydende medium

Spørgsmål og opgaver til selvkontrol

• 1. Angiv de strukturelle elementer i jorden.
• 2. Hvad egenskaber Jord som levesteder Kender du det?
• 3. Hvilke grundstoffer og forbindelser klassificeres som biogener?
• 4. Udfør en komparativ analyse af akvatiske, jordbund og jord-luft-habitater.