Jord som en miljøfaktor

Introduksjon

Jord som en økologisk faktor i plantelivet. Jordsmonns egenskaper og deres rolle i livet til dyr, mennesker og mikroorganismer. Jordsmonn og landdyr. Distribusjon av levende organismer.

FOREDRAG nr. 2,3

JORDØKOLOGI

EMNE:

Jord er grunnlaget for jordens natur. Man kan uendelig bli overrasket over det faktum at vår planet Jorden er den eneste kjente planeter, som har en fantastisk fruktbar film - jord. Hvordan oppsto jord? Dette spørsmålet ble først besvart av den store russiske encyklopedisten M.V. Lomonosov i 1763 i sin berømte avhandling "On the Layers of the Earth." Jord, skrev han, er ikke urmaterie, men den oppsto "fra forfallet av dyre- og plantekropper over lang tid." V.V. Dokuchaev (1846--1903), i sine klassiske arbeider om russisk jord, begynte først å betrakte jord som et dynamisk snarere enn et inert medium. Han beviste at jord ikke er det død organisme, og lever, bebodd av mange organismer, er den kompleks i sin sammensetning. Han identifiserte fem hovedjorddannende faktorer, som inkluderer klima, stambergart (geologisk grunnlag), topografi (relieff), levende organismer og tid.

Jordsmonnet er spesielt naturopplæring, som har en rekke egenskaper som ligger i å bo og livløs natur; består av genetisk beslektede horisonter (danner en jordprofil) som er et resultat av transformasjoner av overflatelagene i litosfæren under kombinert påvirkning av vann, luft og organismer; preget av fruktbarhet.

Svært komplekse kjemiske, fysiske, fysisk-kjemiske og biologiske prosesser flyt i overflatelaget steiner på vei til deres transformasjon til jord. N.A. Kachinsky gir i sin bok "Soil, Its Properties and Life" (1975) følgende definisjon av jord: "Jord må forstås som alle overflatelag av bergarter, bearbeidet og forandret av klimaets felles påvirkning (lys, varme, luft). , vann), plante- og dyreorganismer, og i dyrkede områder og menneskelig aktivitet, i stand til å produsere avlinger. Mineralbergarten som jordsmonnet ble dannet på og som så å si fødte jorda, kalles moderbergarten.»

I følge G. Dobrovolsky (1979), «skal jord kalles overflatelaget kloden, som har fruktbarhet, preget av en organo-mineral sammensetning og en spesiell, unik profiltype struktur. Jord oppsto og utvikler seg som et resultat av den kombinerte påvirkningen av vann, luft, solenergi, plante- og dyreorganismer på bergarter. Jordegenskaper gjenspeiler lokale egenskaper naturlige forhold" Dermed skaper egenskapene til jorda i sin helhet et visst økologisk regime, hvis hovedindikatorer er hydrotermiske faktorer og lufting.

Jordsammensetning inkluderer fire viktige strukturelle komponenter: mineralbase (vanligvis 50–60 % generell sammensetning jord), organisk materiale (opptil 10%), luft (15 - 25%) og vann (25 - 35%).

Mineralbase (mineralskjelett) av jord er den uorganiske komponenten som dannes fra moderbergarten som et resultat av dens forvitring. Mineralfragmentene som danner jordskjelettet er varierte - fra svaberg og stein til sandkorn og små partikler leire. Skjelettmateriale deles vanligvis tilfeldig inn i fin jord (partikler mindre enn 2 mm) og større fragmenter. Partikler mindre enn 1 mikron i diameter kalles kolloidale. De mekaniske og kjemiske egenskapene til jord er hovedsakelig bestemt av de stoffene som tilhører finjord.

Jordstruktur bestemt av det relative innholdet av sand og leire i den.

En ideell jord bør inneholde omtrent like mengder leire og sand, med partikler i mellom. I dette tilfellet dannes en porøs, kornete struktur, og jorda kalles loam . De har fordelene med de to ekstreme jordtypene og ingen av deres ulemper. Jord med middels og fin tekstur (leire, leirjord, silt) er vanligvis mer egnet for plantevekst på grunn av innholdet i tilstrekkelige mengder. næringsstoffer og evne til å holde på vann.

I jord skilles som regel tre hovedhorisonter, som er forskjellige i morfologiske og kjemiske egenskaper:

1. Øvre humus-akkumulerende horisont (A), hvor organisk materiale hoper seg opp og omdannes og hvorfra noen av forbindelsene føres ned av vaskevann.

2. Vaskehorisont eller illuvial (B), hvor stoffene vasket ovenfra legger seg og omdannes.

3. Morrase eller horisont (C), hvis materiale omdannes til jord. Innenfor hver horisont skilles det fra flere underinndelte lag, som også er svært forskjellige i egenskaper.

Jord er miljøet og hovedbetingelsen for utvikling av planter. Planter slår rot i jorda og fra den henter de all næring og vann de trenger for livet. Begrepet jord betyr det øverste laget av fast stoff jordskorpen, egnet for bearbeiding og dyrking av planter, som igjen består av ganske tynne fuktede og humuslag.

Det fuktede laget er mørkt i fargen, har en liten tykkelse på flere centimeter, inneholder største antall jordorganismer, er det kraftig biologisk aktivitet i den.

Humuslaget er tykkere; hvis tykkelsen når 30 cm, kan vi snakke om veldig fruktbar jord, som er hjemsted for mange levende organismer som behandler plante- og organiske rester til mineralkomponenter, som et resultat av at de blir oppløst av grunnvann og absorbert av planterøtter. Nedenfor er minerallaget og kildebergarter.

100 RUR bonus for første bestilling

Velg jobbtype Graduate arbeid Kursarbeid Abstrakt Masteroppgave Rapport om praksis Artikkel Rapportgjennomgang Test Monografi problemløsning forretningsplan svar på spørsmål Kreativt arbeid Essay Tegning Verk Oversettelse Presentasjoner Skriving Annet Øke det unike ved teksten Masteroppgave Laboratoriearbeid Online-hjelp

Finn ut prisen

Jorden - Dette er et tynt lag av landoverflaten, behandlet av aktiviteten til levende organismer.

Mangfoldet av naturforhold på Jorden har ført til dannelse av et heterogent jorddekke med et visst mønster av skiftende jordtyper iht. naturområder og i forbindelse med høydesonering. På et hvilket som helst punkt i området er jorda også heterogen og preges av differensiering av phyla til mer eller mindre klart definerte genetiske horisonter. Den differensierte jordprofilen er vist i fig. 1

Fig. 1 Skjema av jordprofilstrukturen: A1-humus-akkumulerende horisont; A2 – eluvial horisont; A2B – eluvial-illuvial horisont; B - illuvial horisont; C – morrase

For dannelse bestemt type jord og jordprofil påvirkes av klima, grunnbergarter som ligger til grunn, relieff, natur av vannutvekslingsprosesser, type naturlig vegetasjon, karakteristisk for dette klimasone, dyr og mikroorganismer som lever i jorda.

Faste partikler gjennomsyres i jorda med porer og hulrom, fylt delvis med luft og delvis med vann, slik at også små partikler kan bo i jorda. vannlevende organismer. Volumet av små hulrom i løs jord kan være opptil 70%, og i tett jord - omtrent 20%. I disse porene og hulrommene mikroskopiske organismer lever– bakterier, sopp, protozoer, rundorm, leddyr. Større dyr lager sine egne passasjer i jorda.

Jorddybden er ikke mer enn 1,5-2 m. Luften i jordhulene er anriket på karbondioksid og tømt for oksygen. På denne måten minner leveforholdene i jorda på vannmiljøet, men forholdet mellom vann og luft i jorda er i stadig endring og avhenger av værforholdene.

Temperatursvingninger i jorda er skarpe på overflaten, men jevner seg raskt ut med dybden.

Hovedtrekket i jordmiljøet er konstant tilførsel av organisk materiale, hovedsakelig på grunn av døende planter og fallende blader. Det er en verdifull energikilde for organismene som lever i den, så jord er det det rikeste bomiljøet.

Jord er det viktigste kobling i stoffkretsløpet. Det er her den biologiske syklusen begynner og avsluttes her.

Jordsmonn fungerer som kraftigste filter for vannrensing, ha høy evne til å binde seg kjemiske elementer takket være dens absorpsjonsevne.

Den viktigste egenskapen til jord er fruktbarhet , de. evnen til å sikre vekst og utvikling av planter. Denne egenskapen er av eksepsjonell verdi for menneskeliv og andre organismer. Jorden er integrert del biosfære og energi i naturen, opprettholder gasssammensetningen i atmosfæren.

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

Jordtykkelse; 0,5m - tundra, fjell; 1,5 m - på slettene.

1 cm jord dannes på ca 100 år.

Jordtyper:

1. Arktis og tundra (humus opptil 1-3%)

2. Podzolic (barskog, humus opptil 4-5%).

3. Chernozems (steppe, humus opptil 10%).

4. Kastanje (i tørre stepper, humus opptil 4%).

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

6. Rød jord (våt subtropisk skog, humus opptil 6 %).

Humus - jordorganisk materiale, dannet som et resultat av biokjemisk nedbrytning av plante- og dyrerester, som samler seg i det øverste jordlaget. Hovedkilde plantenæring. Mikroelementer akkumuleres også i humus. Under jordutnyttelse reduseres mengden humus, så det er nødvendig å bruke forskjellige gjødsel.

Fysiske egenskaper:

1. Mekanisk sammensetning - innholdet av partikler med forskjellige diametre.

2. Tetthet.

3. Varmekapasitet, termisk ledningsevne.

4. Fuktighetskapasitet, fuktighetspermeabilitet (sand har høyere fuktighetspermeabilitet, leire har høyere fuktighetskapasitet).

5. Lufting - evnen til å mette jorden med luft (løsne jorden).

Kjemiske egenskaper:

1. Kjemisk sammensetning:

2. Surhet

Innflytelse surhet for planter:

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

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

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

Kan vokse på hvilken som helst jord (liljekonvall, loach, markjordbær)

Jordhabitat.

	Karakteristisk	Tilpasning av kroppen til miljøet
Jord	Laget av The Living organismer. Blir vant til det samtidig med bakken - luftmiljø. Mangel eller fullstendig fravær Sveta. Høy tetthet. Har 4 faser: fast, flytende, gassformig, levende organismer. Heterogen i rom.	Kroppen har slimhinner integument eller glatt overflate, nær noen har et graveapparat og utviklet muskler. Mange er preget av mikroskopiske eller små størrelser.

Menneskelig påvirkning på jordsmonn er assosiert med ødeleggelse av naturlandskap, utarming av artsmangfold og en reduksjon i stabiliteten, produktiviteten og biomassen til økosystemene.

Å opprettholde og øke fruktbarheten krever en stor investering av energi i form av gjødsel, jordbearbeiding, ugras og skadedyrbekjempelse.

Vanligvis er det 4 hovedårsaker til skade og ødeleggelse av landområder. Disse inkluderer erosjon, negative konsekvenser vanning, jordutarming og fremmedgjøring.

Under erosjon jord forstår deres ødeleggelse som et resultat av eksponering for vann eller vind. I løpet av de siste 50 årene har erosjonen i havet økt omtrent 8 ganger. Sammen med jorda fjernes så mange næringsstoffer, som er 1,5-2 ganger høyere enn de som tilsettes med gjødsel. Erosjon begynner først og fremst der naturlig vegetasjonsdekke, som har to funksjoner, blir ødelagt:

1) planter holder jorda sammen med røttene

2) reduserer kraftig intensiteten og styrken til vann- og luftstrømmer.

Erosjon kan være vann eller vind.

Vinderosjon Det er mest uttalt på lett jord. Erosjon forsterkes av tørr jord og dårlig humus. Vinderosjon observeres oftest i stepper, halvørkener og ørkener.

Vannerosjon manifesterer seg overalt, men sterkest i de områdene hvor betydelige mengder nedbør faller på bakgrunn av store åpne plasser med intensiv jorddyrking, det vil si i skog, skog-steppe og steppesoner.

Erosjonskontrolltiltak inkluderer:

1) redusere belastningen på økosystemene;

2) overholdelse av beitestandarder for husdyr på beite;

3) overholdelse av rekreasjonsbelastninger;

4) beskyttelse av dyrkbar jord (riktig pløying, opprettelse av lybelter, påføring av gjødsel).

Problemer med vannet landbruk. Arealet av vannet land i verden er omtrent 250 millioner hektar. Unntatt vannerosjon, er vannet jord utsatt salinisering. Faktum er at det tilføres mer vann til jordene enn nødvendig. Denne fuktigheten trenger inn grunnvann og øker nivået deres. Grunnvann begynner å fordampe intensivt, og saltene som er oppløst i det samler seg på overflaten. Disse jorda er uegnet for jordbruk, så vanningen bør være moderat.

Landutarming.Årsakene til uttømming er: fjerning av næringsstoffer fra avlingen, tap av humus, forringelse vannregime etc. Resultatene av jordutarming er tap av fruktbarhet og ørkenspredning. Jordutarming er først og fremst forbundet med tap av humus. I løpet av de siste 70 årene har innholdet gått ned fra 3,5-4 % til 2-3 %. Største tap humus er observert på chernozems.

Fremmedgjøring av land – Dette er deres fjerning og bruk til forskjellige formål som ikke er relatert til produksjon av planteprodukter, oftest for bygging av byer, veier, flyplasser, avfallslagring, gruvedrift, etc.

Bruk av kunstgjødsel og sprøytemidler.

Feil og irrasjonell bruk mineralgjødsel fører til økt jordsurhet, endringer artssammensetning jordorganismer.

Plantevernmidler– en gruppe stoffer som brukes til å ødelegge eller redusere antall organismer som er uønskede for mennesker. Brukes til å ødelegge planter ugressmidler, insekter – insektmidler, sopp - soppdrepende midler. Skadeligheten til plantevernmidler avhenger av deres toksisitet, forventet levealder og evne til å forvandle seg i miljøet.

4.3. Jord som habitat

4.3.1. Jordegenskaper

Jorden er et løst tynt overflatelag av land i kontakt med luften. Til tross for sin ubetydelige tykkelse, spiller dette jordskallet en viktig rolle i spredningen av liv. Jorden er ikke bare fast, som de fleste bergarter i litosfæren, men et komplekst trefasesystem der faste partikler er omgitt av luft og vann. Den er gjennomsyret av hulrom fylt med en blanding av gasser og vandige løsninger, og derfor utvikles ekstremt forskjellige forhold i den, gunstige for livet til mange mikro- og makroorganismer (fig. 49). Jorden er glattet temperatursvingninger sammenlignet med grunnlaget av luft, og tilstedeværelsen av grunnvann og inntrengning av nedbør skaper fuktighetsreserver og gir et fuktighetsregime mellom vann og terrestrisk miljø. Jorden konsentrerer reserver av organiske og mineralske stoffer tilført av døende vegetasjon og dyrelik. Alt dette bestemmer den større metningen av jorda med liv.

Rotsystemene til landplanter er konsentrert i jorda (fig. 50).

Ris. 49. Underjordiske passasjer av Brandts vole: A – sett ovenfra; B – sett fra siden

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

Ris. 50. Plassering av røtter i steppe chernozem jord (ifølge M. S. Shalyt, 1950)

I gjennomsnitt er det per 1 m2 jordlag mer enn 100 milliarder protozoceller, millioner av hjuldyr og tardigrader, titalls millioner nematoder, titalls og hundretusener av midd og spretthaler, tusenvis av andre leddyr, titusenvis av enchytraeider , tiere og hundrevis

meitemark, bløtdyr og andre virvelløse dyr. I tillegg inneholder 1 cm2 jord titalls og hundrevis av millioner bakterier, mikroskopiske sopp, actinomycetes og andre mikroorganismer. I de opplyste overflatelagene lever hundretusenvis av fotosyntetiske celler av grønne, gulgrønne, kiselalger og blågrønne alger i hvert gram. Levende organismer er like karakteristiske for jorda som dens ikke-levende komponenter. Derfor klassifiserte V.I. Vernadsky jorda som en bio-inert naturkropp, og understreket dens metning med liv og dens uløselige forbindelse med den.

Heterogeniteten i jordforholdene er mest uttalt i vertikal retning. Med dybde, en rekke av de viktigste miljøfaktorer påvirker livet til jordbeboere. Først av alt er dette knyttet til jordstrukturen. Den inneholder tre hovedhorisonter, som er forskjellige i morfologiske og kjemiske egenskaper: 1) den øvre humus-akkumulerende horisonten A, hvor organisk materiale samler seg og omdannes og hvorfra noen av forbindelsene føres ned av vaskevann; 2) innstrømningshorisonten, eller illuvial B, hvor stoffene som vaskes ut ovenfra setter seg og omdannes, og 3) moderbergarten, eller horisonten C, hvis materiale omdannes til jord.

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

Innenfor hver horisont skilles det fra flere underinndelte lag, som også er svært forskjellige i egenskaper. For eksempel i området temperert klima under bartrær el blandingsskoger horisont A består av søppel (A 0 ) - et lag med løs ansamling av plantemateriale

rester, et mørkfarget humuslag (A 1), hvor partikler av organisk opprinnelse er blandet med mineralske, og et podzollag (A 2) - askegrå i

farge der silisiumforbindelser dominerer, og alt løselige stoffer vasket ned i dypet av jordprofilen. Både strukturen og kjemien til disse lagene er svært forskjellige, og derfor befinner planterøtter og jordbeboere, som beveger seg bare noen få centimeter opp eller ned, seg i forskjellige forhold.

Størrelsen på hulrom mellom jordpartikler som er egnet for dyr å leve i, avtar vanligvis raskt med dybden. For eksempel, i engjord er den gjennomsnittlige diameteren av hulrom i en dybde på 0–1 cm 3 mm, ved 1–2 cm – 2 mm, og i en dybde på 2–3 cm – bare 1 mm; dypere er jordporene enda mindre. Jordtettheten endres også med dybden. De løseste lagene er de som inneholder organisk materiale. Porøsiteten til disse lagene bestemmes av det faktum at organiske stoffer limer mineralpartikler til større aggregater, hvor volumet av hulrom mellom disse øker. Den mest tette er vanligvis den illuviale horisonten, sementert av kolloidale partikler vasket inn i den.

Fuktighet i jorda er tilstede i forskjellige tilstander: 1) bundet (hygroskopisk og film) fast holdt av overflaten av jordpartikler; 2) kapillær opptar små porer og kan bevege seg langs dem i forskjellige retninger; 3) gravitasjon fyller større tomrom og siver sakte ned under påvirkning av tyngdekraften; 4) damp er inneholdt i jordluften.

Vanninnholdet varierer i ulike jordarter og annen tid. Hvis det er for mye gravitasjonsfuktighet, er jordregimet nært reservoarregimet. Kun i tørr jord bundet vann og forholdene nærmer seg de på land. Men selv i de tørreste jorda er luften fuktigere enn jordluften, så innbyggerne i jorda er mye mindre utsatt for trusselen om uttørking enn på overflaten.

Sammensetningen av jordluft er variabel. Med dybden synker oksygeninnholdet i den sterkt og konsentrasjonen øker karbondioksid. På grunn av tilstedeværelsen av nedbrytende stoffer i jorda organisk materiale i jordluften kan det være høy konsentrasjon av giftige gasser som ammoniakk, hydrogensulfid, metan osv. Når jorda oversvømmes eller intens råtning av planterester kan det enkelte steder oppstå helt anaerobe forhold.

Svingninger i skjæretemperatur kun på jordoverflaten. Her kan de være enda sterkere enn i overflatelaget av luft. Men for hver centimeter dypere blir daglige og sesongmessige temperaturendringer mindre og på 1–1,5 meters dyp er de praktisk talt ikke lenger sporbare (fig. 51).

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

Ris. 51. Nedgang i årlige svingninger i jordtemperatur med dybde (ifølge K. Schmidt-Nilsson, 1972). Den skraverte delen er rekkevidden av årlige temperatursvingninger

Alle disse funksjonene fører til det faktum at til tross for den store heterogeniteten av miljøforholdene i jorda, fungerer det som et ganske stabilt miljø, spesielt for mobile organismer. Den bratte gradienten av temperatur og fuktighet i jordprofilen gjør at jorddyr kan forsyne seg med et passende økologisk miljø gjennom mindre bevegelser.

4.3.2. Jordinnbyggere

Jordens heterogenitet fører til det faktum at for organismer forskjellige størrelser hun fungerer som annerledes miljø. For mikroorganismer spesiell betydning har en enorm total overflate av jordpartikler, siden det overveldende flertallet av den mikrobielle befolkningen er adsorbert på dem. Kompleksiteten til jordmiljøet skaper et bredt spekter av forhold for en rekke funksjonelle grupper: aerobe og anaerobe, forbrukere av organiske og mineralske forbindelser. Fordelingen av mikroorganismer i jorda er preget av fin fokalitet, siden selv innen noen få millimeter forskjellige økologiske soner kan endres.

For små jorddyr (fig. 52, 53), som er gruppert under navnet mikrofauna (protozoer, hjuldyr, tardigrader, nematoder osv.), er jorda et system av mikroreservoarer. I hovedsak er dette vannlevende organismer. De lever i jordporer fylt med gravitasjons- eller kapillærvann, og en del av livet kan, som mikroorganismer, være i adsorbert tilstand på overflaten av partikler i tynne lag med filmfuktighet. Mange av disse artene lever også i vanlige vannmasser. Imidlertid er jordformer mye mindre enn ferskvannsformer, og i tillegg utmerker de seg ved deres evne til å forbli i en innkapslet tilstand i lang tid og vente på ugunstige perioder. Samtidig som ferskvanns amøber har størrelser på 50-100 mikron, jord - bare 10-15. Representanter for flagellater er spesielt små, ofte bare 2–5 mikron. Jord ciliater har også dvergstørrelser og dessuten kan de i stor grad endre formen på kroppen.

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

Ris. 52. Testate amøber som lever av bakterier på råtnende blader i skogbunnen

Ris. 53. Jordmikrofauna (ifølge W. Dunger, 1974):

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

For litt større luftpustende dyr fremstår jorda som et system av små huler. Slike dyr er gruppert under navnet mesofauna (fig. 54).

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

Størrelsene på jordmesofaunarepresentanter varierer fra tideler til 2–3 mm. Denne gruppen inkluderer hovedsakelig leddyr: tallrike grupper av midd, primære vingeløse insekter (collembolas, proturus, tohalede insekter), små arter av vingede insekter, symphila tusenbein, etc. De har ikke spesielle tilpasninger for graving. De kryper langs veggene i jordhulene ved å bruke lemmene eller vrir seg som en orm. Jordluft mettet med vanndamp tillater å puste gjennom dekslene. Mange arter har ikke luftrørsystem. Slike dyr er svært følsomme for uttørking. Den viktigste måten å unnslippe fra svingninger i luftfuktigheten er å bevege seg dypere. Men muligheten for dyp migrasjon gjennom jordhuler er begrenset av en rask reduksjon i porediameter, så bevegelse gjennom jordhull er bare tilgjengelig for de minste artene. Større representanter for mesofaunaen har noen tilpasninger som lar dem tolerere en midlertidig reduksjon i jordluftfuktigheten: beskyttende skalaer på kroppen, delvis ugjennomtrengelighet av integumentet, et solid tykkvegget skall med en epikutikel i kombinasjon med et primitivt luftrørssystem som sikrer åndedrett.

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

1 – falsk skorion 2 – gama new klesha; 3–4 oribatidmidd 5 – pauroiod tusenbein 6 – chironomid mygglarve; 7 – bille fra familien. Ptiliidae; 8–9 springhaler

Representanter for mesofaunaen overlever perioder med jordflom i luftbobler. Luft holdes tilbake rundt kroppen til dyr på grunn av deres ikke-fuktbare integument, som også er utstyrt med hår, skjell osv. Luftboblen fungerer som en slags "fysisk gjelle" for et lite dyr. Respirasjon utføres på grunn av at oksygen diffunderer inn i luftlaget fra vannet rundt.

Representanter for mikro- og mesofauna er i stand til å tolerere vinterfrysing av jorda, siden de fleste arter ikke kan bevege seg ned fra lag utsatt for negative temperaturer.

Større jorddyr, med kroppsstørrelser fra 2 til 20 mm, kalles representanter for makrofauna (fig. 55). Dette er insektlarver, tusenbein, enchytraeider, meitemark etc. For dem er jord et tett medium som gir betydelig mekanisk motstand ved bevegelse. Disse er relativt store former bevege seg i jorda enten ved å utvide naturlige brønner ved å skyve fra hverandre jordpartikler, eller ved å grave nye passasjer. Begge bevegelsesmåtene setter sitt preg på ytre struktur dyr.

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

Ris. 55. Jordmakrofauna (ingen W. Danger, 1974):

1 - meitemark; 3 - labiopodal tusenbein;

Evnen til å bevege seg gjennom tynne hull, nesten uten å ty til graving, er bare iboende hos arter som har en kropp med et lite tverrsnitt, som er i stand til å bøye seg sterkt i svingete passasjer (tusenbein - drupes og geofiler). Ved å skyve fra hverandre jordpartikler på grunn av trykket fra kroppsveggene, beveger meitemark og tusenbeinmygglarver seg

Og osv. Etter å ha fikset bakenden, tynner og forlenger de fronten, trenger inn i trange jordspalter, så fester de den fremre delen av kroppen og øker diameteren. I dette tilfellet, i det utvidede området, på grunn av musklenes arbeid, skapes et sterkt hydraulisk trykk av den ikke-komprimerbare intrakavitære væsken: i ormer - innholdet i de coelomic sekkene, og i tipulids - hemolymfen. Trykk overføres gjennom kroppsveggene til jorda, og dermed utvider dyret brønnen. Samtidig forblir den bakre passasjen åpen, noe som truer med å øke fordampningen og forfølgelsen av rovdyr. Mange arter har utviklet tilpasninger til en økologisk mer fordelaktig type bevegelse i jorda - graving og blokkering av passasjen bak dem. Graving utføres ved å løsne og rake bort jordpartikler. Larvene til forskjellige insekter bruker for dette den fremre enden av hodet, underkjevene og forlemmene, utvidet og forsterket med et tykt lag av kitin og pigger.

Og utvekster. I den bakre enden av kroppen utvikles enheter for sterk fiksering

– uttrekkbare støtter, tenner, kroker. For å lukke passasjen på de siste segmentene har en rekke arter en spesiell nedsenket plattform innrammet av kitinholdige sider eller tenner, en slags trillebår. Lignende områder dannes på baksiden av elytra og i barkbiller, som også bruker dem til å tette gangene med bormel. Når de lukker passasjen bak dem, er dyrene som bor i jorden konstant i et lukket kammer, mettet med dampene fra deres egne kropper.

Gassutveksling av de fleste arter av denne økologiske gruppen utføres ved hjelp av spesialiserte luftveisorganer, men samtidig suppleres den med gassutveksling gjennom integumentet. Det er til og med mulig at utelukkende kutan respirasjon er mulig, for eksempel hos meitemark og enchytraeider.

Gravende dyr kan forlate lag der det oppstår ugunstige forhold. Under tørke og vinter konsentrerer de seg i dypere lag, vanligvis flere titalls centimeter fra overflaten.

Jord-megafauna er store gravere, hovedsakelig pattedyr. En rekke arter tilbringer hele livet i jorda (føflekker, føflekker, zokora, eurasiske føflekker, gylne føflekker

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

Afrika, pungdyrføflekker i Australia, etc.). De skaper hele systemer av passasjer og huler i jorda. Utseende og de anatomiske egenskapene til disse dyrene gjenspeiler deres tilpasning til en gravende underjordisk livsstil. De har underutviklede øyne, en kompakt, rillet kropp med kort hals, kort tykk pels, sterke gravende lemmer med sterke klør. Føfleksrotter og føflekker løsner bakken med fortennene sine. Jord-megafauna bør også inkludere store oligochaeter, spesielt representanter for familien Megascolecidae, som lever i tropene og Sørlige halvkule. Den største av dem er australsk Megascolides australis når en lengde på 2,5 og til og med 3 m.

I tillegg til de faste innbyggerne i jorda, kan vi blant store dyr skille en stor miljøgruppe gravinnbyggere (gophers, murmeldyr, jerboas, kaniner, grevlinger, etc.). De lever på overflaten, men formerer seg, går i dvale, hviler og slipper unna fare i jorda. En rekke andre dyr bruker hulene sine, og finner i dem et gunstig mikroklima og ly fra fiender. Gravere har strukturelle trekk som er karakteristiske for landdyr, men har en rekke tilpasninger knyttet til den gravende livsstilen. For eksempel har grevlinger lange klør og sterke muskler på forbenene, et smalt hode og små ører. Sammenlignet med harer som ikke graver hull, har kaniner merkbart forkortede ører og bakbein, en mer holdbar hodeskalle, mer utviklede bein og muskler i underarmene osv.

For en rekke økologiske trekk er jord et middels mellomledd mellom vannlevende og terrestriske. MED vannmiljø Jorden bringes sammen av sitt temperaturregime, det lave oksygeninnholdet i jordluften, dens metning med vanndamp og tilstedeværelsen av vann i andre former, tilstedeværelsen av salter og organiske stoffer i jordløsninger, og evnen til å bevege seg inn. tre dimensjoner.

MED jorda bringes sammen av luftmiljøet, tilstedeværelsen av jordluft, trusselen om uttørking

V øvre horisonter, ganske skarpe endringer temperaturregime overflatelag.

De mellomliggende økologiske egenskapene til jord som habitat for dyr tyder på at jord spilte en spesiell rolle i utviklingen av dyreverdenen. For mange grupper, spesielt leddyr, tjente jord som et medium der innbyggere i vann var i stand til å gå over til en terrestrisk livsstil og erobre land. Denne utviklingen av leddyr ble bevist av verkene til M. S. Gilyarov (1912–1985).

Jorden er et løst tynt overflatelag av land i kontakt med luften. Dens viktigste eiendom er fruktbarhet, de. evnen til å sikre vekst og utvikling av planter. Jord er ikke bare et fast legeme, men et komplekst trefasesystem der faste partikler er omgitt av luft og vann. Den er gjennomsyret av hulrom fylt med en blanding av gasser og vandige løsninger, og derfor utvikles ekstremt forskjellige forhold i den, gunstige for livet til mange mikro- og makroorganismer. Temperatursvingninger i jorda jevnes ut sammenlignet med overflatelaget av luft, og tilstedeværelsen av grunnvann og inntrengning av nedbør skaper fuktreserver og gir et fuktregime mellom vann- og terrestriske miljøer. Reserver av organiske og mineralske stoffer tilført fra døende vegetasjon og dyrelik er konsentrert i jorda (fig. 1.3).

Ris. 1.3.

Jordsmonnet er heterogen i sin struktur og Fysiske og kjemiske egenskaper. Heterogeniteten i jordforholdene er mest uttalt i vertikal retning. Med dybde endres en rekke av de viktigste miljøfaktorene som påvirker livet til jordinnbyggere dramatisk. Først av alt er dette knyttet til jordstrukturen. Den inneholder tre hovedhorisonter, som er forskjellige i morfologiske og kjemiske egenskaper (fig. 1.4): 1) øvre humus-akkumulerende horisont A, hvor organisk materiale akkumuleres og omdannes og hvorfra noen av forbindelsene føres ned av utvaskingsvann; 2) innstrømningshorisonten, eller illuvial B, hvor stoffene som vaskes ut ovenfra setter seg og omdannes, og 3) moderbergarten, eller horisonten C, hvis materiale omdannes til jord.

Svingninger i skjæretemperatur kun på jordoverflaten. Her kan de være enda sterkere enn i overflatelaget av luft. Men for hver centimeter dypere, blir daglige og sesongmessige temperaturendringer mindre og mindre, og på en dybde på 1-1,5 m er de praktisk talt ikke lenger sporbare.

Ris. 1.4.

Alle disse funksjonene fører til det faktum at til tross for den store heterogeniteten av miljøforholdene i jorda, fungerer det som et ganske stabilt miljø, spesielt for mobile organismer. Alt dette bestemmer den større metningen av jorda med liv.

Rotsystemene til landplanter er konsentrert i jorda. For at planter skal overleve må jorda som habitat tilfredsstille deres behov for mineralnæringsstoffer, vann og oksygen, mens pH-verdier (relativ surhet og saltholdighet (saltkonsentrasjon) er viktige).

1. Mineralnæringsstoffer og jordens evne til å beholde dem. Følgende mineralnæringsstoffer er nødvendige for plantenæring: (biogener), som nitrater (N0 3), fosfater ( P0 3 4),

kalium ( TIL+) og kalsium ( Ca 2+). Med unntak av nitrogenforbindelser som er dannet fra atmosfærisk N 2 i løpet av syklusen til dette elementet er alle mineralnæringsstoffer opprinnelig inkludert i kjemisk oppbygning bergarter sammen med "ikke-næringsmessige" elementer som silisium, aluminium og oksygen. Disse næringsstoffene er imidlertid utilgjengelige for planter mens de er festet i bergstrukturen. For at næringsioner skal bevege seg inn i en mindre bundet tilstand eller til en vandig løsning, må bergarten ødelegges. Rasen kalt mors,ødelagt under prosessen med naturlig forvitring. Når næringsioner frigjøres, blir de tilgjengelige for planter. Som den første næringskilden er forvitring fortsatt en for langsom prosess til å sikre normal planteutvikling. I naturlige økosystemer er hovedkilden til næringsstoffer nedbrytende avfall og metabolsk avfall fra dyr, dvs. næringssyklus.

I agroøkosystemer fjernes uunngåelig næringsstoffer fra den høstede avlingen, siden de er en del av plantematerialet. Beholdningen deres etterfylles regelmessig ved å legge til gjødsel

• 2. Vann- og vannholdekapasitet. Fuktighet i jorda er tilstede i forskjellige tilstander:
• 1) bundet (hygroskopisk og film) holdes godt fast av overflaten av jordpartikler;
• 2) kapillær opptar små porer og kan bevege seg langs dem i forskjellige retninger;
• 3) gravitasjon fyller større tomrom og siver sakte ned under påvirkning av tyngdekraften;
• 4) damp er inneholdt i jordluften.

Hvis det er for mye gravitasjonsfuktighet, er jordregimet nært reservoarregimet. I tørr jord gjenstår bare bundet vann og forholdene nærmer seg land. Men selv i de tørreste jorda er luften fuktigere enn jordluften, så innbyggerne i jorda er mye mindre utsatt for trusselen om uttørking enn på overflaten.

Det er tynne porer i bladene til planter som karbondioksid (CO2) absorberes gjennom og oksygen (02) frigjøres under fotosyntesen. Imidlertid lar de også vanndamp fra de våte cellene inne i bladet passere ut. For å kompensere for dette tapet av vanndamp fra blader, kalt transpirasjon, minst 99% av alt vann absorbert av planten er nødvendig; Mindre enn 1 % brukes på fotosyntese. Hvis det ikke er nok vann til å fylle opp tap på grunn av transpirasjon, visner planten.

Åpenbart hvis regnvann renner nedover jordoverflaten i stedet for å bli absorbert, vil det ikke være noen fordel av det. Derfor er det veldig viktig infiltrasjon, de. absorpsjon av vann fra jordoverflaten. Siden røttene til de fleste planter ikke trenger særlig dypt, blir vann som trenger dypere enn noen få centimeter (og for små planter, til en mye grunnere dybde) utilgjengelig. Følgelig, i perioden mellom regn, er planter avhengige av vanntilførselen som holdes av overflatelaget av jord, som en svamp. Mengden av denne reserven kalles jordas vannholdende kapasitet. Selv med sjelden nedbør kan jord med god vannholdende kapasitet lagre nok fuktighet til å støtte plantelivet over en ganske lang tørrperiode.

Til slutt reduseres vanntilførselen i jorda ikke bare som følge av bruken av planter, men også pga. fordampning fra jordoverflaten.

Så den ideelle jorda ville være en med god infiltrasjons- og vannholdende kapasitet og et dekke som reduserer vanntap gjennom fordampning.

3. Oksygen og lufting. For å vokse og absorbere næringsstoffer, trenger røttene energi generert av oksidasjon av glukose gjennom prosessen med cellulær respirasjon. Dette forbruker oksygen og produserer karbondioksid som et avfallsprodukt. Følgelig er å sikre diffusjon (passiv bevegelse) av oksygen fra atmosfæren inn i jorda og omvendt bevegelse av karbondioksid et annet viktig trekk ved jordmiljøet. Han blir kalt lufting. Vanligvis er lufting hemmet av to forhold som fører til langsommere vekst eller død av planter: jordkomprimering og metning med vann. Tetning kalt tilnærmingen av jordpartikler til hverandre, der luftrommet mellom dem blir for begrenset til at diffusjon kan skje. Vannmetning - resultatet av vannlogging.

Tapet av vann fra planten under transpirasjon må kompenseres med reserver av kapillærvann i jorda. Denne reserven avhenger ikke bare av overflod og hyppighet av nedbør, men også av jordens evne til å absorbere og holde på vann, samt av direkte fordampning fra overflaten når hele rommet mellom jordpartiklene er fylt med vann. Dette kan kalles å "oversvømme" plantene.

Respirasjon av planterøtter er absorpsjon av oksygen fra miljø og frigjøring av karbondioksid inn i den. Disse gassene må i sin tur kunne diffundere mellom jordpartikler

• 4. Relativ surhet (pH). De fleste planter og dyr krever en nesten nøytral pH på 7,0; i flertall naturlige miljøer habitat slike vilkår er oppfylt.
• 5. Salt og osmotisk trykk. For normal funksjon må cellene til en levende organisme inneholde en viss mengde vann, dvs. krever vannbalansen. Imidlertid er de selv ikke i stand til aktivt å pumpe eller pumpe ut vann. Vannbalansen deres reguleres av forholdet - konsentrasjonen av salter på ytre og indre sider av cellemembranen. Vannmolekyler tiltrekkes av saltioner. Cellemembran hindrer passasje av ioner, og vann beveger seg raskt gjennom det i retning av større konsentrasjon. Dette fenomenet kalles osmose.

Celler kontrollerer vannbalansen ved å regulere indre saltkonsentrasjoner, og vann beveger seg inn og ut ved osmose. Hvis saltkonsentrasjonen utenfor cellen er for høy, kan ikke vann absorberes. Dessuten vil det under påvirkning av osmose bli trukket ut av cellen, noe som vil føre til dehydrering og død av planten. Høyt saltholdig jord er praktisk talt livløse ørkener.

Innbyggere i jorda. Jordens heterogenitet fører til at for organismer av forskjellige størrelser fungerer den som et annet miljø.

For små jorddyr, som er gruppert under navnet mikrofauna(protozoer, hjuldyr, tardigrader, nematoder, etc.), er jord et system av mikroreservoarer. I hovedsak er dette vannlevende organismer. De lever i jordporer fylt med gravitasjons- eller kapillærvann, og en del av livet kan, som mikroorganismer, være i adsorbert tilstand på overflaten av partikler i tynne lag med filmfuktighet. Mange av disse artene lever også i vanlige vannmasser. Imidlertid er jordformer mye mindre enn ferskvannsformer, og faller i tillegg inn i ugunstige forhold miljø, skiller de ut et tett skall på overflaten av kroppen deres - cyste(Latin cista - boks), beskytter dem mot uttørking, eksponering skadelige stoffer etc. Samtidig bremses fysiologiske prosesser, dyr blir ubevegelige, får en avrundet form, slutter å mate, og kroppen faller inn i en tilstand skjult liv(encysted state). Hvis det encysted individet igjen befinner seg i gunstige forhold, oppstår eksystasjon; dyret forlater cysten, blir til en vegetativ form og gjenopptar aktivt liv.

For litt større luftpustende dyr fremstår jorda som et system av små huler. Slike dyr er gruppert under navnet mesofauna. Størrelsene på jordmesofauna-representanter varierer fra tideler til 2-3 mm. Denne gruppen inkluderer hovedsakelig leddyr: tallrike grupper av midd, primære vingeløse insekter (for eksempel to-halede insekter), små arter av vingede insekter, symphila tusenbein, etc.

Større jorddyr, med kroppsstørrelser fra 2 til 20 mm, kalles representanter makrofauna. Dette er insektlarver, tusenbein, enchytraeider, meitemark osv. For dem er jorda et tett medium som gir betydelig mekanisk motstand ved bevegelse.

Megafauna jordsmonn er store spissmus, hovedsakelig pattedyr. En rekke arter tilbringer hele livet i jorda (føflekker, føflekker, pungdyr i Australia, etc.). De skaper hele systemer av passasjer og huler i jorda. Utseendet og de anatomiske egenskapene til disse dyrene gjenspeiler deres tilpasningsevne til en gravende underjordisk livsstil. De har underutviklede øyne, en kompakt, rillet kropp med kort hals, kort tykk pels, sterke gravende lemmer med sterke klør.

I tillegg til de faste innbyggerne i jorda, kan en stor økologisk gruppe skilles ut blant store dyr grave innbyggere(gophers, murmeldyr, jerboas, kaniner, grevlinger, etc.). De lever på overflaten, men formerer seg, går i dvale, hviler og slipper unna fare i jorda.

For en rekke økologiske trekk er jord et middels mellomledd mellom vannlevende og terrestriske. Jorden ligner på vannmiljøet på grunn av dets temperaturregime, lavt oksygeninnhold i jordluften, dens metning med vanndamp og tilstedeværelsen av vann i andre former, tilstedeværelsen av salter og organiske stoffer i jordløsninger, og evnen å bevege seg i tre dimensjoner.

Jorden bringes nærmere luftmiljøet ved tilstedeværelsen av jordluft, trusselen om uttørking i de øvre horisontene og ganske skarpe endringer i temperaturregimet til overflatelagene.

De mellomliggende økologiske egenskapene til jord som habitat for dyr tyder på at jord spilte en spesiell rolle i utviklingen av dyreverdenen. For mange grupper, spesielt leddyr, tjente jord som et medium der innbyggere i vann var i stand til å gå over til en terrestrisk livsstil og erobre land. Denne utviklingen av leddyr har blitt bevist av verkene til M.S. Gilyarov (1912-1985).

Tabell 1.1 viser Sammenlignende egenskaper abiotiske miljøer og tilpasning av levende organismer til dem.

Kjennetegn ved abiotiske miljøer og tilpasning av levende organismer til dem

Tabell 1.1

onsdag	Karakteristisk	Tilpasning av kroppen til miljøet
	Den eldste. Belysningen avtar med dybden. Ved dykking, for hver 10 m, øker trykket med én atmosfære. Oksygenmangel. Salinitetsgraden øker fra ferskvann til marine og hav. Relativt enhetlig (homogen) i rom og stabil i tid	Strømlinjeformet kroppsform, oppdrift, slimhinner, utvikling av lufthuler, osmoregulering
Jord	Skapt av levende organismer. Hun mestret bakke-luft-miljøet samtidig. Mangel eller fullstendig fravær av lys. Høy tetthet. Firefase (faser: faste, flytende, gassformige, levende organismer). Inhomogen (heterogen) i rommet. Over tid er forholdene mer konstante enn i terrestrisk-luft-habitatet, men mer dynamiske enn i vann- og organismemiljøet. Det rikeste habitatet for levende organismer	Kroppsformen er klaffe (glatt, rund, sylindrisk eller spindelformet), slimhinner eller glatt overflate, noen har graveapparat og utviklet muskler. Mange grupper er preget av mikroskopiske eller små størrelser som en tilpasning til livet i filmvann eller i luftførende porer
Bakkebasert	Sparsomt. Overflod av lys og oksygen. Heterogen i rommet. Veldig dynamisk over tid	Utvikling av støtteskjelettet, mekanismer for regulering av det hydrotermiske regimet. Frigjør den seksuelle prosessen fra det flytende mediet

Spørsmål og oppgaver for selvkontroll

• 1. List opp de strukturelle elementene i jord.
• 2. Hva kjennetegn Jordsmonn som habitater Vet du?
• 3. Hvilke grunnstoffer og forbindelser klassifiseres som biogener?
• 4. Gjennomfør en komparativ analyse av akvatiske, jord- og grunn-luft-habitater.