"Биология (базовый уровень)", Сухорукова Л.Н., Кучменко В.С.
Почва — самостоятельная среда жизни, в которой сочетаются минеральные частицы, органические вещества, вода, воздух и живые организмы. Она плотнее воздуха, почти не пропускает свет, а влажность, температура и содержание кислорода меняются с глубиной. Эти условия определяют, кто может жить в почве и как организмы передвигаются, дышат и добывают пищу. Почвенные обитатели перерабатывают остатки организмов и участвуют в круговороте веществ.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Почвенная среда обитания — слой земной коры, где организмы живут среди минеральных частиц, воды, воздуха и органики. Её считают самостоятельной средой, потому что плотная почва сочетает свойства твёрдого субстрата, водной плёнки и воздушных пор. В отличие от наземно-воздушной среды, здесь труднее передвигаться и свет почти не проникает, зато условия защищают от резких перепадов температуры. Это понятие помогает объяснить особые приспособления подземных обитателей.
Эдафические факторы — свойства почвы, которые воздействуют на живые организмы. К физическим относят плотность, размер частиц, рыхлость, влажность и температуру, к химическим — кислотность, солевой состав и содержание питательных соединений. Например, глинистая почва удерживает воду иначе, чем песчаная, а состав солей может ограничивать рост растений. Понятие нужно, чтобы связывать условия места с составом его обитателей.
Почвенные организмы — бактерии, грибы, растения и животные, которые постоянно или временно используют почву. Одни живут в порах, другие прокладывают ходы, питаются остатками или укореняются в грунте. Их связь с почвой может быть разной: она служит местом обитания, источником воды и минерального питания либо убежищем на часть жизненного цикла. Такое разнообразие объясняет, почему почву нельзя считать средой только для животных.
Эдафобионты — организмы, постоянно обитающие в почве и приспособленные к её условиям. К ним относят, например, почвенных бактерий и грибов, дождевых червей и мелких членистоногих. Их строение и образ жизни связаны с плотностью субстрата, отсутствием света и особенностями дыхания. Термин помогает отличать постоянных почвенных жителей от видов, которые лишь временно укрываются в грунте.
Почва формируется при разрушении горных пород и накоплении органических остатков. Выветривание дробит минеральную основу на частицы, а отмершие растения и животные становятся источником органического вещества. Вода просачивается с поверхности, воздух занимает часть пор, а живые организмы заселяют грунт и изменяют его. Поэтому почва — не просто измельчённая порода, а сложная система из неживых и живых компонентов.
Плотность и неоднородность почвы влияют на то, где и как могут разместиться организмы. Между частицами есть поры, но их размер и количество зависят от механического состава и рыхлости. Мелким обитателям доступны узкие промежутки, а крупным животным для движения нужны более просторные поры или ходы. Чем сильнее почва уплотнена, тем труднее перемещаться и тем хуже вода и воздух проникают вглубь.
Влажность и содержание кислорода меняются с глубиной, составом и состоянием грунта. Вода необходима организмам, но при заполнении ею пор вытесняет воздух, а значит, затрудняет дыхание большинства почвенных животных и корней. В рыхлой почве газообмен обычно лучше, чем в уплотнённой; при этом сухость также ограничивает жизнь, поскольку организмы теряют воду. Поэтому обитатели распределяются неравномерно: одни выбирают влажные верхние слои, другие переносят недостаток кислорода или засуху.
В почве колебания температуры обычно слабее, чем у поверхности, поскольку грунт медленно нагревается и остывает. С глубиной суточные и сезонные изменения сглаживаются, что может защищать организмы от резких перепадов. Свет почти не проникает в толщу почвы, поэтому подземные животные часто ориентируются с помощью осязания и химических сигналов. Растения укореняются в темноте, но их надземным фотосинтезирующим органам необходим свет.
Разные организмы занимают в почве разные экологические ниши — места и условия, в которых они живут и добывают ресурсы. Бактерии и грибы могут находиться в тонких водных плёнках у частиц, а мелкие животные перемещаются по порам. Черви и другие крупные обитатели прокладывают ходы между слоями, тогда как некоторые насекомые уходят в грунт только на определённой стадии развития. Такое разделение уменьшает конкуренцию и позволяет использовать разные ресурсы почвы.
| Фактор | Особенности в почве | Влияние на организмы | Примеры приспособлений |
|---|---|---|---|
| Плотность и механический состав | Размер частиц и рыхлость различаются; поры могут быть узкими или крупными. | Определяют возможность передвижения, укоренения и проникновения воды с воздухом. | Вытянутое гибкое тело червей; щетинки, помогающие закрепляться в грунте. |
| Влажность | Зависит от глубины, осадков и способности почвы удерживать воду. | Влияет на водный обмен и доступность кислорода в порах. | Предпочтение влажных слоёв; покровы, уменьшающие потерю воды. |
| Содержание кислорода | Падает при уплотнении и заполнении пор водой; часто меняется с глубиной. | Ограничивает дыхание животных, корней и микроорганизмов. | Перемещение к более аэрируемым слоям; устойчивость некоторых микробов к недостатку кислорода. |
| Температура | В глубине колеблется слабее, чем у поверхности. | Влияет на обмен веществ и активность организмов. | Уход в глубокие слои при неблагоприятных условиях. |
| Освещённость | С глубиной быстро уменьшается, в толще почвы почти отсутствует. | Ограничивает фотосинтез и влияет на ориентацию животных. | Осязательная и химическая ориентация; рост подземных органов растений. |
| Наличие органических веществ | Остатки организмов и продукты их разложения распределены неравномерно. | Обеспечивают пищей разрушителей и влияют на плодородие. | Разложение органики грибами и бактериями; питание детритом у животных. |
Пользуйтесь таблицей, чтобы проследить цепочку «свойство почвы — изменение условий — ответ организма». Например, недостаток кислорода может быть связан не только с глубиной, но и с переувлажнением или уплотнением. Примеры приспособлений показывают, как организмы преодолевают ограничения среды.
Задача 1. Назовите три особенности почвы, которые отличают её как среду обитания от наземно-воздушной среды. Нужно выбрать именно свойства среды, а не перечислять живущих в ней организмов. Удобно сопоставить плотность, влажность, освещённость и газовый состав.
Ответ: почва плотнее воздуха, в ней по-разному распределены вода и кислород, а освещённость в глубине почти отсутствует. Эти особенности напрямую влияют на передвижение, дыхание и питание обитателей.
Задача 2. Почему дождевые черви чаще встречаются во влажной рыхлой почве, чем в сухой и уплотнённой? В ответе надо учесть не только наличие воды, но и дыхание, движение и питание. Сравним, какие условия создаёт каждый тип грунта.
Ответ: влажная рыхлая почва поддерживает дыхание через кожу, облегчает передвижение и обычно сохраняет доступную органику. В сухом плотном грунте все эти условия ухудшаются.
Задача 3. На глубине почвы снизилось содержание кислорода. Предскажите, какие изменения могут произойти в составе организмов и объясните ответ. Важно не утверждать, что жизнь исчезнет полностью: виды различаются по потребности в кислороде.
Ответ: состав сообщества может сместиться в пользу более устойчивых к недостатку кислорода организмов. Масштаб изменений зависит от причины и длительности снижения газообмена.
Ошибка: считать почву однородной средой. Так думают, если представляют грунт как одинаковую массу под поверхностью. Но состав, влажность и плотность меняются от участка к участку и с глубиной, поэтому обитатели распределены неравномерно. Проверьте себя вопросом: одинаковы ли условия в рыхлом верхнем и уплотнённом нижнем слое?
Ошибка: полагать, что во всех слоях одинаково много кислорода. Это предположение возникает из-за сходства почвы с воздухом, но воздух проходит по порам, и их состояние неодинаково. Уплотнение и избыток воды ухудшают газообмен, особенно в глубине. Проверка: выясните, свободны ли поры и могут ли они сообщаться с поверхностью.
Ошибка: отождествлять почвенных обитателей только с животными. Крупные черви и насекомые заметнее микроорганизмов, поэтому о них легче вспомнить. Однако почву населяют также бактерии, грибы и корни растений, которые выполняют важные функции. Проверьте себя, перечислив представителей разных групп, а не только животных.
Ошибка: считать, что отсутствие света исключает растения. Путают место роста корней с условиями фотосинтеза всего растения. Корни и другие подземные органы развиваются в почве, но зелёные фотосинтезирующие части обычно находятся на свету. Проверка: разделите функции подземных и надземных органов.
Чтобы разбираться в почвенной среде, нужны знания о средах обитания, экологических факторах и приспособленности организмов. Связь с круговоротом веществ проявляется в работе организмов-разрушителей: они перерабатывают органические остатки и возвращают вещества в экосистему. Эти представления помогают изучать экосистемы, плодородие почвы и охрану её обитателей. Изменение свойств грунта может отражаться и на составе организмов, и на состоянии всей экосистемы.
Почему почву считают отдельной средой обитания?
В почве одновременно присутствуют твёрдые частицы, вода и воздух, поэтому организмы живут в условиях, не похожих ни на наземно-воздушные, ни на водные. Здесь мало света, а плотность, влажность и содержание кислорода зависят от состава и глубины.
Какие факторы почвы сильнее всего влияют на жизнь организмов?
Особенно важны плотность и механический состав, влажность, содержание кислорода, температура и количество органических веществ. Они определяют, насколько легко передвигаться, дышать и находить пищу.
Почему в глубине почвы может быть меньше кислорода?
Кислород поступает в почву из воздуха через поры, а с глубиной газообмен обычно затрудняется. В переувлажнённой или уплотнённой почве поры заняты водой или плохо сообщаются с поверхностью, поэтому кислорода становится меньше.
Как организмы передвигаются в плотной почве?
Одни мелкие организмы перемещаются в порах между частицами, а более крупные прокладывают ходы или используют уже существующие. Черви продвигаются благодаря вытягиванию и сокращению тела, а также помогают себе щетинками и слизью.
Какую роль почвенные организмы играют в экосистеме?
Грибы и микроорганизмы разлагают органические остатки, а многие животные измельчают и перемешивают их. В результате вещества возвращаются в круговорот, а почва становится более рыхлой и обогащается доступными для растений соединениями.
14. Почва как среда жизни организмов
