• Главная
• Новое
• Популярное
• Поиск
• Карта
• Связь

Почвообразование и первичная сукцессия

Эволюционная экология / Взаимодействие климата и растительности / Почвообразование и первичная сукцессия

Страница 1

Почва — ключевой компонент наземных экосистем, так как многие процессы, имеющие решающее значение для их нормального функционирования, происходят именно в почве: здесь разрушаются отмершие организмы и здесь содержащиеся в них биогенные элементы сохраняются до тех пор, пока не будут использованы растениями и не возвратятся косвенным путем в сообщество. Ночва — это место, где происходит реальное взаимодействие неорганического и органического мира. В почве живут многие организмы, а подавляющее большинство насекомых проводит здесь хотя бы часть своего жизненного цикла. Такие почвенные организмы, как дождевые черви, часто играют главную роль в измельчении крупных органических остатков, благодаря чему создается большая поверхность для деятельности бактерий и, следовательно, облегчается процесс деструкции органического вещества. Необходимо отметить, что активность почвенных организмов часто образует узкое место в процессе круговорота биогенных элементов, тем самым контролируя доступность этих элементов и скорости

Рис. 3.14. Схема типичной смены почвы при переходе от прерии (мощный поверхностный слой гумуса) к лесу (тонкий слой гумуса) на окраине Великих Северо-Американских равнин. (Из Crocker, 1952.)

круговорота их в целом сообществе. В водных экосистемах донные осадки и иловые отложения представляют собой близкие аналоги почвы наземных экосистем.

Многое в современной пауке о почве (почвоведении) было предвосхищено в конце XIX в. выдающимся русским почвоведом Докучаевым. Согласно разработанной им теории образования почв (почвообразования), решающая роль в этом процессе принадлежит климату, хотя также признается значение времени, топографии, деятельности организмов (особенно растений) и материнских пород (подстилающих скальных пород, из которых образуется почва). Относительный вклад каждого из этих пяти основных факторов почвообразования варьирует в зависимости от конкретных обстоятельств. На рис. 3.14 показано, как резко меняются почвы при переходе от прерии к лесу па юго-западе США, где единственный заметно изменяющийся фактор — это характер растительности. В работе Джеппи (Jenny, 1941) приведено много других примеров влияния каждого из этих пяти основных факторов па процессы образования тех или иных почв.

Результаты воздействия некоторых типов почвы па растительность хорошо иллюстрируются так называемыми серпептиповыми почвами (Wliittaker, Walker, Kruckeberg, 1954), существующими па выходах материнских серпептиповых пород. Указанные почвы часто образуют локальные пятна, окруженные почвами других типов; весьма характерно, что растительность па этих пятнах очень резко отличается от окружающей растительности. Серпептиповые почвы богаты магнием, хромом и никелем, по они содержат очень мало кальция, молибдена, азота и фосфора. Обычно они покрыты чахлой растительностью и отличаются низкой продуктивностью по сравнению с соседними участками, характеризующимися разными, по более богатыми почвами. Существует целая флора, представленная специализироваппыми видами, приспособившимися в процессе эволюции к условиям серпептиповых почв (особенна к низкому содержанию кальция). Завезенные в Калифорнию средиземноморские «сорняки» вытеснили эндемичные прибрежные злаки и разнотравье почти везде, кроме серпентиновых почв, где продолжает существовать исконная флора.

Образование почвы на оголенной материнской породе, или первичная сукцессия,— медленный процесс, требующий подчас столетий. Скальные породы разрушаются вследствие перемен температуры, действия твердых частиц, несомых ветром, а в холодных районах также посредством поочередного замерзания и оттаивания воды. Некоторые химические реакции, например образование угольной кислоты (НСОз) из воды и углекислого газа, также могут способствовать растворению и разрушению определенных типов скальных пород, в частности известняков. Происходящее таким путем выветривание скальных пород высвобождает в минеральной форме биогенные элементы, которые могут быть использованы растениями. Со временем на скальных породах обосновываются лишайники, а по мере того, как укореняются и развиваются другие растения, скальная порода разрушается на более мелкие фрагменты. Поскольку растения обладают способностью к фотосинтезу, они превращают неорганические вещества в органические, которые, накапливаясь в смеси с кусочками горной породы, постепенно образуют почву. На начальных этапах первичной сукцессии синтез нового органического вещества превышает потребление, что приводит к его накоплению в почве. По мере того как почва приближается к своей зрелости, накопление органического вещества приостанавливается (см. также рис. 3.20).