Toprak, atmosfer ve hidrosfer ile sürekli temas ve etkileşim halinde olan nispeten ince, gevşek bir yüzey tabakasıdır. Toprak veya pedosfer, küresel arazi zarfını temsil eder. En çok önemli özellik Toprağı topraktan ayıran özelliği doğurganlıktır, yani Bitkilerin büyümesini ve gelişmesini ve herhangi bir biyosinozun varlığı için gerekli olan birincil organik madde üretimini büyük ölçüde sağlama yeteneği. Toprak, litosferden farklı olarak yalnızca minerallerin ve minerallerin toplamı değildir. kayalar ancak katı mineral parçacıklarının su ve hava ile çevrelendiği karmaşık üç fazlı bir sistemdir. Toprak çözeltileriyle dolu çok sayıda boşluk ve kılcal damar içerir ve bu nedenle içinde organizmaların yaşamı için çok çeşitli koşullar yaratılır. Toprak, organik maddenin ana kaynağını içerir. besinler Bu da içindeki yaşamın yayılmasına katkıda bulunuyor. Miktar toprak sakinleri büyük. Organik maddece zengin 1 m2 toprakta, 25 cm derinliğindeki katmanda 100 milyara kadar protozoa ve bakteri, milyonlarca minik rotifer ve nematod, binlerce küçük eklembacaklı, yüzlerce solucan ve mantar yaşayabilir. Ayrıca toprakta birçok küçük memeli türü yaşamaktadır. Toprağın her gramındaki aydınlatılmış yüzey katmanlarında yüzbinlerce fotosentez yapan minik bitki yaşar - yeşil, mavi-yeşil, diatomlar vb. dahil olmak üzere algler. Dolayısıyla canlı organizmalar, mineral bileşenleri kadar toprağın karakteristik bir bileşenidir. Bu yüzden en ünlü Rus jeokimyacısı V.I. Vernadsky'nin kurucusu modern konsept 20'li yıllarda Dünya'nın biyosferi hakkında. Yirminci yüzyılda toprağın özel bir kuruluşa tahsisini meşrulaştırdı. biyoinert doğal vücut, böylece hayatının zenginliğini vurguluyor. Toprak, Dünya biyosferinin evriminin belirli bir aşamasında ortaya çıktı ve onun ürünüdür. Etkinlik toprak organizmaları esas olarak kaba ölü organik maddenin ayrışmasını amaçlamaktadır. sırasında meydana gelen karmaşık fiziksel ve kimyasal süreçlerin bir sonucu olarak doğrudan katılım Toprak sakinleri, bitki kökleri tarafından doğrudan emilmeye hazır olan ve yeni yaşamın oluşumu için organik maddenin sentezi için gerekli olan organomineral bileşikleri oluşturur. Bu nedenle toprağın rolü son derece önemlidir.

Topraktaki sıcaklık dalgalanmaları, havanın yüzey katmanına kıyasla önemli ölçüde yumuşatılır. Bununla birlikte, havanın toprak yüzeyinden tam olarak ısıtılıp soğutulması nedeniyle yüzeyinde sıcaklık değişkenliği, havanın yüzey katmanına göre daha keskin bir şekilde ifade edilebilir. Bununla birlikte, derinlikteki her santimetre ile günlük ve mevsimsel sıcaklık değişiklikleri daha az belirgin hale gelir ve genellikle 1 m'den fazla derinliklerde kaydedilmez.

Yeraltı suyunun varlığı ve yağış sırasında suyun nüfuz etmesi, çoğu toprak tipinin önemli nem kapasitesi karakteristiğinin arka planına karşı, istikrarlı bir nem rejiminin korunmasına yardımcı olur. Topraktaki nem mevcut çeşitli eyaletler: Mineral parçacıklarının (higroskopik ve film) yüzeyine sıkı bir şekilde yapışabilir, küçük gözenekleri işgal edebilir ve bunların içinde yavaşça hareket edebilir. çeşitli yönler(kılcal), daha büyük boşlukları doldurur ve yerçekiminin (yerçekimi) etkisi altında aşağıya doğru sızar ve ayrıca toprakta buhar olarak tutulur. Toprağın nem içeriği, yapısına ve yılın zamanına bağlıdır. Yerçekimi nemi içeriği yüksekse, toprak rejimi durgun sığ bir rezervuara benzer. Kuru toprakta yalnızca kılcal nem mevcuttur ve koşullar yer üstünde bulunanlara benzer. Ancak en kuru topraklarda bile havanın nemi her zaman yüzeydekinden daha yüksektir ve bu da toprak organizmalarının yaşamına olumlu etki eder.

Toprak havasının bileşimi değişkenliğe tabidir. Derinlik arttıkça oksijen içeriği azalır ve konsantrasyon artar karbondioksit yani Bu gazların her ortamdaki konsantrasyonlarını belirleyen süreçlerin benzerliği nedeniyle rezervuarlarda da benzer bir eğilim söz konusudur. Toprakta meydana gelen ayrışma süreçleri nedeniyle organik madde Derin toprak katmanları hidrojen sülfür, amonyak ve metan gibi yüksek konsantrasyonlarda toksik gazlar içerebilir. Toprak suyla tıkandığında, tüm kılcal damarları ve boşlukları suyla dolduğunda, örneğin baharın sonunda tundrada sıklıkla meydana gelir, oksijen eksikliği koşulları ortaya çıkabilir ve organik maddenin ayrışması askıya alınır.

Toprak özelliklerinin heterojenliği organizmalar için çeşitli boyutlar o gibi davranabilir farklı ortamlar doğal ortam. Ekolojik bir grup halinde birleştirilen çok küçük toprak hayvanları için mikrofauna(protozoa, rotiferler, nematodlar vb.) toprak, esas olarak sulu bir çözeltiyle dolu kılcal damarlarda yaşadıkları için bir mikro rezervuar sistemidir. Bu tür organizmaların boyutları yalnızca 2 ila 50 mikron arasındadır. Hava soluyan daha büyük organizmalar bir grup oluşturur mezofauna. Esas olarak eklem bacaklıları içerir (çeşitli akarlar, kırkayaklar, birincil kanatsız böcekler - collembolalar, iki kuyruklu böcekler vb.). Onlar için toprak, küçük mağaralardan oluşan bir koleksiyondur. Toprakta bağımsız olarak delik açmalarına ve uzuvların yardımıyla veya solucan gibi kıvrılarak toprak boşluklarının yüzeyinde sürünmelerine olanak tanıyan özel organları yoktur. Mezofaunanın temsilcileri, örneğin uzun süreli yağışlar sırasında toprak boşluklarının su ile dolduğu dönemlerde, kirpikler ve pullarla donatılmış ıslanmayan kabukları sayesinde hayvanların vücutlarının etrafında kalan hava kabarcıklarında hayatta kalır. Bu durumda, hava kabarcığı küçük bir hayvan için bir tür "fiziksel solungaç" temsil eder, çünkü nefes alma, hava boşluğuna giren oksijen nedeniyle gerçekleştirilir. çevre difüzyon süreci sırasında. Mezofauna grubuna dahil olan hayvanların boyutları onda bir ila 2 – 3 mm arasında değişmektedir. Vücut büyüklüğü 2 ila 20 mm olan toprak hayvanlarına ekolojik grubun temsilcileri denir. makrofauna. Bunlar öncelikle böcek larvaları ve solucanlar. Onlar için toprak zaten hareket sırasında önemli mekanik direnç sağlayabilen yoğun bir ortamdır. Mevcut delikleri genişleterek, toprak parçacıklarını iterek veya yeni geçitler açarak toprakta hareket ederler. Bu grubun çoğu temsilcisinin gaz değişimi, özel solunum organlarının yardımıyla gerçekleşir ve aynı zamanda vücudun bütünlüğü yoluyla gaz değişimi ile de desteklenir. Aktif oyuk hayvanları, kendileri için elverişsiz yaşam koşullarının yaratıldığı toprak katmanlarını terk edebilirler. Kışın ve kuru yaz dönemleri kışın sıcaklığın ve yazın nemin yüzeye göre daha yüksek olduğu toprağın daha derin katmanlarında yoğunlaşırlar. Çevre grubuna megafauna esas olarak memeliler arasından hayvanlara aittir. Bazıları ise tüm faaliyetlerini toprakta yürütür. yaşam döngüsü(Avrasya'nın benleri, Afrika'nın altın benleri, Avustralya'nın keseli benleri, vb.). Toprakta tüm geçit ve yuva sistemlerini yapma yeteneğine sahiptirler. Dış görünüş Ve anatomik yapı bu hayvanlar yeraltı yaşam tarzına adaptasyonlarını yansıtıyor. Az gelişmiş gözleri, kısa boyunlu kompakt bir vücut şekli, kısa kalın kürkleri ve kazmaya uyarlanmış güçlü uzuvları vardır. Toprak megafaunası ayrıca büyük poliket solucanlarını da içerir - oligochaetes, özellikle ailenin temsilcileri Megascolecidae tropik bölgede yaşamak Güney Yarımküre. Bunların en büyüğü Avustralya solucanıdır. Megascolides avustralis 3 m uzunluğa ulaşabilir.

Toprağın daimi sakinlerine ek olarak, büyük hayvanlar arasında bunları da ayırt edebiliriz.

yüzeyde beslenirler, ancak ürerler, kışı geçirirler, dinlenir ve toprak yuvalarında düşmanlardan kaçarlar. Bunlar dağ sıçanları, sincaplar, jerboalar, tavşanlar, porsuklar vb.

Toprağın ve arazinin özellikleri, başta bitkiler olmak üzere karasal organizmaların yaşam koşulları üzerinde önemli ve bazen belirleyici bir etkiye sahiptir. Özellikler dünyanın yüzeyi, sağlamak çevresel etki sakinlerine atfedilen özel grup edafikçevresel faktörler (Yunanca “edaphos”tan - temel, toprak). Kara bitkilerinin kök sistemleri toprakta yoğunlaşmıştır. Kök sisteminin türü hidrotermal rejime, havalandırmaya, mekanik bileşime ve toprak yapısına bağlıdır. Örneğin, sürekli donmuş bölgelerde yetişen huş ve karaçam, çoğunlukla geniş bir alana yayılan yüzeye yakın kök sistemlerine sahiptir. Aynı bölgelerde sürekli donmuş toprak hayır, aynı bitkilerin kök sistemleri toprağa çok daha derine nüfuz eder. Pek çok bozkır bitkisinin kökleri 3 m'den fazla derinlikteki suya ulaşabilir, ancak aynı zamanda işlevi organik maddeleri çıkarmak olan iyi gelişmiş bir yüzeysel kök sistemine de sahiptirler. mineraller. Örneğin, düşük oksijen içeriğine sahip su dolu toprak koşullarında, su içeriği açısından dünyanın en büyük nehrinin (Amazon) havzasında, mangrov bitkileri adı verilen ve yer üstü özel olarak geliştirilen topluluklar oluşur. solunum kökleri - pnömatoforlar.

Bitkilerle ilişkilerine bağlı olarak çeşitli ekolojik bitki grupları tanımlanacaktır. belirli özellikler toprak.

Toprak asitliği ile ilgili olarak, asidofilik pH'ı 6,5 ünitenin altında olan asidik topraklarda yetişmeye adapte olmuş türler. Bunlar ıslak bataklık habitatlarındaki bitkileri içerir. nötrofilik türler nötre yakın reaksiyona sahip ve pH'ı 6,5 ila 7,0 birim olan topraklara yönelir. Bu çoğunluk ekili bitkilerılıman iklim bölgesi. Basiphyllum bitkiler toprakta yetişir alkali reaksiyon pH değeri 7,0 birimden fazla olan. Örneğin orman anemonu ve mordovik bu gruba aittir). Kayıtsız bitkiler toprakta büyüyebilir farklı anlamlar pH (vadideki zambak, koyun çayırı vb.).

Topraktaki organik ve mineral besin maddelerinin içeriğine yönelik gereksinimlere bağlı olarak, oligotrofik normal varoluş için az miktarda besin gerektiren bitkiler (örneğin, fakir kumlu topraklarda yetişen sarıçam), ötrofikçok daha zengin topraklar gerektiren bitkiler (meşe, kayın, bektaşi üzümü vb.) ve mezotrofik orta miktarda organomineral bileşik gerektirir (yaygın ladin).

Ayrıca mineralizasyonu yüksek topraklarda yetişen bitkiler de ekolojik gruba girmektedir. halofitler(yarı çöl bitkileri – tuzlu su, kokpek vb.). Seçilen türler bitkiler kayalık topraklarda tercihli büyümeye uyarlanmıştır - ekolojik bir grup olarak sınıflandırılırlar petofitler ve değişen kumların sakinleri gruba aittir psammofitler.

Fiziksel Özellikler Bir habitat olarak toprak, önemli heterojenliğe rağmen çevresel koşullar, yer-hava ortamının özelliklerine göre daha kararlıdırlar. Önemli

Toprak derinliğinin artmasıyla kendini gösteren sıcaklık, nem ve gaz içeriği değişimi, küçük hayvanların küçük hareketlerle uygun yaşam koşullarını bulmasını mümkün kılar.

Bir dizi ekolojik özelliğe göre toprak, su ve kara arasında bir orta ara maddedir. Toprak, değişkenliğinin doğası nedeniyle su ortamına benzer. sıcaklık rejimi Toprak havasındaki düşük oksijen içeriği, su buharına doygunluğu, toprak çözeltilerinde genellikle yüksek konsantrasyonlarda tuzların ve organik maddelerin varlığı, hareket kabiliyeti

üç boyutlu. Toprak havasının varlığı, nem içeriğinin düşük olması durumunda toprağın hava ortamına yakınlaşması sağlanır. güneş radyasyonu ve yüzey katmanında önemli sıcaklık dalgalanmaları.

Ara karakter çevresel özellikler Yaşam alanı olarak toprak, toprağın sahip olduğunu öne sürüyor özel anlam evrimde organik dünya. Pek çok grup için, özellikle eklembacaklılar için, toprak muhtemelen ara adaptasyonların tipik karasal yaşam tarzına geçişi mümkün kıldığı ve daha sonra daha karmaşık olanlara etkili adaptasyonlar geliştirebildiği ortamdı. doğal koşullar suşi.

Edebiyat:

Ana – T.1 – s. 299 – 316; - İle. 121 – 131; Ek olarak.

Kendi kendine test soruları:

1. Toprak ile mineral kaya arasındaki temel fark nedir?

2. Toprağa neden biyoinert cisim deniyor?

3. Toprak verimliliğinin korunmasında toprak organizmalarının rolü nedir?

4. Hangi çevresel faktörler edafik olarak sınıflandırılır?

5. Hangisi çevre grupları Toprak hayvanlarını biliyor musun?

6. İlişkilerine bağlı olarak hangi ekolojik bitki grupları mevcuttur?

belirli toprak özelliklerine göre mi?

7. Toprağın hangi özellikleri onu yer havasına benzer kılar ve su ortamları doğal ortam?

İşin sonu -

Bu konu şu bölüme aittir:

GENEL EKOLOJİ

Federal Eğitim Ajansı... Eyalet eğitim kurumu daha yüksek...

Eğer ihtiyacın olursa ek malzeme Bu konuyla ilgili veya aradığınızı bulamadıysanız, çalışma veritabanımızdaki aramayı kullanmanızı öneririz:

Alınan materyalle ne yapacağız:

Bu materyal sizin için yararlı olduysa, onu sosyal ağlardaki sayfanıza kaydedebilirsiniz:

giriiş

Gezegenimizde, yaşam koşulları açısından büyük farklılıklar gösteren birkaç ana yaşam ortamını ayırt edebiliriz: su, yer-hava, toprak. Habitatlar aynı zamanda diğer organizmaların yaşadığı organizmaların kendisidir.

Yaşamın ilk ortamı suydu. Hayat onun içinde ortaya çıktı. Gibi tarihsel gelişim Birçok organizma kara-hava ortamını doldurmaya başladı. Sonuç olarak, Kara bitkileri ve evrim geçirerek yeni varoluş koşullarına uyum sağlayan hayvanlar.

Organizmaların yaşam aktivitesi sürecinde ve faktörlerin etkisi cansız doğa(sıcaklık, su, rüzgar vb.) karada, litosferin yüzey katmanları yavaş yavaş toprağa, V.I. Vernadsky'nin sözleriyle "gezegenin biyo-atıl gövdesine" dönüştü. sonuç ortak faaliyetler Canlılar ve çevresel faktörler.

Hem suda hem de karada yaşayan organizmalar toprağı doldurmaya başladı ve burada yaşayanlardan oluşan özel bir kompleks oluşturdu.

> Yaşam ortamı olarak toprak

Toprak verimlidir ve canlıların büyük çoğunluğu (mikroorganizmalar, hayvanlar ve bitkiler) için en uygun alt tabaka veya yaşam alanıdır. Ayrıca, karaların dünya yüzeyinin 1/3'ünden daha azını oluşturmasına rağmen, biyokütle açısından toprağın (Dünya karasının) okyanustan neredeyse 700 kat daha büyük olması da önemlidir. Toprak, kayaların çürümesi sonucu elde edilen mineral maddeler ile bitki ve hayvan kalıntılarının mikroorganizmalar tarafından parçalanması sonucu ortaya çıkan organik maddelerin karışımından oluşan toprağın yüzey tabakasıdır. Toprağın yüzey katmanlarında canlı çeşitli organizmalarölü organizmaların kalıntılarının yok edicileri (mantarlar, bakteriler, solucanlar, küçük eklembacaklılar vb.). Aktif aktivite Bu organizmalar birçok canlının varlığına uygun verimli bir toprak tabakasının oluşmasına katkıda bulunur. Toprak arasında geçiş ortamı olarak düşünülebilir. yer havası ortamı ve suda yaşayan organizmaların varlığı için. Toprak karmaşık sistem katı faz (mineral parçacıklar), sıvı faz (toprak nemi) ve gaz fazı dahil. Bu üç aşama arasındaki ilişki, toprağın yaşam ortamı olarak özelliklerini belirler.

> Habitat olarak toprağın özellikleri

Toprak, havayla temas halinde olan gevşek ince yüzeyli bir toprak tabakasıdır. Önemsiz kalınlığına rağmen, Dünya'nın bu kabuğu oynuyor hayati rol hayatın yayılmasında. Toprak sadece değil sağlam litosferdeki çoğu kaya gibi, ancak katı parçacıkların hava ve su ile çevrelendiği karmaşık üç fazlı bir sistem. Gaz karışımıyla doldurulmuş boşluklarla nüfuz eder ve sulu çözeltiler ve bu nedenle birçok mikro ve makro organizmanın yaşamı için son derece çeşitli uygun koşullar yaratır.

Topraktaki sıcaklık dalgalanmaları, havanın zemin katmanına kıyasla yumuşatılır ve yeraltı suyunun varlığı ve yağışların nüfuz etmesi nem rezervleri oluşturur ve su ile su arasında bir nem rejimi sağlar. karasal ortam. Toprak, ölmekte olan bitki örtüsü ve hayvan cesetlerinden sağlanan organik ve mineral madde rezervlerini yoğunlaştırır. Bütün bunlar toprağın yaşamla daha fazla doygunluğunu belirler. Topraktaki koşulların heterojenliği en çok dikey yönde belirgindir.

Derinlik ile birlikte en önemlilerinden bazıları çevresel faktörler toprak sakinlerinin yaşamını etkiler. Bu öncelikle toprağın yapısıyla ilgilidir. Morfolojik ve yapısal olarak farklılık gösteren üç ana ufku birbirinden ayırır. kimyasal özellikler: 1) organik maddenin biriktiği ve dönüştürüldüğü ve bazı bileşiklerin yıkama suları tarafından taşındığı üst humus-birikimli ufuk A; 2) yukarıdan yıkanan maddelerin çökeldiği ve dönüştürüldüğü iç yıkama ufku veya illuviyal B ve 3) malzemesi toprağa dönüşen ana kaya veya ufuk C.

Toprakta nem çeşitli hallerde bulunur: 1) toprak parçacıklarının yüzeyi tarafından sıkı bir şekilde tutulan (higroskopik ve film şeklinde); 2) kılcal küçük gözenekleri kaplar ve bunlar boyunca farklı yönlerde hareket edebilir; 3) Yerçekimi daha büyük boşlukları doldurur ve yerçekiminin etkisi altında yavaşça aşağı doğru sızar; 4) toprak havasında buhar bulunur.

Kesme sıcaklığındaki dalgalanmalar yalnızca toprak yüzeyindedir. Burada havanın yüzey katmanından bile daha güçlü olabilirler. Ancak her santimetre derinde, günlük ve mevsimsel sıcaklık değişiklikleri giderek azalıyor ve 1-1,5 m derinlikte pratikte artık izlenemiyor.

Toprağın kimyasal bileşimi, toprağın oluşumunda rol alan tüm jeosferlerin elementel bileşiminin bir yansımasıdır. Bu nedenle, herhangi bir toprağın bileşimi hem litosferde hem de hidro, atmosferik ve biyosferde yaygın olan veya bulunan elementleri içerir.

Toprak hemen hemen tüm elementleri içerir periyodik tablo Mendeleev. Ancak bunların büyük çoğunluğu topraklarda çok küçük miktarlarda bulunduğundan pratikte sadece 15 elementle uğraşmak zorundayız. Bunlar, her şeyden önce, organik maddelerde yer alan dört organojen elementi, yani C, N, O ve H'yi, daha sonra metal olmayan S, P, Si ve C1'den ve Na, K, Ca, metallerinden oluşur. Mg, AI, Fe ve Mn.

Listelenen 15 unsur temeli oluşturur kimyasal bileşim Litosfer bir bütün olarak aynı zamanda bitki ve hayvan kalıntılarının kül kısmına dahil edilir ve bu da toprak kütlesinde dağılmış elementlerden oluşur. Bu elementlerin topraktaki niceliksel içeriği farklıdır: O ve Si ilk sıraya, A1 ve Fe ikinci sıraya, Ca ve Mg üçüncü sıraya, ardından K ve geri kalanların tümü yerleştirilmelidir.

Belirli özellikler: yoğun yapı ( zor kısım veya iskelet). Sınırlayıcı faktörler: ısı eksikliğinin yanı sıra nem eksikliği veya fazlalığı.

Dünya, toprağın özel bir üst kabuğu olan toprağa (edasfer, pedosfer) sahip olan tek gezegendir. Bu kabuk tarihsel olarak öngörülebilir bir zamanda oluşmuştur; gezegendeki kara yaşamıyla aynı yaştadır. M.V. ilk kez toprağın kökeni hakkındaki soruyu yanıtladı. Lomonosov (“Dünyanın Katmanları Üzerine”): “…toprak, hayvan ve bitki bedenlerinin zamanla çürümesinden kaynaklanmıştır…”. Ve büyük Rus bilim adamı sen. Sen. Dokuchaev (1899: 16) toprağı bağımsız bir doğal vücut olarak adlandıran ilk kişiydi ve toprağın “... herhangi bir bitki, herhangi bir hayvan, herhangi bir mineral ile aynı bağımsız doğal tarihsel vücut... bu bir sonuç, bir işlevdir” olduğunu kanıtladı. belirli bir bölgenin ikliminin, bitki ve hayvan organizmalarının, topografyasının ve ülkenin yaşının toplam, karşılıklı faaliyeti... ve son olarak alt toprak, yani yer ana kayaları... Özünde tüm bu toprak oluşturucu maddeler Tamamen eşdeğer boyuttadırlar ve normal toprağın oluşumunda eşit rol alırlar...”

Ve modern tanınmış toprak bilimcisi N.A. Kaczynski (“Toprak, özellikleri ve yaşamı”, 1975) toprağın şu tanımını vermektedir: “Toprak, iklimin (ışık, ısı, hava, su) ortak etkisiyle işlenen ve değişen kayaların tüm yüzey katmanları olarak anlaşılmalıdır. , bitki ve hayvan organizmaları”.

Toprağın ana yapısal unsurları şunlardır: mineral baz, organik madde, hava ve su.

Mineral bazlı (iskelet)(tüm toprağın %50-60'ı), alttaki dağ (ana, toprağı oluşturan) kayanın hava koşulları nedeniyle aşınması sonucu oluşan inorganik bir maddedir. İskelet parçacık boyutları, kayalar ve taşlardan küçük kum taneleri ve çamur parçacıklarına kadar değişir. Toprağın fizikokimyasal özellikleri esas olarak toprağı oluşturan kayaların bileşimi tarafından belirlenir.

Hem suyun hem de havanın dolaşımını sağlayan toprağın geçirgenliği ve gözenekliliği topraktaki kil ve kum oranına ve parçaların büyüklüğüne bağlıdır. Ilıman iklimlerde toprağın eşit miktarda kil ve kumdan oluşması idealdir. balçık temsil eder. Bu durumda toprakların su basması veya kuruması riski yoktur. Her ikisi de hem bitkiler hem de hayvanlar için eşit derecede yıkıcıdır.

organik madde- toprağın %10'a kadarı ölü biyokütleden oluşur (bitki kütlesi - yaprak, dal ve kök döküntüleri, ölü gövdeler, çimen paçavraları, ölü hayvan organizmaları), mikroorganizmalar ve belirli bitki grupları tarafından ezilir ve toprak humusuna işlenir. hayvanlar ve bitkiler. Organik maddenin ayrışması sonucu oluşan daha basit elementler yine bitkiler tarafından emilir ve biyolojik döngüye dahil olur.

Hava Topraktaki (% 15-25) organik ve mineral parçacıklar arasındaki boşluklarda - gözeneklerde bulunur. Yokluğunda (ağır killi topraklar) veya gözeneklerin suyla doldurulması (su baskını sırasında, permafrost çözülmesi) topraktaki havalandırma kötüleşir ve anaerobik koşullar gelişir. Bu koşullar altında, oksijen tüketen organizmaların (aeroblar) fizyolojik süreçleri engellenir ve organik maddenin ayrışması yavaşlar. Yavaş yavaş birikerek turba oluştururlar. Büyük turba rezervleri bataklıklar, bataklık ormanları ve tundra toplulukları için tipiktir. Turba birikimi özellikle toprakların soğukluğu ve su basmasının birbirine bağlı olduğu ve birbirini tamamladığı kuzey bölgelerde belirgindir.

su Toprakta (%25-30) 4 türle temsil edilir: yerçekimi, higroskopik (bağlı), kılcal ve buhar.

Yerçekimi- Toprak parçacıkları arasında geniş boşluklar kaplayan hareketli su, kendi ağırlığı altında yeraltı suyu seviyesine sızar. Bitkiler tarafından kolaylıkla emilir.

Higroskopik veya ilgili– toprağın koloidal parçacıklarının (kil, kuvars) etrafında adsorbe edilir ve hidrojen bağları nedeniyle ince bir film şeklinde tutulur. Yüksek sıcaklıklarda (102-105°C) onlardan salınır. Bitkilere erişilemez ve buharlaşmaz. Killi topraklarda bu tür su %15'e kadar, kumlu topraklarda ise %5'e kadar bulunur.

Kılcal– toprak parçacıklarının etrafında kuvvetle tutulur yüzey gerilimi. Dar gözenekler ve kanallar - kılcal damarlar sayesinde yeraltı suyu seviyesinden yükselir veya yerçekimi suyu olan boşluklardan ayrılır. Killi topraklarda daha iyi tutulur ve kolayca buharlaşır. Bitkiler onu kolayca emer.

Buharlı– Su içermeyen tüm gözenekleri kaplar. Önce buharlaşır.

Doğadaki genel su döngüsünün bir halkası olarak yüzey toprağı ve yeraltı suyu arasında sürekli bir değişim vardır, mevsim ve hava koşullarına bağlı olarak hız ve yön değişir.

Toprak profil yapısı

Toprağın yapısı hem yatay hem de düşey olarak heterojendir. Toprakların yatay heterojenliği, toprağı oluşturan kayaların dağılımının heterojenliğini, rölyefteki konumunu, iklim özelliklerini yansıtır ve bitki örtüsünün bölge üzerindeki dağılımı ile tutarlıdır. Bu tür heterojenliklerin her biri (toprak türü), suyun, organik ve mineral maddelerin dikey göçünün bir sonucu olarak oluşan kendi dikey heterojenliği veya toprak profili ile karakterize edilir. Bu profil, katmanlardan veya ufuklardan oluşan bir koleksiyondur. Tüm toprak oluşum süreçleri profilde, ufuklara bölünmesinin zorunlu olarak dikkate alınmasıyla gerçekleşir.

Toprağın türünden bağımsız olarak, profilinde morfolojik ve kimyasal özellikler bakımından kendi aralarında ve diğer topraklardaki benzer ufuklar arasında farklılık gösteren üç ana ufuk ayırt edilir:

1. Humus-birikimli ufuk A. Organik madde içinde birikir ve dönüşür. Dönüşümden sonra bu ufuktaki elementlerin bir kısmı su ile alttakilere taşınır.

Bu ufuk, biyolojik rolü açısından tüm toprak profilinin en karmaşık ve en önemli olanıdır. Yer çöpü (toprak yüzeyinde zayıf derecede ayrışmaya sahip ölü organik madde) tarafından oluşturulan orman çöpü - A0'dan oluşur. Altlığın bileşimi ve kalınlığına bağlı olarak bitki topluluğunun ekolojik işlevleri, kökeni ve gelişim aşaması hakkında yargıda bulunulabilir. Çöpün altında koyu renkli bir humus ufku vardır - A1, ezilmiş, değişen dereceler Bitki kütlesi ve hayvan kütlesi kalıntılarının ayrışması. Omurgalılar (fitofajlar, saprofajlar, koprofajlar, avcılar, nekrofajlar) kalıntıların yok edilmesine katılır. Organik parçacıklar ezildikçe bir sonraki alt ufka, yani elüvyal (A2)'ye girer. Humusun basit elementlere kimyasal ayrışması meydana gelir.

2. İllüvial veya yıkanma ufku B. İçinde, ufuk A'dan çıkarılan bileşikler yerleşir ve toprak çözeltilerine dönüştürülür. Bunlar, hava koşullarına dayanıklı kabukla reaksiyona giren ve bitki kökleri tarafından emilen hümik asitler ve bunların tuzlarıdır.

3. Ana (altta yatan) kaya (ayrışan kabuk) veya ufuk C. Bu ufuktan - dönüşümden sonra da - mineral maddeler toprağa geçer.

Toprak organizmalarının ekolojik grupları

Edaphone'da çevreyle bağlantı derecesine göre üç grup ayırt edilir:

Geobiyontlar– toprağın kalıcı sakinleri (solucanlar (Lymbricidae), birçok birincil kanatsız böcek (Apterigota)), memeliler arasında: köstebekler, köstebek fareleri.

Jeofiller– Gelişim döngüsünün bir kısmının başka bir ortamda, bir kısmının da toprakta gerçekleştiği hayvanlar. Bunlar en çok uçan böceklerdir (çekirgeler, böcekler, uzun bacaklı sivrisinekler, köstebek cırcır böcekleri, birçok kelebek). Bazıları toprakta larva evresini geçirirken, bazıları da pupa evresini geçirir.

Geoksen- bazen barınak veya sığınak olarak toprağı ziyaret eden hayvanlar. Bunlar arasında yuvalarda yaşayan tüm memeliler, birçok böcek (hamamböceği (Blattodea), hemiptera (Hemiptera), bazı böcek türleri) bulunur.

Özel grup - psammofitler ve psammofiller(mermer böcekleri, karınca aslanları); çöllerde değişen kumlara uyum sağladı. Bitkilerde hareketli, kuru bir ortamda yaşama adaptasyonlar (saksaul, kum akasyası, kumlu fescue, vb.): maceracı kökler, köklerdeki hareketsiz tomurcuklar. Birincisi kumla kaplandığında, ikincisi ise kumun uçup gitmesiyle büyümeye başlar. Yaprakların hızlı büyümesi ve azalmasıyla kum sürüklenmesinden kurtulurlar. Meyveler uçuculuk ve yaylanma ile karakterize edilir. Köklerdeki kumlu örtüler, kabuğun suberizasyonu ve oldukça gelişmiş kökler kuraklığa karşı koruma sağlar. Hayvanlarda hareketli, kuru bir ortamda yaşama adaptasyonlar (yukarıda termal ve nemli rejimlerin dikkate alındığı yerde belirtilmiştir): kum çıkarırlar - onları vücutlarıyla birbirinden ayırırlar. Kazıcı hayvanların, büyümeleri ve saçları olan kayak pençeleri vardır.

Toprak, su (sıcaklık koşulları, düşük oksijen içeriği, su buharına doygunluk, içindeki su ve tuzların varlığı) ile hava (hava boşlukları, üst katmanlarda ani nem ve sıcaklık değişiklikleri) arasında bir ara ortamdır. Birçok eklembacaklı için toprak, suda yaşayan bir yaşam tarzından karasal bir yaşam tarzına geçiş yapabildikleri ortamdı.

Toprak özelliklerinin, canlı organizmalar için bir yaşam alanı olarak hizmet etme yeteneğini yansıtan ana göstergeleri, hidrotermal rejim ve havalandırmadır. Veya nem, sıcaklık ve toprak yapısı. Her üç gösterge de birbiriyle yakından ilişkilidir. Nem arttıkça ısı iletkenliği artar ve toprağın havalanması bozulur. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, buharlaşma da o kadar fazla olur. Fiziksel ve fizyolojik toprak kuruluğu kavramları bu göstergelerle doğrudan ilişkilidir.

Fiziksel kuruluk, uzun süreli yağış yokluğu nedeniyle su kaynağındaki keskin azalma nedeniyle atmosferik kuraklık sırasında yaygın bir olaydır.

Primorye'de bu tür dönemler ilkbahar sonları için tipiktir ve özellikle güneye bakan yamaçlarda belirgindir. Üstelik rölyef ve diğer benzer yetiştirme koşullarında aynı konum göz önüne alındığında, bitki örtüsü ne kadar iyi gelişmişse, fiziksel kuruluk durumu da o kadar hızlı gerçekleşir.

Fizyolojik kuruluk daha karmaşık bir olgudur; olumsuz çevre koşullarından kaynaklanır. Toprakta yeterli miktarda, hatta fazla miktarda su bulunduğunda suyun fizyolojik olarak erişilememesinden oluşur. Kural olarak, düşük sıcaklıklarda, toprağın yüksek tuzluluğunda veya asitliğinde, toksik maddelerin varlığında, oksijen eksikliğinde suya fizyolojik olarak erişilemez hale gelir. Aynı zamanda suda çözünen besinler kullanılamaz hale gelir: fosfor, kükürt, kalsiyum, potasyum vb.

Toprağın soğukluğu ve bunun sonucunda ortaya çıkan su birikintisi ve yüksek asitlik nedeniyle, tundra ve kuzey tayga ormanlarının birçok ekosistemindeki büyük su ve mineral tuz rezervleri, köklü bitkiler için fizyolojik olarak erişilemez durumdadır. Bu, içlerindeki yüksek bitkilerin güçlü bir şekilde bastırılmasını ve likenlerin ve yosunların, özellikle de sfagnumların geniş dağılımını açıklar.

Edasferdeki zorlu koşullara karşı yapılan önemli adaptasyonlardan biri mikorizal beslenme. Hemen hemen tüm ağaçlar mikoriza oluşturan mantarlarla ilişkilidir. Her ağaç türünün kendine ait mikoriza oluşturan mantar türleri vardır. Mikoriza nedeniyle kök sistemlerinin aktif yüzeyi artar ve mantar salgıları yüksek bitkilerin kökleri tarafından kolaylıkla emilir.

V.V.'nin dediği gibi Dokuchaev “…Toprak bölgeleri aynı zamanda doğal tarihi bölgelerdir: burada açıkça görülüyor en yakın bağlantı iklim, toprak, hayvan ve bitki organizmaları..." Örnekte bu açıkça görülmektedir. toprak örtüsü Uzak Doğu'nun kuzey ve güneyindeki ormanlık alanlarda

Muson koşullarında oluşan Uzak Doğu topraklarının karakteristik bir özelliği, yani. çok nemli iklim, eluviyal ufuktan güçlü bir element sızıntısı var. Fakat kuzeyde ve güney bölgeleri Bölgede habitatların ısı arzının farklı olması nedeniyle bu süreç aynı değildir. Uzak Kuzey'de toprak oluşumu, kısa bir büyüme mevsimi (120 günden fazla olmayan) ve yaygın permafrost koşullarında meydana gelir. Isı eksikliğine genellikle toprağın su basması, toprak oluşturan kayaların aşınmasının düşük kimyasal aktivitesi ve organik maddenin yavaş ayrışması eşlik eder. Toprak mikroorganizmalarının hayati aktivitesi büyük ölçüde engellenir ve besinlerin bitki kökleri tarafından emilmesi engellenir. Sonuç olarak, kuzeydeki cenozlar düşük üretkenlik ile karakterize edilir; ana karaçam ormanlık alanlarındaki odun rezervleri 150 m2/ha'yı aşmaz. Aynı zamanda, ölü organik madde birikimi, profilde yüksek humus içeriğine sahip, kalın turba ve humus ufuklarının oluşması sonucunda ayrışmasına üstün gelir. Böylece kuzey karaçam ormanlarında orman çöpünün kalınlığı 10-12 cm'ye ulaşır ve topraktaki farklılaşmamış kütle rezervleri toplamın %53'üne ulaşır. toplam stok biyokütle ekimi. Aynı zamanda elementler profilin ötesine taşınır ve onlara yakın permafrost oluştuğunda, illüvial ufukta birikir. Tüm soğuk bölgelerde olduğu gibi toprak oluşumunda kuzey yarımküre, önde gelen süreç podzol oluşumudur. Okhotsk Denizi'nin kuzey kıyısındaki bölgesel topraklar Al-Fe-humus podzolleri ve kıtasal bölgelerde - podburlardır. Kuzeydoğu'nun tüm bölgelerinde profilde permafrost bulunan turba toprakları yaygındır. Bölgesel topraklar, ufukların renge göre keskin bir şekilde farklılaşmasıyla karakterize edilir.

Güney bölgelerde iklim iklime benzer özellikler gösterir. nemli subtropikler. Primorye'de yüksek hava nemi arka planına karşı toprak oluşumunun önde gelen faktörleri, geçici olarak aşırı (titreşimli) nem ve uzun (200 gün), çok sıcak bir büyüme mevsimidir. Delüvyal süreçlerin hızlanmasına (birincil minerallerin aşınmasına) ve ölü organik maddenin çok hızlı bir şekilde basit kimyasal elementlere ayrışmasına neden olurlar. İkincisi sistemin dışına taşınmaz, bitkiler ve toprak faunası tarafından yakalanır. Primorye'nin güneyindeki karışık geniş yapraklı ormanlarda, yaz aylarında yıllık çöpün% 70'e varan kısmı "işlenir" ve çöpün kalınlığı toprağın ufukları arasındaki sınırlar 1,5-3 cm'yi geçmez. Bölgesel kahverengi toprakların profili yeterince tanımlanmamıştır.

Yeterli ısı ile hidrolojik rejim toprak oluşumunda önemli bir rol oynar. Primorsky Bölgesi'nin tüm manzaraları, ünlü Uzak Doğulu toprak bilimcisi G.I. Ivanov, hızlı, zayıf bir şekilde kısıtlanmış ve su değişiminin zor olduğu manzaralara bölündü.

Hızlı su değişiminin olduğu manzaralarda en önde gelen kahverengi toprak oluşum süreci. Aynı zamanda iğne yapraklı yaprak döken ve geniş yapraklı ormanların altındaki bölgesel - kahverengi orman ve iğne yapraklı ormanların altındaki kahverengi tayga olan bu manzaraların toprakları çok yüksek verimlilik ile karakterize edilir. Böylece, kuzey yamaçların alt ve orta kısımlarını zayıf iskeletli tınlılar üzerinde kaplayan siyah köknar-geniş yapraklı ormanlardaki orman meşcere rezervleri 1000 m3/ha'ya ulaşmaktadır. Kahverengi topraklar, genetik profilin zayıf şekilde ifade edilen farklılaşmasıyla karakterize edilir.

Su değişiminin zayıf olduğu peyzajlarda kahverengi toprak oluşumuna podzolleşme eşlik eder. Toprak profilinde, humus ve illuviyal ufuklara ek olarak, açık bir eluviyal ufuk da ayırt edilir ve profil farklılaşmasının işaretleri görülür. Ortamın hafif asidik reaksiyonu ve profilin üst kısmında yüksek humus içeriği ile karakterize edilirler. Bu toprakların verimliliği daha azdır; üzerlerindeki orman meşceresi stoku 500 m3/ha'ya düşmüştür.

Su değişiminin zor olduğu manzaralarda, sistematik güçlü su basması nedeniyle toprakta anaerobik koşullar yaratılır, humus tabakasının gleyizasyon ve turba gelişimi süreçleri gelişir. Bunlar için en tipik olanı kahverengi-tayga gley-podzolize, turba ve turbadır. köknar ladin ormanları altında gley toprakları, kahverengi-tayga turbası ve turba-podzolize - karaçam ormanları altında. Zayıf havalandırma nedeniyle biyolojik aktivite azalır ve organojenik ufukların kalınlığı artar. Profil, humus, eluvial ve illuviyal ufuklara keskin bir şekilde ayrılmıştır.

Her toprak türünün, her toprak bölgesinin kendine has özellikleri olduğundan, organizmalar da bu koşullara göre seçicidir. Bitki örtüsünün görünümüne göre nem, asitlik, ısı kaynağı, tuzluluk, ana kayanın bileşimi ve toprak örtüsünün diğer özellikleri değerlendirilebilir.

Sadece bitki örtüsü ve bitki örtüsünün yapısı değil, aynı zamanda mikro ve mezofauna hariç fauna da farklı topraklara özgüdür. Örneğin yaklaşık 20 böcek türü halofildir ve yalnızca yüksek tuzluluk oranına sahip topraklarda yaşar. Solucanlar bile en fazla sayıya, kalın organik katmana sahip nemli, sıcak topraklarda ulaşır.