Роль почвы в круговороте веществ в природе и жизни человека

Почва — не стабильная и не инертная масса. Она представляет собой сложную, постепенно меняющуюся среду, где непрерывно совершаются синтез и разрушение органического вещества, круговорот элементов зольной и азотной пищи. Зольные элементы извлекаются растениями из почвы и входят в состав органического вещества (растений и животных). После отмирания органическое вещество поступает в почву, где под воздействием микроорганизмов подвергается глубокому преобразованию.

При этом значительная часть зольных элементов переходит в формы, доступные для усвоения растениями, и частично вновь входит в состав нарастающего органического вещества, а часть задерживается в почве или удаляется с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерная миграция зольных химических элементов в системе: почва → растения → почва, названная Р. В. Вильямсом биологическим (или малым) круговоротом. Благодаря этому процессу в почве постоянно поддерживается плодородие.

Наряду с биологическим круговоротом веществ между почвой и живыми организмами в природе имеет место и так называемый геологический (или большой) круговорот веществ, с которым связан процесс растворения и выноса питательных элементов из почвы в ручьи, моря и океаны, где они откладываются в виде pазличного рода осадочных пород. Так, в течение тысячелетий на дне океанов образуются мощные пласты осадочных пород. Затем в результате тектонических процессов и морских регрессий эти породы могут выходить на дневную поверхность, подвергаться новому континентальному выветриванию, и питательные элементы снова могут быть использованы растениями. Этот круговорот занимает длительное геологическое время.
Биологический круговорот зольной и азотной пищи растений лежит в основе сельскохозяйственного производства. При этом чем выше культура земледелия и чем рациональнее используют землю, тем меньше элементов зольной и азотной пищи вырывается из биологического круговорота и вовлекается в геологический круговорот, тем выше будет производительность почв.
При высокой культуре земледелия в биологический круговорот между почвой и возделываемыми растениями можно вовлекать новые питательные вещества. Мощным средством в этом отношении являются органические и минеральные удобрения. При их помощи в биологический круговорот веществ не только вовлекаются новые элементы питания, но и прогрессивно улучшаются физические, химические и биологические свойства почв и создаются реальные возможности для роста урожаев.
Почва постоянно взаимодействует с другими элементами природы и имеет важное значение в общем круговороте веществ.
Через почву происходит взаимодействие литосферы с атмосферой. Поднятая в атмосферу почвенная пыль способствует, как отмечалось ранее, образованию осадков, уменьшает прозрачность воздуха и снижает количество лучевой энергии, достигающей поверхности Земли. Попадающие из атмосферы в почву химические вещества взаимодействуют с нею и иногда образуют новые соединения с различным действием на почвы, растительные и животные организмы. Перемещаясь под влиянием ветра и воды, почва меняет микрорельеф и засыпает различные впадины. Покрытая растительностью плодородная почва препятствует размыву и сносу подстилающих пород. В процессе стока из почвы поступает в водоемы масса органических веществ, способствующих развитию водных организмов. Почва служит средой жизни и субстратом для большого количества видов животных. Благодаря отмеченным взаимосвязям те или иные изменения в почве неизбежно вызывают изменения в других составных частях природы.
Велика роль почвы в жизни человека. Как в далеком прошлом, так и в настоящее время, несмотря на все достижения науки и техники, человек получает из почвы почти все (за исключением ресурсов моря) необходимое для поддержания своего существования. Карл Маркс назвал почву великой лабораторией, арсеналом, доставляющим и средство труда, и предмет труда, и место для поселения. Почва и ее плодородие — важнейший и незаменимый источник пищевых ресурсов для человечества, главное богатство, от которого зависит наша жизнь. Поэтому необходимо всегда заботиться о ней и делать все, чтобы оставить ее улучшенной последующим поколениям. Она является основным средством сельскохозяйственного производства и лесоводства. Помимо того, вместе с материнскими породами почву применяют в различных земляных сооружениях.
Кроме перечисленного, почва имеет важное санитарно-гигиеническое и медицинское значение. Она является средой жизни многочисленных низших животных и микроорганизмов, оказывающих болезнетворное воздействие на человека. Известно, многие инфекционные и паразитарные болезни носят очаговый характер. Эти очаги представляют собой естественную среду, благоприятную для существования возбудителей болезней. Таковой средой часто служит почва. Почва служит своеобразным инкубатором для многих гельминтов (глистов), дает приют кровососущим насекомым, клещам, грызунам, являющимся переносчиками некоторых болезней. В почве могут находиться возбудители брюшного тифа, туберкулеза, дизентерии, бруцеллеза, сибирской язвы, столбняка и др.
На состояние здоровья человека может оказывать влияние (через растения и животных) химический состав почвы. Недостаток (или избыток) отдельных химических элементов бывает столь велик, что вызывает в организме нарушение обмена веществ и эндемические заболевания населения. Известны многочисленные случаи заболевания от недостатка кальция, железа, йода, а также некоторых химических элементов, входящих в состав витаминов, ферментов, гормонов. В качестве примера можно указать, что одно из таких наиболее широко распространенных заболеваний человека, как эндемический зоб, связано с недостаточным содержанием подвижных форм йода в почвах. В 60-х годах XX в. этим заболеванием было поражено примерно 7% населения Земли.
Следовательно, использование и охрана почв должны основываться на учете их разнообразной роли в природе и жизни человека.

Билет

Закон толерантности

Закон Толерантности - (ЗАКОН ЭКОЛОГ ИЧЕСКОГО ОПТИМУМА В. ШЕЛФОРДА) лимитирующий фактор процветания организма может быть как минимумом, так и максимумом эколог ического фактора, диапазон между которыми определя6ет пределы толерантности организма к данному фактору. Организм может иметь широкие границы устойчивости в отношении одного фактора и узкие в отношении другого.
Организм с широкими границами по большинству эколог ических факторов обычно широко распространен (например, воробей). Если условия по одному фактору не оптимальны, то может снизиться предел устойчивости к другому эколог ическому фактору (например, при низком содержании азота в почве снижается засухоустойчивость злаков).

В современной экологической литературе (Одум, 1975, 1986; Федоров, Гельманов, 1980; Левич и др., 1997) закон толерантности рассматривается как продолжение и расширение принципа Либиха. Лимитирующим при этом называют фактор, по которому для достижения заданного относительного изменения функции отклика необходимо минимальное относительное изменение значения фактора. Такое определение требует подробного изучения зависимости функций отклика от всей совокупности экологических факторов в каждом конкретном случае, что связано с использованием приемов многофакторного эксперимента и аппарата многомерной математической статистики. Практическое использование такого подхода к исследованию большинства природных экосистем затруднено из-за недостатка экспериментальных данных и отсутствия систематических наблюдений.