Курс лекций по "Экологии"

    Озелененность городских почв характеризуется как удовлетворительная, и остается стабильной и неизменчивой по сравнению с предыдущими годами. Большинство исследованных участков характеризуются высокой степенью озелененности, достигающей 100% на территориях парков и лесопарков. Ниже 40% степень озелененности опускается лишь в четверти точек опробования за этот год. Площадки с озелененностью порядка 25% и менее встретились на 15% исследуемых территорий и все они относятся к селитебным территориям и промзонам.

    Захламленность территории, исследованной при опробовании почв за 2008 г., в целом не превышает 30%. Мусор обнаружен на поверхности в 75% пунктах мониторинга. Минимальным процентом захламленности (0-5%) характеризуются территории природных парков, а также ухоженные газоны в центре города (Бережковская и Космодамианская набережные, газон на ул. Свободы). Наиболее замусоренная поверхность (20-30%) среди исследуемых пунктов наблюдения отмечена в пределах жилой застройки (ул. Голубкинская, ул. Инженерная, ул. Шипиловская). Основная же часть пунктов опробования характеризуется небольшим процентом захламленности 5-10%, причем следует отметить, что в точках, располагающихся на территории промзон и пустырей, мусор проникает и в верхний почвенный слой, где также были отмечены различные антропогенные включения и большое количество камней.

    Запечатанность почвенного покрова города по-прежнему остается высокой. Большая часть площадок мониторинга за 2008 г. характеризуется значительной запечатанностью – более 30%. Средняя запечатанность городских почв составляет 50%. Максимальный процент запечатанности (60 и 70%) зафиксирован на территориях жилой застройки на ул. Инженерная, Крондштадтском и Осеннем бульварах, минимальный (0%) на территориях парков, лесопарков (Нескучный сад, Коломенское, Братцево).

Под структурой почвенного покрова понимается определенный тип его строения, т. е. состав и количественное соотношение входящих в него почв, характер образуемых ими сочетаний и комплексов, степень его пестроты и контрастности.

Таксономическая система почвенно-географического  районирования отражает разные уровни структур почвенного покрова начиная  с наиболее крупных — почвенно-биоклиматических поясов и кончая наиболее мелкими  единицами районирования — почвенными районами. 

Структура почвы^[2] — физическое строение твердой части и порового пространства почвы, обусловленное размером, формой, количественным соотношением, характером взаимосвязи и расположением как механических элементов, так и состоящих из них агрегатов.

Твёрдая часть почвы^[2] — совокупность всех видов частиц, находящихся в почве в твердом состоянии при естественном уровне влажности.

Поровое пространство в почве^[2] — разнообразные по размерам и форме промежутки между механическими элементами и агрегатами почвы, занятые воздухом или водой.

Минеральные частицы  почвы всегда объединяются в агрегаты различной прочности, размеров и  формы. Вся совокупность агрегатов, характерных для почвы, называется её структурой. Факторами образования  агрегатов являются: набухание, сжатие и растрескивание почвы в ходе циклов увлажнения-иссушения и замерзания-оттаивания, коагуляция почвенных коллоидов (наиболее важна в этом роль органических коллоидов), цементация частиц малорастворимыми соединениями, образование водородных связей, связей между нескомпенсированными зарядами кристаллической решётки минералов, адсорбция, механическое сцепление частиц гифами грибов, актиномицетов и корнями растений, агрегация частиц при прохождении через кишечник почвенных животных.

Структура почвы  оказывает влияние на проникновение  воздуха к корням растений, удержание  влаги, развитие микробного сообщества. В зависимости только от размера  агрегатов урожай может меняться на порядок. Оптимальна для развития растений структура, в которой преобладают  агрегаты размером от 0,25 до 7—10 мм (агрономически  ценная структура). Важным свойством  структуры является её прочность, особенно водоустойчивость.

Преобладающая форма агрегатов является важным диагностическим признаком почвы. Выделяют^[8] округло-кубовидную (зернистую, комковатую, глыбистую, пылеватую), призмовидную (столбовидную, призмовидную, призматическую) и плитовидную (плитчатую, чешуйчатую) структуру, а также ряд переходных форм и градаций по размеру. Первый тип характерен для верхних гумусовых горизонтов и обуславливает большую порозность, второй — для иллювиальных, метаморфических горизонтов, третий — для элювиальных. 

Почва – верхний  слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов  и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Почва  – основной главный ресурс агроэкосистемы. В почве взаимодействуют следующие  основные компоненты: 
- минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух; 
- детрит – отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных; – множество живых организмов – от детритофагов до редуцентов, разлагающих детрит до гумуса, который в почве образуется в результате разложения мертвых органических остатков растений и животных. 
В почве обитает великое множество различных микроорганизмов и животных. Они называются эдафобионтами и формируют сложную пищевую детритную цепь: бактерии, микрогрибы, водоросли, простейшие, моллюски, членистоногие и их личинки, дождевые черви и многие другие.

Среди наземных животных, участвующих в процессе почвообразования, можно назвать  мелких грызунов: мышей-полевок, крота  и др. 
Огромную роль в процессе почвообразования играют микроорганизмы (бактерии, актиномециты, низшие грибы, вирусы и т.п.). В 1 га почвы находятся миллиарды микроорганизмов (полезных и вредных).

Они принимают  активное участие в разложении органических веществ, биотическом круговороте  углерода, серы, азота и других веществ. Большую роль играют бактерии, способные  поглощать молекулярный азот из воздуха  и трансформировать его в виде соединений (нитратов) в почву.

Они называются азотфиксирующими. Такими же свойствами обладают клубеньковые бактерии. Активность почвенных микроорганизмов зависит  от многих факторов: кислотности почвы (pH), влагоемкости, температуры, засолоненности, характера растительного покрова, а также свойств самой материнской  породы, рельефа и т.д. 
И самое главное из вышесказанного, гумус является главным фактором плодородия почвы. Почвы, богатые гумусом, называются черноземами, которые являются богатством страны.

Почва как биокостный компонент  биосферы

в почву входят компоненты (микроорганизмы, минеральные  вещества), поэтому почва – биокостный компонент биосферы. 

Биокосное вещество - создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамические равновесные системы тех и других. Организмы в их образовании играют ведущую роль. Эти биокосные организованные массы являются сложными динамическими равновесными системами, в которых резко проявляется геохимическая энергия живого вещества - биогеохимическая энергия.

В состав почвы входят четыре основных структурных компонента:

1) минеральная  основа (обычно 5060% общего состава  почвы);

2) органическое  вещество (до 10%);

3) воздух (1525%);

4) вода (2530%).

Минеральный скелет почвы - это неорганический компонент, который образовался из материнской  породы в результате ее выветривания.

Свыше 50% минерального состава почвы занимает кремнезем SiO от 1 до 25% приходится на глинозем А1, 0з, от 1 до 10% - на оксиды железа FeO, от 0, 1 до 5% - на 2- 3- оксиды магния, калия, фосфора, кальция. Минеральные элементы, образующие вещество почвенного скелета, различны по размерам: от валунов и камней до песчаных крупинок - частиц диаметром 0,022 мм, ила - частиц диаметром 0, 002 - 0, 02 мм и мельчайших частиц глины размером менее 0,002 мм в диаметре. Их соотношение  определяет механическую структуру  почвы. Органическое вещество почвы  образуется при разложении мертвых  организмов, их частей и экскрементов. Не полностью разложившиеся органические остатки называются подстилкой, а конечный продукт разложения - аморфное вещество, в котором уже невозможно распознать первоначальный материал, называется гумусом.

Почвенный воздух, также как и почвенная вода, находится в порах между частицами почвы. Порозность возрастает от глин к суглинкам и пескам. Между почвой и атмосферой происходит свободный газообмен, в результате чего газовый состав обеих сред имеет сходные параметры. Обычно в воздухе почвы из-за дыхания населяющих ее организмов несколько меньше кислорода и больше углекислого газа, чем в атмосферном воздухе.

Почвенная влага делится на свободную, капиллярную и пленочную.

Химические свойства почвы зависят от содержания минеральных  веществ, которые находятся в  ней в виде растворенных ионов.

В почве обитает  множество видов растительных и  животных организмов, влияющих на ее физико-химические характеристики: бактерии, водоросли, грибы или простейшие одноклеточные, черви и членистоногие. Биомасса их в различных почвах равна (кг/га): бактерий - 1000 - 7000, микроскопических грибов - 1001000, водорослей 100300, членистоногих - 1000, червей - 350 - 1000.

Функции почвы - Процессы, свойства, режимы почв

Экологическая и биогеохимическая.

Э. почва представляется как жизненное производство.

Б.процессы движения в почве.

Регуляторная  – регулирование процессов

Накопительная

Защитная 

Свойства и  их значение

По свойствам  можно определить типы почв

Превращение в  почвах различных веществ – почвенные  процессы

Почвообразовательный  процесс

Экологическое значение почв –  

сорбционная способность  играет важную роль

в проявлении почвами  общепланетарных и биосферных функций  и выделяет

самостоятельные «сорбционные функции» почвы.

Исследование сорбционных  функций почв приобрело особенно боль-

шое значение в XX-ом столетии, когда человечество столкнулось  с пробле-

мой техногенного загрязнения экосистем, и когда  была осознана роль клю-

чевая роль почвы  как регулятора потоков большинства  загрязняющих ве-

ществ в биосфере. 
 

                                                                       6

     Многочисленными  исследованиями было установлено,  что сорбцион-

ные свойства почвы  определяют поведение и в почве, и в ландшафте прак-

тически всех химических элементов, включая тяжелые металлы, Al, Mn, ра-

дионуклиды и  другие соединения, которые в повышенных концентрациях в

растворе оказывают  токсичное влияние на биоту. От сорбционных  свойств

почв зависит  количество поллютантов, которое может  попасть в грунтовые и

поверхностные воды и в пищевые цепи. Именно поэтому  изучению сорбци-

онных почвенных  характеристик уделяется в настоящее  время столь большое

внимание. 

  Работы Вернера  Штамма (Stumm, Morgan, 1981, Stumm, 1992 и др.) ба-

зируются на теории химии координационных соединений. Процессы адсорб-

ции и катионного обмена в его работах рассматриваются  как реакции образо-

вания комплексов на поверхности твердых частиц. 
 

Почвенный профиль  – совокупность почвенных горизонтов.

В процессе почвообразования исходная порода расслаивается на горизонтные  породы. Горизонтные – однородные.