Ґрунт і рельєф

Ґрунт являє собою особливе (биокосное) природне тіло, що утвориться на поверхні суши в результаті тривалої взаємодії почвообразующих порід, клімату, живих організмів у певних умовах рельєфу й (у багатьох випадках) при антропогенному впливі. Властивості ґрунту значно впливають на умови життя наземних організмів й у першу чергу рослин. Властивості ґрунту (і взагалі – субстрату) поєднують під загальною назвою эдафические фактори середовища.

Ппро досить утилітарне визначення В.Р. Вільямса, ґрунт - це пухкий поверхневий обрій суши, здатний робити врожай рослин. Таким чином, найважливішою властивістю ґрунту прийнято вважати її родючість.

Ґрунт - многофазно-твердофазная середовище, що включає тверді, рідкі, газоподібні компоненти й биоту - сукупність організмів. Вона багато в чому являє собою продукт фізичного, хімічного й біологічного вивітрювання гірських порід під впливом клімату, рослин, тварин, мікроорганізмів, хоча в ній є ознаки й більше високої організації - надпородного розвитку.

Фізичні властивості ґрунту (щільність, вологість, теплопровідність й ін.) визначаються її механічним складом – співвідношенням піщаних і глинистих часток; змістом органічної складової й інших компонентів.

Найважливіша функція ґрунту - забезпечення рослин водою й мінеральним харчуванням. Розрізняють біологічно доступну - вільно, що пересувається по капілярах ґрунту воду, і біологічно недоступну воду, утримувану ґрунтовими частками так міцно, що рослини не можуть неї засвоїти. Розрізняють фізичну й фізіологічну сухість ґрунту. При фізичній сухості в ґрунті спостерігається недолік вологи, при фізіологічній сухості вода в ґрунті втримується, але не може засвоюватися рослинами через високу солоність, кислотності або при поганій аерації, низькій температурі, що порушують нормальну фізіологічну функцію кореневої системи.

Хімічні властивості ґрунту залежать від змісту розчинних і потенційно розчинних мінеральних й органічних речовин. Показник концентрації іонів водню в ґрунті (рн) може розрізнятися для різних типів ґрунтів. Лісові типи ґрунтів мають кислу реакцію середовища, степові - близьку до нейтрального або лужну реакцію. Флора ґрунтів з нейтральною реакцією середовища особливо багата видами. Вапнян і засолені мають лужну реакцію із рн 8-9, а торф'яні - кислу із рн до 4: на цих ґрунтах розвивається специфічна рослинність.

У ґрунті живе безліч видів рослинних і тваринних організмів, що впливають на її фізико-хімічні характеристики: бактерії, водорості, гриби, найпростіші одноклітинні, хробаки й членистоногие. Основні біохімічні процеси протікають у верхньому шарі ґрунту товщиною до 40 див, тому що він найбільш збагачений повітрям, органічними відходами продуцентів і консументов (детритом) і містить найбільша кількість мікроорганізмів у порівнянні з більш глибоко розташованими шарами.

Процес гумусообразования починається з руйнування й здрібнювання відмерлої рослинної маси й мертвої тваринної речовини. Цей процес здійснюється під впливом абиотических факторів (опади, перепади температур), тварин при обов'язковій участі грибів і бактерій. До таких тварин ставляться сапрофаги, що споживають мертву речовину; некрофаги, що харчуються трупами тварин; копрофаги, що знищують екскременти. Більшу роль у ґрунтоутворенні грають рухливі тварини. Вони розпушують ґрунт, створюють умови для її аерації, переміщають органічні й мінеральні речовини. Наприклад, дощові хробаки на лугових ґрунтах за рік викидають на поверхню до 80-90 т/га копрогенного матеріалу, степові гризуни переміщають нагору сотні кубометрів ґрунту.

Ґрунтових мешканців підрозділяють на три групи:

мікробіотип, микробиота - ґрунтові мікроорганізми: зелені, синьо-зелені, діатомові водорості, бактерії, гриби й найпростіші;

мезобиотип, мезобиота – численна (десятки й сотні тисяч особин на 1 м ²ґрунти) сукупність порівняно дрібних рухливих тварин, що витягають легко із ґрунту: ґрунтові нематоди, дрібні личинки комах, кліщі, ногохвостки й ін.;

макробиотип, макробиота – великі комахи, дощові хробаки й ін. тварини. Найбільше значення мають дощові хробаки, що досягають чисельності до 300 экз. на 1 м².

Специфічні пристосувальні особливості виробилися в рухливі піски, що заселяють, рослин (псаммофиты) і тварин (псаммофилы). Растения-псаммофиты (ивашелюга) використають для закріплення рухливих пісків, що виникли, наприклад, у результаті перевипасу, при помилках при проведенні меліоративних робіт і т.п. Після закріплення піску псаммофитами створюються сприятливі умови для виростання інших рослин: соснових лісів на піщаних дюнах, баштанних культур на степових і пустельних пісках. При цьому самі псаммофиты знаходять для себе усе менше сприятливих умов і зникають (витісняються), що приводить до повної зміни рослинних асоціацій і тваринного населення.

Ґрунт складається з добре виражених шарів, що часто розрізняються по цвіті. Ці шари називаються ґрунтовими обріями, а послідовність обріїв від поверхні вглиб називається ґрунтовим профілем. Для автоморфных ґрунтів це, як правило, що випливають обрії:

верхній обрій - обрій А (гумусовий), розділений на шари: підстилка (А0); гумусово-аккумулятивный (А1);

вилужена (светлоокрашенная, тобто в цьому шарі частина мінеральних речовин і кислот, що офарблюють ґрунт гуминовых, вимиті або витягнуті рослинами) - це елювіальний обрій А2 (характерний для лісових ґрунтів);

глибше обрію А розташований обрій В - иллювиальный, або обрій вмывания;

ще нижче залягає материнська гірська порода З, з якої формується ґрунт.

Для помірних, полярних широт велике екологічне значення має сніжний покрив у зимовий час (його товщина, рыхлость), тому що він забезпечує благополучну зимівлю багатьох видів рослин і ґрунтових мікроорганізмів. Наземною твариною - кожному виду - властива певна критична глибина снігу, при якій йому стає важко пересуватися й добувати їжу.

Рельєф може створювати розмаїтість навколишніх умов у межах територій з однаковим кліматом. Зі збільшенням висоти на кожні 1000 м температура повітря знижується приблизно на 6^ос. У горбкуватій і сильно пересіченій місцевості її нахил й экспонированность сонячним променям визначають температуру, освітленість і вологість ґрунту. На крутих схилах ґрунту добре дренуються, що приводить до недоліку вологи для рослин, хоча в прилеглих низинних місцях ґрунт насичений вологою. Мікрорельєф захищає або, навпаки, підсилює вплив вітру.

Таким чином, орографические фактори роблять на біоценози не тільки пряме, але й непрямий вплив (орографія - морфологічний опис форм рельєфу). Вертикальні й горизонтальні особливості рельєфу обумовлюють різноманітні форми місцеперебувань, займаних біогеоценозами: суцільні простори для однорідних територій; стрічкові форми, пояси для різних рівнів схилів яру; локальний, острівний характер на ділянках мікрозападин, балок, бугрів і пагорбів, біля невеликих водойм й у них самих і т.п. Тому по профілі, розташованому від вершини вододілу до берега ріки або до дна яру, може бути представлено кілька різних біогеоценозів.