Биотический фактор развития биосферы

Биотический фактор развития биосферы

В.Ф.Попов, О.Н.Толстихин 

В геологически обозримое время жизнь на планете развивалась как взаимосвязанная совокупность организмов, обеспечивающая непрерывный поток элементов в биогенном обмене веществ на земной поверхности, около которой располагается основная масса живого вещества в виде, по выражению В.И.Вернадского, "живой пленки". В каждой экосистеме живые организмы находятся во взаимосвязях друг с другом, прежде всего через пищевые цепи. Живые организмы оказывают непосредственное влияние на среду своего существования. Живое вещество выполняет энергетическую, концентрационную, деструктивную, средообразующую, транспортную функции в биосфере. Энергетическая функция связана с поглощением солнечной энергии при фотосинтезе и химической энергии путем разложения энергонасыщенных веществ. Далее происходит передача энергии по различным пищевым цепям. Концентрационная функция выражается избирательным накоплением определенных видов вещества при построении тел организмов в ходе их жизнедеятельности, в результате процессов метаболизма. Деструктивная роль связана с переводом органического вещества в неорганическое и вовлечением образовавшихся веществ в биологический круговорот. Преобразование физико-химических параметров среды определяет средообразующую функцию живого вещества, в которой выполняется его транспортная функция, состоящая в переносе (миграции) вещества. 

По отношению к любому отдельному организму вся остальная биота является фактором среды обитания. 

Среди всего многообразия взаимоотношений между организмами выделяются: 

хищничество, как форма взаимоотношений организмов разных трофических уровней, при которой один вид живет за счет другого, поедая его; 

паразитизм; 

конкуренция - форма взаимоотношений, при которых организмы борются за пищу и другие условия существования, подавляя друг друга; 

симбиоз - это обоюдовыгодные, но не обязательные взаимоотношения разных видов организмов; 

мутуализм - взаимовыгодные и обязательные для роста и выживания отношения разных видов; 

комменсализм - взаимоотношения, при которых один из партнеров извлекает выгоду, а другому они безразличны.

Почва - биокосное вещество

Почва - это особое природное образование в самом наружном слое земной коры, которое представляет собой биокосное вещество. Она является продуктом жизнедеятельности организмов, включая и микроорганизмы, как современных, так и принадлежащих "былым биосферам". Почва - важнейший компонент любой экологической системы суши, на базе которого происходит развитие растительных сообществ, в свою очередь составляющих основу пищевых цепей всех остальных организмов, образующих экологические системы Земли, ее биосферу. Люди не составляют здесь исключения: благополучие любого человеческого общества определяется наличием и состоянием земельных ресурсов, плодородием почв. 

Между тем, за историческое время на нашей планете было утрачено до 20 млн. км2 земель сельскохозяйственного назначения. На каждого жителя Земли нынче приходится в среднем всего 0,35-0,37 га, тогда как в 70-х годах эта величина составляла 0,45-0,50 га. Если современная ситуация не изменится, то чеpез столетие, пpи таких темпах потеpь, общая площадь угодий, пригодных для земледелия сократится с 3,2 до 1 млрд. га. 

Почвообразование начинается с первичной сукцессии, проявляющейся в физическом и химическом выветривании, ведущем к разрыхлению с поверхности материнских горных пород, таких как базальты, гнейсы, граниты, известняки, песчаники, сланцы. Этот слой выветривания постепенно заселяется микроорганизмами и лишайниками, которые преобразуют субстрат и обогащают его органическими веществами. В результате деятельности лишайников в первичной почве накапливаются важнейшие элементы питания растений, такие как фосфор, кальций, калий и другие. На этой первичной почве теперь могут поселиться растения и сформировать растительные сообщества, определяютщие лицо биогеоценоза. 

Постепенно в процесс почвообразования вовлекаются более глубокие слои земли. Поэтому большинство почв имеет более или менее выраженный слоистый профиль, разделяемый на почвенные горизонты. В почве поселяется комплекс почвенных организмов - эдафон: бактерии, грибы, насекомые, черви и роющие животные. Эдафон и растения участвуют в образовании почвенного детрита, который через свой организм пропускают детритофаги - черви и личинки насекомых. Например, дождевые черви на гектаре земли за год перерабатывают около 50 т почвы. При разложении растительного детрита образуются гуминовые вещества - слабые органические гуминовые и фульвокислоты - основа почвенного гумуса. Его содержание обеспечивает структурность почвы и доступность растениям минеральных элементов питания. Мощность богатого гумусом слоя определяет плодородие почвы. 

Основными свойствами почвы как экологической среды являются ее физическая структура, механический и химический состав, кислотность, окислительно-восстановительные условия, содержание органических веществ, аэрация, влагоемкость и увлажненность. Различные сочетания этих свойств образуют множество разновидностей почв. На Земле по распространенности ведущее положение занимают пять типологических групп почв: 

почвы влажных тропиков и субтропиков, преимущественно красноземы и желтоземы, характеризующиеся богатством минерального состава и большой подвижностью органики; 

плодородные почвы саванн и степей - черноземы, каштановые и коричневые почвы с мощным гумусовым слоем; 

скудные и крайне неустойчивые почвы пустынь и полупустынь, относящиеся к различным климатическим зонам; 

относительно бедные почвы лесов умеренного пояса - подзолистые, бурые и серые лесные почвы; 

мерзлотные почвы, обычно маломощные, подзолистые, глеевые, обедненные минеральными солями со слабо развитым гумусовым слоем.

На территории Российской федерации в пользовании сельскохозяйственных предприятий и граждан, занимающихся сельским хозяйством, по данным Государственного итогового доклада за 1997 год находилось 607 млн.га; часть этих земель – 3,5 млн.га была занята населенными пунктами и разного рода постройками. Сельскохозяйственные угодья России в 1966 г. составляли 221,6 млн. га или 13% от всего земельного фонда России. Из них пашня - чуть более 120 млн. га, оленьи и конские пастбища чуть более 253 млн. га. В период с 1985 по 1990 г. выбыло из оборота более 7 млн. га. сельхозугодий, из них 2 млн. га пашни. К этому следует добавить, что 82 млн.га пашни России подвержены ветровой эрозии, площадь эродированных земель ежегодно возрастает на 0,4-0,5 млн.га, а потери массы плодородной почвы достигают 1,5 млрд.т. Более 7% площади сельхозугодий в той или иной степени засолонены, около 0,5% представлены солончаками. 

Соответственно, почвы России на значительных площадях характеризуются невысоким плодородием, неудовлетворительным культуртехническим состоянием и мелиоративной обустроенностью. В большинстве основных сельскохозяйственных регионов России распаханность территории превышает экологически допустимые пределы, что усиливает процессы деградации почв и ухудшение гидрологического режима водосборных бассейнов, снижает способность природных комплексов к саморегуляции и продуктивность сельскохозяйственных угодий. 

Наибольшее разрушительное воздействие на почвенный покров оказывают процессы водной и ветровой эрозии. В составе сельскохозяйственных угодий России эрозионно-опасные и подверженные водной и ветровой эрозии почвы занимают более 125 млн. га, в том числе эродированные — 54,1 млн. га. Каждый третий гектар пашни и пастбищ является эродированным и нуждается в защите от деградационных процессов. На землях сельскохозяйственного назначения сосредоточена основная доля оленьих пастбищ — 77,4% их общей площади, которая составляет 326,9 млн. га. По состоянию на 1 января 1997 г., общая площадь деградированных оленьих пастбищ составляет 230,6 млн. га, из которой 32% занимают пастбища сильной, 46,6% — средней и 21,4% — слабой степени деградации. В районах Крайнего Севера вследствие развития нефтегазового комплекса и сопутствующей ему инфраструктуры происходит ежегодная деградация оленьих пастбищ на площади более 1 млн. га. Пpиведенные данные свидетельствуют о существенной неблагополучии с состоянием почв и необходимости оpганизации специальных меpопpиятий, напpавленных в пеpвую очеpедь, к пpекpащению этих пpоцессов и, во втоpую - к восстановлению плодоpодия земель.