Diese Umgebung verfügt über Eigenschaften, die sie der Wasser- und Land-Luft-Umgebung näher bringen. Viele Kleinlebewesen leben hier als Wasserorganismen in Porenansammlungen freien Wassers. Wie in der aquatischen Umwelt unterliegen Böden großen Temperaturschwankungen. Ihre Amplituden nehmen mit der Tiefe schnell ab. Die Wahrscheinlichkeit eines Sauerstoffmangels ist erheblich, insbesondere bei überschüssiger Feuchtigkeit oder Kohlendioxid. Ähnlichkeiten mit terrestrisch Luftumgebungäußert sich durch das Vorhandensein von mit Luft gefüllten Poren.

ZU spezifische Eigenschaften, nur dem Boden innewohnend, ist eine dichte Konstitution (fester Teil oder Skelett). In Böden kommen sie meist isoliert vor drei Phasen(Teile): fest, flüssig und gasförmig. IN UND. Wernadskij stufte den Boden als Bio-Knochenkörper ein und betonte die große Rolle, die Organismen und ihre Stoffwechselprodukte bei seiner Entstehung und seinem Leben spielen. Die Erde- der Teil der Biosphäre, der am stärksten mit lebenden Organismen gesättigt ist (Bodenfilm des Lebens). Daher wird darin manchmal eine vierte Phase unterschieden – das Leben.

Als limitierende Faktoren Im Boden herrscht meist ein Mangel an Wärme (insbesondere im Permafrost) sowie ein Mangel (trockene Bedingungen) oder ein Übermaß (Sümpfe) an Feuchtigkeit. Seltener sind ein Mangel an Sauerstoff oder ein Überschuss an Kohlendioxid einschränkend.

Das Leben vieler Bodenorganismen eng mit Poren und ihrer Größe verbunden. Einige Organismen bewegen sich frei in den Poren. Andere (mehr große Organismen) Wenn sie sich in Poren bewegen, verändern sie nach dem Fließprinzip die Form des Körpers, beispielsweise eines Regenwurms, oder verdichten die Wände der Poren. Wieder andere können sich nur fortbewegen, indem sie den Boden lockern oder Formmaterial an die Oberfläche werfen (Bagger). Aufgrund des Lichtmangels mangelt es vielen Bodenlebewesen an der Sehkraft. Die Orientierung erfolgt über Geruchs- oder andere Rezeptoren.

Im Boden lebende Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen stehen in ständiger Wechselwirkung miteinander und mit ihrer Umwelt. Dank dieser Zusammenhänge und als Folge grundlegender Veränderungen der physikalischen, chemischen und biochemischen Eigenschaften von Gesteinen kommt es in der Natur ständig zu bodenbildenden Prozessen.

Im Durchschnitt enthält der Boden 2–3 kg/m2 lebende Pflanzen und Tiere, also 20–30 t/ha. Je nach Grad der Verbindung mit dem Boden als Lebensraum werden die Tiere in drei Gruppen eingeteilt Umwelt Gruppen: Geobionten, Geophile und Geoxene.

Geobionten- ständige Bewohner des Bodens. Der gesamte Zyklus ihrer Entwicklung findet in der Bodenumgebung statt. Das sind wie Regenwürmer, viele hauptsächlich flügellose Insekten.

Geophile- Tiere, deren Entwicklungszyklus zwangsläufig zum Teil im Boden stattfindet. Die meisten Insekten gehören zu dieser Gruppe: Heuschrecken, eine Reihe von Käfern und Rüsselkäfermücken. Ihre Larven entwickeln sich im Boden. Als Erwachsene sind dies typische Landbewohner. Zu den Geophilen zählen auch Insekten, die sich im Boden in der Puppenphase befinden.

Geoxene- Tiere, die manchmal den Boden aufsuchen, um vorübergehend Schutz oder Zuflucht zu finden. Dazu gehören Insekten – Kakerlaken, viele Hemipteren, Nagetiere und in Höhlen lebende Säugetiere.

Bodenbewohner je nach Größe und Mobilitätsgrad lassen sich in mehrere Gruppen einteilen:

Mikrobiota, Mikrobiotyp- Dies sind Bodenmikroorganismen, die die Hauptverbindung des Detritals bilden die Nahrungskette stellen eine Art Zwischenglied zwischen Pflanzenresten und Bodentieren dar. Dabei handelt es sich um Grün- und Blaualgen, Bakterien, Pilze und Protozoen. Sie leben in Bodenporen, die mit Gravitations- oder Kapillarwasser gefüllt sind.

Mesobiota, Mesobiotyp- Dies ist eine Ansammlung kleiner, leicht aus dem Boden zu entfernender, mobiler Tiere. Dazu gehören Bodennematoden, Milben, kleine Insektenlarven, Springschwänze usw.

Makrobiota, Makrobiotyp sind große Bodentiere mit Körpergrößen von 2 bis 20 mm. Zu dieser Gruppe gehören Insektenlarven, Tausendfüßler, Enchytraeiden, Regenwürmer usw.

Megabiota, Megabiotyp- Das sind große Spitzmäuse: Goldmaulwürfe in Afrika, Maulwürfe in Eurasien, Beutelmaulwürfe in Australien, Maulwurfsratten, Maulwürfe und Zokors. Dazu zählen auch Baubewohner (Dachse, Murmeltiere, Erdhörnchen, Springmäuse usw.).

Eine besondere Gruppe bilden die Bewohner lockerer Flugsande - Psammophyten(Dickzehen-Ziesel, Kammzehen-Springmaus, Läufer, Haselhuhn, Marmorkäfer, Springer usw.). Man nennt Tiere, die sich an das Leben auf salzhaltigen Böden angepasst haben Halophile.

Die wichtigste Eigenschaft des Bodens ist seine Fruchtbarkeit, die durch den Gehalt an Humus und Makromikroelementen bestimmt wird. Pflanzen, die hauptsächlich auf fruchtbaren Böden wachsen, werden genannt: eutroph oder eutroph, Inhalt mit einer geringen Menge an Nährstoffen - oligotroph.

Zwischen ihnen gibt es eine Zwischengruppe mesotrop Spezies.

Es werden Pflanzen genannt, die besonders hohe Ansprüche an einen hohen Stickstoffgehalt im Boden stellen Nitrophile(Himbeerhopfen, Brennnesseln, Eicheln), angepasst an den Anbau auf Böden mit hohem Salzgehalt - Galifiten, auf ungesalzen - Glykophyten. Eine besondere Gruppe stellen an Flugsand angepasste Pflanzen dar - Psammophyten(weißes Saxaul, Kandam, Sandakazie); werden Pflanzen genannt, die auf Torf (Torfmoor) wachsen Oxylophyten(Ledum, Sonnentau). Lithophyten Dies sind Pflanzen, die auf Felsen, Felsen, Geröll leben – das sind autotrophe Algen, Krustenflechten, Blattflechten usw.

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S.Sh. Nr. 9 King Seeds

Bodenumgebung ein Lebensraum

Einführung

1. Boden als Lebensraum

2. Lebende Organismen im Boden

3. Die Bedeutung des Bodens

4. Bodenstruktur

5. Organischer Teil des Bodens

Abschluss

Einführung

Derzeit ist das Problem der Interaktion zwischen menschlicher Gesellschaft und Natur besonders akut geworden.

Es wird unbestreitbar, dass die Lösung des Problems der Erhaltung der Lebensqualität des Menschen ohne ein gewisses Verständnis der Moderne undenkbar ist Umweltprobleme: Erhaltung der Evolution von Lebewesen, Erbsubstanzen (Genpool von Flora und Fauna), Erhaltung von Reinheit und Produktivität natürliche Umgebungen(Atmosphäre, Hydrosphäre, Böden, Wälder usw.), Umweltregulierung des anthropogenen Drucks auf natürliche Ökosysteme im Rahmen ihrer Pufferkapazität, Erhaltung der Ozonschicht, trophische Ketten in der Natur, biologischer Stoffkreislauf und andere.

Die Bodenbedeckung der Erde ist der wichtigste Bestandteil der Biosphäre der Erde. Es ist die Bodenhülle, die viele Prozesse in der Biosphäre bestimmt.

Die wichtigste Bedeutung von Böden ist die Ansammlung organischer Stoffe, verschiedener chemischer Elemente und Energie. Die Bodendecke fungiert als biologischer Absorber, Zerstörer und Neutralisator verschiedener Schadstoffe. Wenn diese Verbindung der Biosphäre zerstört wird, wird die bestehende Funktion der Biosphäre irreversibel gestört. Aus diesem Grund ist es äußerst wichtig, die globale biochemische Bedeutung der Bodenbedeckung zu untersuchen aktuellen Zustand und Veränderungen aufgrund anthropogener Aktivitäten.

1. Boden als Lebensraum

Ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Biosphäre war die Entstehung eines Teils wie der Bodenbedeckung. Mit der Bildung einer ausreichend entwickelten Bodenbedeckung wird die Biosphäre zu einem ganzheitlichen Gesamtsystem, dessen Teile eng miteinander verbunden und voneinander abhängig sind.

Die wichtigsten Strukturelemente des Bodens sind: Mineralbasis, organische Substanz, Luft und Wasser. Die mineralische Basis (Skelett) (50-60 % des gesamten Bodens) ist eine anorganische Substanz, die durch die Verwitterung des darunter liegenden Gebirgsgesteins (Muttergestein, bodenbildend) entsteht. Die Durchlässigkeit und Porosität des Bodens, die die Zirkulation von Wasser und Luft gewährleisten, hängen vom Verhältnis von Ton und Sand im Boden ab.

Organische Substanz – bis zu 10 % des Bodens – wird aus abgestorbener Biomasse gebildet, die von Mikroorganismen, Pilzen und anderen Saprophagen zerkleinert und zu Bodenhumus verarbeitet wird. Durch den Abbau organischer Stoffe entstehende organische Stoffe werden von Pflanzen wieder aufgenommen und in den biologischen Kreislauf einbezogen.

2. Lebende Organismen im Boden

In der Natur gibt es praktisch keine Situationen, in denen sich ein einzelner Boden mit räumlich unveränderten Eigenschaften über viele Kilometer erstreckt. Gleichzeitig sind Unterschiede in den Böden auf Unterschiede in den Bodenbildungsfaktoren zurückzuführen.

Natürlich räumliche Anordnung Böden in kleinen Gebieten wird als Bodenbedeckungsstruktur (SCS) bezeichnet. Die Ausgangseinheit des SSP ist die Elementarbodenfläche (ESA) – Bodenformation, innerhalb derer es keine bodengeografischen Grenzen gibt. EPAs wechseln sich im Raum ab und bilden in gewissem Maße genetisch bedingte Bodenkombinationen.

Je nach Grad der Verbindung mit der Umwelt im Edaphon werden drei Gruppen unterschieden:

Geobionten sind ständige Bewohner des Bodens (Regenwürmer (Lymbricidae), viele primäre flügellose Insekten (Apterigota)), unter den Säugetieren sind Maulwürfe und Maulwurfsratten.

Geophile sind Tiere, bei denen ein Teil ihres Entwicklungszyklus in einer anderen Umgebung und ein Teil im Boden stattfindet. Dies sind die meisten Fluginsekten (Heuschrecken, Käfer, langbeinige Mücken, Maulwurfsgrillen, viele Schmetterlinge). Einige durchlaufen im Boden die Larvenphase, während andere die Puppenphase durchlaufen.

Geoxene sind Tiere, die manchmal den Boden als Unterschlupf oder Zufluchtsort aufsuchen. Dazu gehören alle in Höhlen lebenden Säugetiere, viele Insekten (Kakerlaken (Blattodea), Hemiptera (Hemiptera), einige Käferarten).

Eine besondere Gruppe sind Psammophyten und Psammophile (Marmorkäfer, Ameisenlöwen); angepasst an Flugsande in Wüsten. Anpassungen an das Leben in einer mobilen, trockenen Umgebung bei Pflanzen (Saxaul, Sandakazie, Sandschwingel usw.): Adventivwurzeln, ruhende Knospen an den Wurzeln. Erstere beginnen zu wachsen, wenn sie mit Sand bedeckt sind, letztere, wenn der Sand weggeblasen wird. Sie werden durch schnelles Wachstum und den Rückgang der Blätter vor Sandverwehungen geschützt. Früchte zeichnen sich durch Flüchtigkeit und Elastizität aus. Sandige Bedeckungen der Wurzeln, Suberisierung der Rinde und hochentwickelte Wurzeln schützen vor Trockenheit. Anpassungen an das Leben in einer bewegten, trockenen Umgebung bei Tieren (oben angegeben, wo thermische und feuchte Bedingungen berücksichtigt wurden): Sie bauen Sand ab – sie schieben ihn mit ihren Körpern auseinander. Grabende Tiere haben Skipfoten mit Wucherungen und Haaren. Boden ist ein Zwischenmedium zwischen Wasser ( Temperaturregime, niedriger Sauerstoffgehalt, Sättigung mit Wasserdampf, Vorhandensein von Wasser und Salzen darin) und Luft (Lufthohlräume, plötzliche Änderungen der Luftfeuchtigkeit und Temperatur in den oberen Schichten). Für viele Arthropoden war der Boden das Medium, durch das sie von einer aquatischen zu einer terrestrischen Lebensweise übergehen konnten. Die Hauptindikatoren für die Eigenschaften des Bodens, die seine Fähigkeit widerspiegeln, als Lebensraum für lebende Organismen zu dienen, sind das hydrothermale Regime und die Belüftung. Oder Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Bodenstruktur. Alle drei Indikatoren stehen in engem Zusammenhang miteinander. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit erhöht sich die Wärmeleitfähigkeit und die Bodenbelüftung verschlechtert sich. Je höher die Temperatur, desto mehr Verdunstung findet statt. Die Konzepte der physikalischen und physiologischen Bodentrockenheit stehen in direktem Zusammenhang mit diesen Indikatoren.

Physische Trockenheit kommt bei atmosphärischen Dürren häufig vor, da die Wasserversorgung aufgrund einer langen Abwesenheit von Niederschlägen stark abnimmt.

In Primorje sind solche Perioden typisch für den späten Frühling und besonders ausgeprägt an Hängen mit Südausrichtung. Darüber hinaus gilt bei gleicher Lage im Relief und anderen ähnlichen Wachstumsbedingungen: Je besser die Vegetationsdecke entwickelt ist, desto schneller tritt der Zustand der physischen Trockenheit auf.

Physiologische Trockenheit ist ein komplexeres Phänomen; sie wird durch ungünstige Umweltbedingungen verursacht. Es liegt in der physiologischen Unzugänglichkeit von Wasser, wenn im Boden ausreichend oder sogar überschüssige Menge vorhanden ist. In der Regel wird Wasser physiologisch nicht mehr verfügbar, wenn niedrige Temperaturen, hoher Salz- oder Säuregehalt der Böden, Vorhandensein giftiger Substanzen, Sauerstoffmangel. Gleichzeitig werden wasserlösliche Nährstoffe nicht mehr verfügbar: Phosphor, Schwefel, Kalzium, Kalium usw.

Aufgrund der Bodenkälte und der daraus resultierenden Staunässe und des hohen Säuregehalts sind in vielen Ökosystemen der Tundra und der nördlichen Taigawälder große Wasser- und Mineralsalzreserven für Wurzelpflanzen physiologisch unzugänglich. Dies erklärt die starke Unterdrückung in ihnen große Pflanzen und eine weite Verbreitung von Flechten und Moosen, insbesondere Torfmoos.

Eine der wichtigen Anpassungen an die rauen Bedingungen in der Edasphäre ist die Mykorrhiza-Ernährung. Fast alle Bäume werden mit Mykorrhiza-Pilzen in Verbindung gebracht. Jede Baumart hat ihre eigene Mykorrhiza-bildende Pilzart. Durch Mykorrhiza vergrößert sich die aktive Oberfläche des Wurzelsystems und Pilzsekrete werden leicht von den Wurzeln höherer Pflanzen aufgenommen. Wie V.V. sagte Dokuchaev „...Bodenzonen sind auch naturhistorische Zonen: Der engste Zusammenhang zwischen Klima, Boden, tierischen und pflanzlichen Organismen ist offensichtlich ...“ Dies ist deutlich an der Bodenbedeckung in den Waldgebieten im Norden und Süden zu erkennen. Fernost.

Ein charakteristisches Merkmal der Böden des Fernen Ostens, die unter Monsunbedingungen entstanden sind, d.h. Sehr feuchtes Klima ist eine starke Auswaschung von Elementen aus dem Eluvialhorizont. Doch in den nördlichen und südlichen Regionen der Region ist dieser Prozess aufgrund der unterschiedlichen Wärmeversorgung der Lebensräume nicht gleich. Die Bodenbildung im Hohen Norden erfolgt unter bestimmten Bedingungen kurzer Zeitraum Vegetationsperiode (nicht länger als 120 Tage) und weite Verbreitung Permafrost. Wärmemangel geht oft mit Staunässe im Boden, geringer chemischer Verwitterungsaktivität bodenbildender Gesteine ​​​​und langsamer Zersetzung organischer Stoffe einher. Die lebenswichtige Aktivität der Bodenmikroorganismen wird stark gehemmt und die Nährstoffaufnahme durch Pflanzenwurzeln wird gehemmt. Infolgedessen zeichnen sich nördliche Volkszählungen durch eine geringe Produktivität aus – die Holzreserven in den Hauptarten der Lärchenwälder betragen nicht mehr als 150 m 2 /ha. Gleichzeitig überwiegt die Ansammlung abgestorbener organischer Substanz gegenüber deren Zersetzung, wodurch sich dichte Torf- und Humushorizonte mit einem hohen Humusgehalt im Profil bilden. So erreicht bei nördlichen Lärchen die Dicke der Waldstreu 10–12 cm und die Reserven an undifferenzierter Masse im Boden erreichen bis zu 53 % der gesamten Biomassereserve der Plantage. Gleichzeitig werden Elemente über das Profil hinausgetragen, und wenn in ihrer Nähe Permafrost auftritt, sammeln sie sich im Iluvialhorizont an. Bei der Bodenbildung ist, wie in allen kalten Regionen der nördlichen Hemisphäre, der führende Prozess die Podsolbildung. Zonale Böden an der Nordküste des Ochotskischen Meeres sind Al-Fe-Humus-Podsole und in kontinentalen Gebieten Podburs. In allen Regionen des Nordostens sind Torfböden mit Permafrost im Profil verbreitet. Zonale Böden zeichnen sich durch eine starke farbliche Differenzierung der Horizonte aus.

3. Die Bedeutung des Bodens

Die Bodenbedeckung ist die wichtigste natürliche Formation. Seine Rolle im Leben der Gesellschaft wird durch die Tatsache bestimmt, dass der Boden die Hauptnahrungsquelle ist und 95-97 % der Nahrungsressourcen für die Weltbevölkerung bereitstellt. Die Landfläche der Welt beträgt 129 Millionen km 2 oder 86,5 % der Landfläche. Ackerland und Staudenpflanzungen als Teil der landwirtschaftlichen Nutzfläche nehmen etwa 15 Millionen km 2 (10 % der Fläche) ein, Heufelder und Weiden – 37,4 Millionen km 2 (25 % der Fläche). Die gesamte Ackertauglichkeit von Land wird von verschiedenen Forschern auf unterschiedliche Weise geschätzt: von 25 bis 32 Millionen km 2.

Vorstellungen über den Boden als eigenständigen Naturkörper mit besondere Eigenschaften erschien erst Ende des 19. Jahrhunderts dank V.V. Dokuchaev, der Begründer der modernen Bodenkunde. Er schuf die Lehre von den Naturzonen, Bodenzonen, Bodenbildungsfaktoren.

4. Bodenstruktur

Der Boden ist eine besondere natürliche Formation, die eine Reihe von Eigenschaften aufweist, die der belebten und unbelebten Natur innewohnen. Der Boden ist das Medium, in dem es interagiert Großer Teil Elemente der Biosphäre: Wasser, Luft, lebende Organismen. Boden kann als Produkt von Verwitterung, Reorganisation und Bildung definiert werden obere Schichten Erdkruste unter dem Einfluss lebender Organismen, der Atmosphäre und Stoffwechselvorgängen. Der Boden besteht aus mehreren Horizonten (Schichten mit gleichen Eigenschaften), die aus dem komplexen Zusammenspiel der Bodenschichten resultieren Felsen, Klima, pflanzliche und tierische Organismen (insbesondere Bakterien), Gelände. Alle Böden zeichnen sich durch eine Abnahme des Gehalts an organischer Substanz und lebenden Organismen vom oberen zum unteren Bodenhorizont aus.

Der Al-Horizont ist dunkel gefärbt, humushaltig, mit Mineralien angereichert und für biogene Prozesse von größter Bedeutung.

Horizont A 2 ist eine Eluvialschicht, meist aschefarben, hellgrau oder gelbgrau.

Horizont B ist eine Eluvialschicht, normalerweise dicht, braun oder braun gefärbt, angereichert mit kolloidal dispergierten Mineralien.

Horizont C ist das durch bodenbildende Prozesse veränderte Ausgangsgestein.

Horizon B ist der Originalgestein.

Der Oberflächenhorizont besteht aus Vegetationsresten, die die Grundlage für Humus bilden, dessen Überschuss oder Mangel die Fruchtbarkeit des Bodens bestimmt.

Humus ist eine organische Substanz, die am widerstandsfähigsten gegen Zersetzung ist und daher bestehen bleibt, nachdem der Hauptzersetzungsprozess bereits abgeschlossen ist. Nach und nach mineralisiert Humus auch zu anorganischer Substanz. Durch die Vermischung von Humus mit dem Boden erhält dieser Struktur. Die mit Humus angereicherte Schicht wird als Ackerboden bezeichnet, die darunter liegende Schicht als Sub-Ackerboden. Die Hauptfunktionen von Humus beruhen auf einer Reihe komplexer Stoffwechselprozesse, an denen nicht nur Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasser, sondern auch verschiedene im Boden vorhandene Mineralsalze beteiligt sind. Unter dem Humushorizont befindet sich eine Untergrundschicht, die dem ausgelaugten Teil des Bodens entspricht, und ein Horizont, der dem Muttergestein entspricht.

Der Boden besteht aus drei Phasen: fest, flüssig und gasförmig. In der festen Phase dominieren Mineralformationen und verschiedene organische Substanzen, darunter Humus oder Humus, sowie Bodenkolloide organischen, mineralischen oder organomineralischen Ursprungs. Die flüssige Phase des Bodens bzw. der Bodenlösung besteht aus Wasser mit darin gelösten organischen und mineralischen Verbindungen sowie Gasen. Die Gasphase des Bodens ist „Bodenluft“, die Gase enthält, die wasserfreie Poren füllen.

Ein wichtiger Bestandteil des Bodens, der zu Veränderungen seiner physikalisch-chemischen Eigenschaften beiträgt, ist seine Biomasse, zu der neben Mikroorganismen (Bakterien, Algen, Pilze, Einzeller) auch Würmer und Arthropoden gehören.

Die Bodenbildung findet auf der Erde seit der Entstehung des Lebens statt und hängt von vielen Faktoren ab:

Das Substrat, auf dem sich Böden bilden. Die physikalischen Eigenschaften von Böden (Porosität, Wasserhaltevermögen, Lockerheit usw.) hängen von der Beschaffenheit des Ausgangsgesteins ab. Sie bestimmen den Wasser- und Wärmehaushalt, die Intensität der Stoffvermischung, die mineralogische und chemische Zusammensetzung, den Ausgangsnährstoffgehalt und die Bodenart.

Vegetation - Grünpflanzen (die Haupterzeuger primärer organischer Substanzen). Indem sie Kohlendioxid aus der Atmosphäre, Wasser und Mineralien aus dem Boden absorbieren und Lichtenergie nutzen, erzeugen sie organische Verbindungen, die für die Tierernährung geeignet sind.

Mit Hilfe von Tieren, Bakterien sowie physikalischen und chemischen Einflüssen zersetzt sich organisches Material und verwandelt sich in Bodenhumus. Aschestoffe füllen den mineralischen Teil des Bodens. Unzersetztes Pflanzenmaterial schafft günstige Handlungsbedingungen Bodenfauna und Mikroorganismen (stabiler Gasaustausch, thermische Bedingungen, Luftfeuchtigkeit).

Tierische Organismen, die die Funktion haben, organisches Material in Boden umzuwandeln. Saprophagen (Regenwürmer usw.), die sich von toten organischen Stoffen ernähren, beeinflussen den Humusgehalt, die Dicke dieses Horizonts und die Struktur des Bodens. Unter der Landfauna wird die Bodenbildung am stärksten von allen Arten von Nagetieren und Pflanzenfressern beeinflusst.

Mikroorganismen (Bakterien, einzellige Algen, Viren) zerlegen komplexe organische und mineralische Stoffe in einfachere Stoffe, die später von den Mikroorganismen selbst und höheren Pflanzen genutzt werden können.

Einige Gruppen von Mikroorganismen sind an der Umwandlung von Kohlenhydraten und Fetten beteiligt, andere an stickstoffhaltigen Verbindungen. Bakterien, die molekularen Stickstoff aus der Luft aufnehmen, werden stickstofffixierende Bakterien genannt. Dank ihrer Aktivität kann Luftstickstoff (in Form von Nitraten) von anderen Lebewesen genutzt werden. Bodenmikroorganismen sind an der Zerstörung giftiger Stoffwechselprodukte höherer Pflanzen, Tiere und der Mikroorganismen selbst an der Synthese von Vitaminen beteiligt, die für Pflanzen und Bodentiere notwendig sind.

Klima, das den Wärme- und Wasserhaushalt des Bodens und damit die biologischen und physikalisch-chemischen Bodenprozesse beeinflusst.

Erleichterung, die umverteilt wird Erdoberfläche Wärme und Feuchtigkeit.

Wirtschaftstätigkeit Der Mensch wird derzeit zum dominanten Faktor bei der Zerstörung von Böden, wodurch ihre Fruchtbarkeit verringert und erhöht wird. Unter menschlichem Einfluss verändern sich die Parameter und Faktoren der Bodenbildung – Reliefs, Mikroklima, Stauseen entstehen und Landgewinnung erfolgt.

Die wichtigste Eigenschaft des Bodens ist die Fruchtbarkeit. Es hängt mit der Bodenqualität zusammen.

Bei der Zerstörung von Böden und einer Abnahme ihrer Fruchtbarkeit werden folgende Prozesse unterschieden:

Landtrockenheit ist ein Komplex von Prozessen zur Verringerung der Luftfeuchtigkeit großer Gebiete und der daraus resultierenden Verringerung der biologischen Produktivität ökologischer Systeme. Unter dem Einfluss der primitiven Landwirtschaft, der irrationalen Nutzung von Weiden und des wahllosen Einsatzes von Technologie an Land verwandeln sich Böden in Wüsten.

Bodenerosion, die Zerstörung von Böden unter dem Einfluss von Wind, Wasser, Technik und Bewässerung. Am gefährlichsten ist die Wassererosion – das Abwaschen des Bodens durch Schmelz-, Regen- und Regenwasser. Wassererosion ist bereits bei einer Steilheit von 1-2° zu beobachten. Die Wassererosion wird durch die Zerstörung von Wäldern und das Pflügen von Hängen gefördert. Bodenlebensraum Humus-Mikroorganismus

Winderosion ist durch die Abtragung kleinster Teile durch den Wind gekennzeichnet. Winderosion trägt zur Zerstörung der Vegetation in Gebieten mit unzureichender Feuchtigkeit bei, starke Winde, kontinuierliches Weiden.

Technische Erosion ist mit der Zerstörung des Bodens unter dem Einfluss von Transportmitteln, Erdbewegungsmaschinen und -geräten verbunden.

Bewässerungserosion entsteht durch Verstöße gegen die Bewässerungsregeln in der Bewässerungslandwirtschaft. Mit diesen Störungen ist vor allem die Versalzung des Bodens verbunden. Derzeit sind mindestens 50 % der bewässerten Landfläche versalzen und Millionen ehemals fruchtbarer Böden sind verloren gegangen. Einen besonderen Platz unter den Böden nehmen Ackerflächen ein, d.h. Länder, die den Menschen Nahrung bieten. Laut Wissenschaftlern und Experten sollten mindestens 0,1 Hektar Boden bewirtschaftet werden, um einen Menschen zu ernähren. Das Wachstum der Zahl der Menschen auf der Erde steht in direktem Zusammenhang mit der Ackerfläche, die stetig abnimmt. So ist in der Russischen Föderation in den letzten 27 Jahren die landwirtschaftliche Nutzfläche um 12,9 Millionen Hektar zurückgegangen, davon Ackerland – um 2,3 Millionen Hektar, Heufelder – um 10,6 Millionen Hektar. Die Gründe dafür sind die Störung und Verschlechterung der Bodenbedeckung, die Zuteilung von Land für die Entwicklung von Städten, Gemeinden und Industrieunternehmen.

Auf großen Flächen nimmt die Bodenproduktivität aufgrund eines Rückgangs des Humusgehalts ab, dessen Reserven in der Russischen Föderation in den letzten 20 Jahren um 25–30 % zurückgegangen sind, und die jährlichen Verluste belaufen sich heute auf 81,4 Millionen Tonnen 15 Milliarden Menschen ernähren. Der sorgfältige und kompetente Umgang mit Grundstücken ist heute zum drängendsten Problem geworden.

Daraus folgt, dass der Boden mineralische Partikel, Detritus und viele lebende Organismen enthält, d. h. Der Boden ist ein komplexes Ökosystem, das das Pflanzenwachstum unterstützt. Böden sind eine langsam erneuerbare Ressource.

Bodenbildungsprozesse erfolgen sehr langsam, mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 2 cm pro 100 Jahre. Die Bodendicke ist gering: von 30 cm in der Tundra bis 160 cm in westlichen Chernozemen. Eines der Merkmale des Bodens – die natürliche Fruchtbarkeit – entsteht über einen sehr langen Zeitraum, und die Zerstörung der Fruchtbarkeit erfolgt in nur 5-10 Jahren. Daraus folgt, dass der Boden im Vergleich zu anderen abiotischen Bestandteilen der Biosphäre weniger mobil ist. Die menschliche Wirtschaftstätigkeit wird derzeit zu einem dominanten Faktor bei der Zerstörung von Böden, wodurch ihre Fruchtbarkeit verringert und erhöht wird.

5. Organischer Teil des Bodens

Der Boden enthält etwas organisches Material. In organischen (Torf-)Böden kann es vorherrschen, in den meisten Mineralböden überschreitet sein Anteil in den oberen Horizonten jedoch nicht mehrere Prozent.

Die Zusammensetzung der organischen Bodensubstanz umfasst sowohl pflanzliche als auch tierische Überreste, die die Merkmale ihrer anatomischen Struktur nicht verloren haben, sowie einzelne chemische Verbindungen, die Humus genannt werden. Letzterer enthält sowohl unspezifische Stoffe bekannter Struktur (Lipide, Kohlenhydrate, Lignin, Flavonoide, Pigmente, Wachse, Harze usw.), die bis zu 10-15 % des gesamten Humus ausmachen, als auch spezifische Huminsäuren, die daraus im Humus gebildet werden Boden.

Huminsäuren haben keine bestimmte Formel und stellen eine ganze Klasse hochmolekularer Verbindungen dar. In der sowjetischen und russischen Bodenkunde werden sie traditionell in Humin- und Fulvosäuren unterteilt.

Elementarzusammensetzung der Huminsäuren (nach Gewicht): 46–62 % C, 3–6 % N, 3–5 % H, 32–38 % O. Zusammensetzung der Fulvinsäuren: 36–44 % C, 3–4,5 % N , 3-5 % H, 45-50 % O. Beide Verbindungen enthalten außerdem Schwefel (0,1 bis 1,2 %), Phosphor (Hundertstel und Zehntel Prozent). Die Molekularmassen betragen für Huminsäuren 20–80 kDa (mindestens 5 kDa, höchstens 650 kDa), für Fulvosäuren 4–15 kDa. Fulvosäuren sind über den gesamten pH-Bereich mobiler und löslicher (Huminsäuren fallen im sauren Milieu aus). Das Verhältnis von Humin- und Fulvinsäurekohlenstoff (Cha/Cfa) ist ein wichtiger Indikator für den Humuszustand von Böden.

Das Huminsäuremolekül enthält einen Kern, der aus aromatischen Ringen besteht, darunter stickstoffhaltige Heterozyklen. Die Ringe sind durch „Brücken“ mit Doppelbindungen verbunden, wodurch verlängerte Konjugationsketten entstehen, die die dunkle Farbe der Substanz verursachen. Der Kern ist von peripheren aliphatischen Ketten umgeben, darunter Kohlenwasserstoff- und Polypeptidketten. Die Ketten tragen verschiedene funktionelle Gruppen (Hydroxyl-, Carbonyl-, Carboxyl-, Aminogruppen usw.), was der Grund für die hohe Absorptionskapazität ist – 180–500 mEq/100 g.

Über die Struktur von Fulvinsäuren ist viel weniger bekannt. Sie haben die gleiche Zusammensetzung an funktionellen Gruppen, aber eine höhere Absorptionskapazität – bis zu 670 mEq/100 g.

Der Mechanismus der Bildung von Huminsäuren (Humifizierung) ist nicht vollständig untersucht. Nach der Kondensationshypothese (M.M. Kononova, A.G. Trusov) werden diese Stoffe aus niedermolekularen organischen Verbindungen synthetisiert. Nach der Hypothese von L.N. Alexandrova-Huminsäuren entstehen durch die Wechselwirkung hochmolekularer Verbindungen (Proteine, Biopolymere), oxidieren dann nach und nach und zerfallen. Nach beiden Hypothesen sind an diesen Prozessen Enzyme beteiligt, die hauptsächlich von Mikroorganismen gebildet werden. Es besteht die Vermutung, dass Huminsäuren einen rein biogenen Ursprung haben. Sie ähneln in vielen Eigenschaften den dunklen Pigmenten von Pilzen.

Abschluss

Die Erde ist der einzige Planet, der über Erde (Edasphäre, Pedosphäre) verfügt – eine besondere, obere Landhülle.

Diese Hülle entstand in historisch absehbarer Zeit – sie ist so alt wie das Landleben auf dem Planeten. Zum ersten Mal beantwortete M.V. die Frage nach der Herkunft des Bodens. Lomonosov („Über die Schichten der Erde“): „...Boden entstand durch den Verfall tierischer und pflanzlicher Körper...im Laufe der Zeit...“.

Und der große russische Wissenschaftler V.V. Dokuchaev (1899) war der erste, der den Boden als einen unabhängigen natürlichen Körper bezeichnete und bewies, dass der Boden „... derselbe unabhängige natürliche historische Körper ist wie jede Pflanze, jedes Tier, jedes Mineral ... er ist das Ergebnis, eine Funktion des.“ kumulative, gegenseitige Aktivität des Klimas eines bestimmten Gebiets, seiner pflanzlichen und tierischen Organismen, der Topographie und des Alters des Landes ... und schließlich des Untergrunds, d. h. der Ausgangsgesteine ​​des Bodens ... Alle diese bodenbildenden Stoffe sind im Wesentlichen völlig äquivalente Mengen und sind gleichermaßen an der Bildung von normalem Boden beteiligt...“

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Der Aufsatz wurde von einem Studenten der ELK-11-Gruppe verfasst

Bildungsministerium Russische Föderation

Staatliche Technische Universität Chabarowsk

Chabarowsk 2001

Boden-Luft-Umgebung.

Atmosphäre (von griech. atmos – Dampf und sphaira – Kugel), die gasförmige Hülle der Erde oder eines anderen Körpers. Exakte Obergrenze Erdatmosphäre kann nicht angegeben werden, da die Luftdichte mit der Höhe kontinuierlich abnimmt. Annäherung an die Dichte der Materie, die den interplanetaren Raum füllt. Spuren der Atmosphäre sind in Höhen in der Größenordnung des Erdradius (etwa 6350 Kilometer) vorhanden. Die Zusammensetzung der Atmosphäre ändert sich mit der Höhe kaum. Die Atmosphäre weist eine klar definierte Schichtstruktur auf. Hauptschichten der Atmosphäre:

Troposphäre – bis zu einer Höhe von 8 – 17 km. (abhängig vom Breitengrad); Der gesamte Wasserdampf und 4/5 der Masse der Atmosphäre sind darin konzentriert und alle Wetterphänomene entstehen. In der Troposphäre gibt es eine 30–50 m dicke Bodenschicht, die unter dem direkten Einfluss der Erdoberfläche steht.

Die Stratosphäre ist die Schicht oberhalb der Troposphäre bis zu einer Höhe von etwa 40 km. Es zeichnet sich durch eine nahezu vollständige Temperaturkonstanz mit der Höhe aus. Von der Troposphäre ist es durch eine etwa 1 km dicke Übergangsschicht – die Tropopause – getrennt. Im oberen Teil der Stratosphäre herrscht die maximale Ozonkonzentration, die einen großen Teil der ultravioletten Strahlung der Sonne absorbiert und schützt Tierwelt Die Erde vor ihren schädlichen Auswirkungen schützen.

Mesosphäre – Schicht zwischen 40 und 80 km; In seiner unteren Hälfte steigt die Temperatur von +20 auf +30 Grad, in der oberen Hälfte sinkt sie auf fast -100 Grad.

Die Thermosphäre (Ionosphäre) ist eine Schicht zwischen 80 und 800 – 1000 km, die eine erhöhte Ionisierung von Gasmolekülen aufweist (unter dem Einfluss ungehindert eindringender kosmischer Strahlung). Veränderungen im Zustand der Ionosphäre beeinflussen den Magnetismus der Erde und führen zu Phänomenen magnetische Stürme, beeinflussen die Reflexion und Absorption von Radiowellen; Polarlichter erscheinen darin. In der Ionosphäre gibt es mehrere Schichten (Regionen) mit maximaler Ionisierung.

Die Exosphäre (Streusphäre) ist eine Schicht über 800–1000 km, von der aus Gasmoleküle in den Weltraum gestreut werden.

Die Atmosphäre lässt 3/4 der Sonnenstrahlung durch und verzögert langwellige Strahlung von der Erdoberfläche, wodurch sich die Gesamtwärmemenge erhöht, die für die Entwicklung natürlicher Prozesse auf der Erde genutzt wird.

In der Luft (Atmosphäre), die wir atmen, sind große Mengen an Schadstoffen enthalten. Dabei handelt es sich um feste Partikel aus Ruß, Asbest, Blei und suspendierte Flüssigkeitströpfchen aus Kohlenwasserstoffen und Schwefelsäure sowie um Gase: Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefeldioxid. Alle diese Luftschadstoffe haben eine biologische Wirkung auf den menschlichen Körper.

Smog (vom englischen Smoke – Rauch und Nebel – Nebel), der den normalen Luftzustand vieler Städte stört, entsteht durch die Reaktion zwischen in der Luft enthaltenen Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden in Autoabgasen.

Zu den wichtigsten Luftschadstoffen, die laut UNEP jährlich bis zu 25 Milliarden Tonnen ausstoßen, gehören:

Schwefeldioxid und Staubpartikel – 200 Millionen Tonnen/Jahr;

Stickoxide – 60 Millionen Tonnen/Jahr;

Kohlenstoffoxide – 8000 Millionen Tonnen/Jahr;

Kohlenwasserstoffe – 80 Millionen Tonnen/Jahr.

Die Hauptrichtung des Schutzes des Luftbeckens vor Verschmutzung durch Schadstoffe ist die Schaffung eines neuen abfallfreie Technologie mit geschlossenen Produktionskreisläufen und integriertem Rohstoffeinsatz.

Viele bestehende Unternehmen nutzen technologische Prozesse mit offenen Produktionszyklen. Dabei werden die Abgase durch Wäscher, Filter etc. gereinigt, bevor sie in die Atmosphäre abgegeben werden. Dabei handelt es sich um eine teure Technologie, und nur in seltenen Fällen können die Kosten für die aus den Abgasen gewonnenen Stoffe die Kosten für den Bau und Betrieb von Behandlungsanlagen decken.

Die gebräuchlichsten Methoden zur Gasreinigung sind Adsorptions-, Absorptions- und katalytische Verfahren.

Die hygienische Reinigung von Industriegasen umfasst die Entfernung von CO2, CO, Stickoxiden, SO2 und Schwebstoffen.

Gasreinigung aus CO2

Reinigung von Gasen aus CO

Reinigung von Gasen aus Stickoxiden

Gasreinigung aus SO2

Reinigung von Gasen aus Schwebeteilchen

Wasserumgebung.

Hydrosphäre (von Hydro... und Sphäre), die diskontinuierliche Wasserhülle der Erde, die sich zwischen der Atmosphäre und der festen Kruste (Lithosphäre) befindet; stellt die Gesamtheit der Ozeane, Meere, Seen, Flüsse, Sümpfe usw. dar Grundwasser. Die Hydrosphäre bedeckt etwa 71 % der Erdoberfläche; sein Volumen beträgt etwa 1370 Millionen km3 (1/800 des Gesamtvolumens des Planeten); Masse 1,4 x 1018 Tonnen, davon 98,3 % in den Ozeanen und Meeren konzentriert. Die chemische Zusammensetzung der Hydrosphäre nähert sich der durchschnittlichen Zusammensetzung von Meerwasser.

Die Menge an Süßwasser macht 2,5 % des gesamten Wassers auf dem Planeten aus; 85 % - Meerwasser. Die Süßwasserreserven sind äußerst ungleichmäßig verteilt: 72,2 % - Eis; 22,4 % - Grundwasser; 0,35 % – Atmosphäre; 5,05 % – stabiler Flussfluss und Seewasser. Das Wasser, das wir nutzen können, macht nur 10-2 % des gesamten Süßwassers auf der Erde aus.

Die menschliche Wirtschaftstätigkeit hat zu einer spürbaren Verringerung der Wassermenge in Landreservoirs geführt. Ein Absinken des Grundwasserspiegels verringert die Produktivität der umliegenden landwirtschaftlichen Betriebe.

Basierend auf der Salzmenge wird Wasser unterteilt in: frisches (<1 г/л солей), засоленную (до 25 г/л солей) и соленую (>25).

Die Verschlechterung natürlicher Gewässer geht vor allem mit einem Anstieg des Salzgehalts einher. Die Menge an Mineralsalzen in Gewässern nimmt ständig zu. Der Hauptgrund für den Salzgehalt des Wassers ist die Zerstörung von Wäldern, das Pflügen von Steppen und die Beweidung. In diesem Fall bleibt das Wasser nicht im Boden, befeuchtet ihn nicht, füllt die Bodenquellen nicht wieder auf, sondern rollt über Flüsse ins Meer. Als Maßnahmen ergriffen In letzter Zeit Um den Salzgehalt von Flüssen zu reduzieren, wird Waldbepflanzung eingesetzt.

Die Menge des abfließenden Abwassers ist enorm. Im Jahr 2000 betrug sie 25 – 35 km3. Bewässerungssysteme verbrauchen in der Regel 1–2.000 m3/ha, ihre Mineralisierung beträgt bis zu 20 hl. Industrielle Abwassereinleitungen leisten einen großen Beitrag zur Mineralisierung des Wassers. Nach Angaben für 1996 in Russland das Volumen der Industrieproduktion. Die Entwässerung entsprach dem Durchfluss eines so großen Flusses wie des Kuban.

Der Wasserverbrauch steigt ständig, sowohl für den industriellen als auch für den häuslichen Bedarf. Nach Angaben der USA verbrauchen Städte mit einer Bevölkerung von 1 Million Menschen durchschnittlich 200 Liter Wasser pro Tag und Person.

Die Hauptmerkmale von Abwasser, die den Zustand von Stauseen beeinflussen: Temperatur, mineralogische Zusammensetzung der Verunreinigungen, Sauerstoffgehalt, ml, pH-Wert, Konzentration schädlicher Verunreinigungen. Besonders sehr wichtig Zur Selbstreinigung von Reservoirs verfügt es über ein Sauerstoffregime. Die Bedingungen für die Einleitung von Abwasser in Stauseen werden durch „Vorschriften zum Schutz von Oberflächengewässern vor Verschmutzung durch Abwasser“ geregelt. Abwasser zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

Wassertrübung;

Farbe des Wassers;

Trockener Rückstand;

Säure;

Steifigkeit;

Löslicher Sauerstoff;

Biologischer Sauerstoffbedarf.

Abhängig von den Entstehungsbedingungen wird Abwasser in drei Gruppen eingeteilt:

Häuslichem Abwasser;

Atmosphärisches Abwasser;

Industrielles Abwasser;

Methoden zur Wasserreinigung. Sauberes Abwasser ist Wasser, das während des Prozesses der Beteiligung an der Produktionstechnologie praktisch nicht verschmutzt wird und dessen Einleitung ohne Behandlung keine Verstöße gegen die Wasserqualitätsstandards eines Gewässers verursacht.

Unter kontaminiertem Abwasser versteht man Wasser, das während der Nutzung mit verschiedenen Bestandteilen verunreinigt ist und unbehandelt eingeleitet wird, sowie Abwasser, das einer Behandlung unter der Norm unterzogen wird. Die Einleitung dieser Gewässer führt zu einer Verletzung der Wasserqualitätsstandards in Gewässer.

Die industrielle Abwasserbehandlung ist fast immer ein Komplex von Methoden:

mechanische Abwasserbehandlung;

chemische Reinigung:

Neutralisierungsreaktionen;

Oxidations-Reduktions-Reaktionen;

biochemische Reinigung:

aerobe biochemische Behandlung;

anaerobe biochemische Behandlung;

Wasserdesinfektion;

spezielle Reinigungsmethoden;

Destillation;

Einfrieren;

Membranmethode;

Ionenaustausch;

Entfernung restlicher organischer Stoffe.

Bodenumgebung.

Der Boden ist die Oberflächenschicht der Erdkruste, die Vegetation trägt und Fruchtbarkeit besitzt. Veränderungen unter dem Einfluss von Vegetation, Tieren (hauptsächlich Mikroorganismen), Klimabedingungen, menschliche Aktivitäten. Aufgrund ihrer mechanischen Zusammensetzung (basierend auf der Größe der Bodenpartikel) werden Böden unterschieden: sandig, sandiger Lehm (sandiger Lehm), lehmig (Lehm) und toniger Boden. Nach ihrer Entstehung werden Böden unterschieden: Soddy-Podzolic, Grauwald, Schwarzerde, Kastanie, Braun usw. Die Verteilung des Bodens auf der Erdoberfläche unterliegt den Gesetzen der Zonierung (horizontal und vertikal).

Die Hauptarten der Lithosphärenverschmutzung sind feste Haushalts- und Industrieabfälle. Im Durchschnitt produziert jeder Stadtbewohner etwa 1 Tonne pro Jahr. feste Abfälle, und diese Zahl steigt jedes Jahr.

In Städten zur Lagerung Hausmüll sind gegeben große Gebiete. Abfälle sollten umgehend entfernt werden, um die Vermehrung von Insekten und Nagetieren sowie eine Luftverschmutzung zu verhindern. In vielen Städten gibt es Fabriken zur Verarbeitung von Hausmüll, und durch die vollständige Abfallverwertung kann eine Stadt mit 1 Million Einwohnern bis zu 1.500 Tonnen Metall und fast 45.000 Tonnen Kompost pro Jahr erhalten. Durch die Müllentsorgung wird die Stadt sauberer; außerdem erhält die Stadt durch die freigewordenen Deponieflächen zusätzliche Gebiete.

Eine ordnungsgemäß organisierte technologische Deponie ist eine Lagerung von festem Hausmüll, die eine ständige Abfallverwertung unter Beteiligung von Luftsauerstoff und Mikroorganismen ermöglicht.

In einer Hausmüllverbrennungsanlage wird neben der Neutralisation auch die maximale Abfallmenge reduziert. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass Müllverbrennungsanlagen selbst Schadstoffe verursachen können Umfeld Daher muss bei der Konstruktion eine Emissionsbehandlung vorgesehen werden. Die Produktivität solcher Anlagen zur Abfallverbrennung beträgt ca. 720 t/s. mit Ganzjahres- und Rund-um-die-Uhr-Betrieb.

Boden als Umweltfaktor

Einführung

Boden als ökologischer Faktor im Pflanzenleben. Eigenschaften von Böden und ihre Rolle im Leben von Tieren, Menschen und Mikroorganismen. Böden und Landtiere. Verbreitung lebender Organismen.

VORTRAG Nr. 2,3

BODENÖKOLOGIE

THEMA:

Der Boden ist die Grundlage der Beschaffenheit des Landes. Man kann sich immer wieder darüber wundern, dass unser Planet Erde der einzige bekannte Planet ist, der über einen erstaunlich fruchtbaren Film verfügt – den Boden. Wie ist der Boden entstanden? Diese Frage wurde erstmals 1763 vom großen russischen Enzyklopädisten M. V. Lomonossow in seiner berühmten Abhandlung „Über die Schichten der Erde“ beantwortet. Er schrieb, dass der Boden keine Urmaterie sei, sondern „durch den Verfall tierischer und pflanzlicher Körper im Laufe der Zeit“ entstanden sei. V. V. Dokuchaev (1846–1903) war in seinen klassischen Werken über Böden in Russland der Erste, der den Boden als dynamisches und nicht als inertes Medium betrachtete. Er bewies, dass der Boden kein toter, sondern ein lebender Organismus ist, der von zahlreichen Organismen bewohnt wird und eine komplexe Zusammensetzung aufweist. Er identifizierte fünf Hauptfaktoren für die Bodenbildung, darunter Klima, Muttergestein (geologische Basis), Topographie (Relief), lebende Organismen und Zeit.

Der Boden ist eine besondere natürliche Formation, die eine Reihe von Eigenschaften aufweist, die der belebten und unbelebten Natur innewohnen. besteht aus genetisch verwandten Horizonten (bilden ein Bodenprofil), die aus Transformationen der Oberflächenschichten der Lithosphäre unter dem kombinierten Einfluss von Wasser, Luft und Organismen resultieren; gekennzeichnet durch Fruchtbarkeit.

Auf dem Weg zu ihrer Umwandlung in Boden laufen in der Oberflächenschicht von Gesteinen sehr komplexe chemische, physikalische, physikalisch-chemische und biologische Prozesse ab. N.A. Kachinsky gibt in seinem Buch „Boden, seine Eigenschaften und sein Leben“ (1975) die folgende Definition von Boden: „Unter Boden sind alle Oberflächenschichten von Gesteinen zu verstehen, die durch den gemeinsamen Einfluss des Klimas (Licht, Wärme, Luft) bearbeitet und verändert werden , Wasser), pflanzliche und tierische Organismen sowie in Anbaugebieten und menschlicher Aktivität, die in der Lage sind, Nutzpflanzen zu produzieren. Das Mineralgestein, auf dem sich der Boden gebildet hat und das sozusagen den Boden hervorgebracht hat, wird Muttergestein genannt.“

Laut G. Dobrovolsky (1979) „sollte der Boden als Oberflächenschicht bezeichnet werden Globus, Fruchtbarkeit besitzend, gekennzeichnet durch eine organisch-mineralische Zusammensetzung und eine besondere, einzigartige Profilstruktur. Der Boden ist durch den kombinierten Einfluss von Wasser, Luft, Sonnenenergie sowie pflanzlichen und tierischen Organismen auf Gesteine ​​entstanden und entwickelt. Die Bodeneigenschaften spiegeln lokale Besonderheiten wider natürliche Bedingungen" Somit schaffen die Eigenschaften des Bodens in ihrer Gesamtheit ein bestimmtes ökologisches Regime, dessen Hauptindikatoren hydrothermale Faktoren und Belüftung sind.

Die Zusammensetzung des Bodens umfasst vier wichtige Strukturkomponenten: Mineralbasis (normalerweise 50 – 60 % der gesamten Bodenzusammensetzung), organische Substanz (bis zu 10 %), Luft (15 – 25 %) und Wasser (25 – 35 %). .

Mineralische Basis (Mineralgerüst) des Bodens ist der anorganische Bestandteil, der durch Verwitterung aus dem Ausgangsgestein entsteht. Die Mineralfragmente, die das Bodenskelett bilden, sind vielfältig – von Felsbrocken und Steinen bis hin zu Sandkörnern und winzigen Tonpartikeln. Skelettmaterial wird normalerweise zufällig in feine Erde (Partikel kleiner als 2 mm) und größere Fragmente aufgeteilt. Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 1 Mikrometer werden als kolloidal bezeichnet. Die mechanischen und chemischen Eigenschaften des Bodens werden hauptsächlich durch die Stoffe bestimmt, die zum Feinboden gehören.

Bodenstruktur bestimmt durch den relativen Gehalt an Sand und Ton darin.

Ein idealer Boden sollte ungefähr die gleichen Mengen Ton und Sand enthalten, mit dazwischen liegenden Partikeln. Dabei entsteht eine poröse, körnige Struktur, der Boden wird Lehm genannt . Sie haben die Vorteile der beiden extremen Bodenarten und keine deren Nachteile. Böden mittlerer und feiner Struktur (Ton, Lehm, Schluff) sind aufgrund des ausreichenden Nährstoffgehalts und der Fähigkeit, Wasser zu speichern, in der Regel besser für das Pflanzenwachstum geeignet.

Im Boden werden in der Regel drei Haupthorizonte unterschieden, die sich in morphologischer und morphologischer Hinsicht unterscheiden chemische Eigenschaften:

1. Oberer Humusakkumulationshorizont (A), in dem sich organisches Material ansammelt und umwandelt und aus dem einige der Verbindungen durch Waschwässer abtransportiert werden.

2. Waschhorizont oder illuvial (B), wo sich die von oben gewaschenen Stoffe absetzen und umwandeln.

3. Mutterrasse oder Horizont (C), dessen Material in Erde umgewandelt wird. Innerhalb jedes Horizonts werden weiter unterteilte Schichten unterschieden, die sich auch in ihren Eigenschaften stark unterscheiden.

Der Boden ist die Umwelt und die wichtigste Voraussetzung für die Entwicklung von Pflanzen. Pflanzen wurzeln im Boden und beziehen daraus alles, was sie zum Leben brauchen. Nährstoffe und Wasser. Unter Boden versteht man die oberste Schicht der festen Erdkruste, die für die Verarbeitung und den Pflanzenanbau geeignet ist und wiederum aus relativ dünnen, feuchten und humushaltigen Schichten besteht.

Die angefeuchtete Schicht hat eine dunkle Farbe, eine leichte Dicke von mehreren Zentimetern und enthält größte Zahl Bodenorganismen weisen eine starke biologische Aktivität auf.

Die Humusschicht ist dicker; Wenn seine Dicke 30 cm erreicht, kann man von einem sehr fruchtbaren Boden sprechen; er beherbergt zahlreiche Lebewesen, die pflanzliche und organische Rückstände in mineralische Bestandteile verarbeiten, wodurch sie vom Grundwasser aufgelöst und von den Pflanzenwurzeln aufgenommen werden. Unten sind die Mineralschicht und die Quellgesteine ​​aufgeführt.

Einführung

Auf unserem Planeten können wir mehrere Hauptlebensräume unterscheiden, die sich hinsichtlich der Lebensbedingungen stark unterscheiden: Wasser, Boden-Luft, Boden. Lebensräume sind auch die Organismen selbst, in denen andere Organismen leben.

Das erste Medium des Lebens war Wasser. Darin entstand das Leben. Mit fortschreitender historischer Entwicklung begannen viele Organismen, die Land-Luft-Umgebung zu besiedeln. Infolgedessen entstanden Landpflanzen und -tiere, die sich weiterentwickelten und sich an neue Lebensbedingungen anpassten.

Im Prozess der Lebensaktivität von Organismen und der Wirkung von Faktoren unbelebte Natur(Temperatur, Wasser, Wind usw.) An Land verwandelten sich die Oberflächenschichten der Lithosphäre nach und nach in Erde, in eine Art „bioinerten Körper des Planeten“, wie W. I. Wernadski sagte Ergebnis Gemeinsame Aktivitäten lebende Organismen und Umweltfaktoren.

Sowohl Wasser- als auch Landorganismen begannen, den Boden zu besiedeln und bildeten einen spezifischen Komplex seiner Bewohner.

Boden als Lebensraum

Der Boden ist fruchtbar und das günstigste Substrat bzw. der günstigste Lebensraum für die allermeisten Lebewesen – Mikroorganismen, Tiere und Pflanzen. Bezeichnend ist auch, dass der Boden (Land der Erde) hinsichtlich seiner Biomasse fast 700-mal größer ist als der Ozean, obwohl Land weniger als 1/3 der Erdoberfläche ausmacht. Boden ist die Oberflächenschicht des Landes, die aus einer Mischung besteht Mineralien, die beim Zerfall von Gesteinen entstehen, und organische Substanzen, die bei der Zersetzung pflanzlicher und tierischer Überreste durch Mikroorganismen entstehen. Die Oberflächenschichten des Bodens werden von verschiedenen Organismen bewohnt, die die Überreste abgestorbener Organismen (Pilze, Bakterien, Würmer, kleine Arthropoden usw.) zerstören. Die aktive Aktivität dieser Organismen trägt zur Bildung einer fruchtbaren Bodenschicht bei, die für die Existenz vieler Lebewesen geeignet ist. Der Boden kann als Übergangsumgebung zwischen der Boden-Luft-Umgebung und der Wasserumgebung für die Existenz lebender Organismen betrachtet werden. Der Boden ist ein komplexes System, bestehend aus einer festen Phase (Mineralpartikel), einer flüssigen Phase (Bodenfeuchtigkeit) und einer gasförmigen Phase. Das Verhältnis dieser drei Phasen bestimmt die Eigenschaften des Bodens als Lebensraum.

Merkmale des Bodens als Lebensraum

Der Boden ist eine lockere, dünne Oberflächenschicht, die mit der Luft in Kontakt steht. Trotz seiner unbedeutenden Dicke spielt diese Erdhülle eine Rolle entscheidende Rolle in der Ausbreitung des Lebens. Der Boden ist nicht nur ein fester Körper, wie die meisten Gesteine ​​der Lithosphäre, sondern ein komplexes Dreiphasensystem, in dem feste Partikel von Luft und Wasser umgeben sind. Es ist von Hohlräumen durchzogen, die mit einem Gemisch aus Gasen und wässrigen Lösungen gefüllt sind, und daher entwickeln sich in ihm äußerst unterschiedliche Bedingungen, die für das Leben vieler Mikro- und Makroorganismen günstig sind.

Im Boden werden Temperaturschwankungen im Vergleich zur Oberflächenluftschicht ausgeglichen, und das Vorhandensein von Grundwasser und das Eindringen von Niederschlägen schaffen Feuchtigkeitsreserven und sorgen für ein Feuchtigkeitsregime, das zwischen der aquatischen und terrestrischen Umgebung liegt. Der Boden konzentriert Reserven an organischen und mineralischen Stoffen, die durch absterbende Vegetation und Tierkadaver bereitgestellt werden. All dies bestimmt die größere Sättigung des Bodens mit Leben. Die Heterogenität der Bodenverhältnisse ist in vertikaler Richtung am stärksten ausgeprägt.

Mit Tiefe, einige der wichtigsten Umweltfaktoren Auswirkungen auf das Leben der Bodenbewohner. Dies betrifft zunächst einmal die Struktur des Bodens. Darin werden drei Haupthorizonte unterschieden, die sich in ihren morphologischen und chemischen Eigenschaften unterscheiden: 1) der obere Humusakkumulationshorizont A, in dem sich organische Stoffe ansammeln und umwandeln und von dem einige der Verbindungen durch Waschwässer nach unten getragen werden; 2) der Einschwemmhorizont oder Illuvial B, in dem sich die von oben ausgewaschenen Substanzen absetzen und umgewandelt werden, und 3) das Muttergestein oder Horizont C, dessen Material in Boden umgewandelt wird.

Feuchtigkeit im Boden liegt in verschiedenen Zuständen vor: 1) gebunden (hygroskopisch und filmisch) und fest an der Oberfläche der Bodenpartikel gehalten; 2) Kapillare besetzt kleine Poren und kann sich entlang dieser in verschiedene Richtungen bewegen; 3) Die Schwerkraft füllt größere Hohlräume und sickert unter dem Einfluss der Schwerkraft langsam nach unten. 4) Dampf ist in der Bodenluft enthalten.

Schwankungen der Schnitttemperatur nur an der Bodenoberfläche. Hier können sie noch stärker sein als in der oberflächlichen Luftschicht. Allerdings mit jedem Zentimeter tiefer, täglich und saisonal Temperaturänderungen werden immer kleiner und sind in 1-1,5 m Tiefe praktisch nicht mehr nachweisbar.

Die chemische Zusammensetzung des Bodens spiegelt die elementare Zusammensetzung aller an der Bodenbildung beteiligten Geosphären wider. Daher umfasst die Zusammensetzung jedes Bodens diejenigen Elemente, die sowohl in der Lithosphäre als auch in der Hydro-, Atmosphären- und Biosphäre häufig vorkommen oder vorkommen.

Die Zusammensetzung von Böden umfasst fast alle Elemente des Periodensystems von Mendelejew. Allerdings kommt der überwiegende Teil davon in sehr geringen Mengen in Böden vor, sodass wir es in der Praxis nur mit 15 Elementen zu tun haben. Dazu gehören zunächst die vier Elemente des Organogens, also C, N, O und H, wie sie in organischen Stoffen vorkommen, dann aus den Nichtmetallen S, P, Si und C1 und aus den Metallen Na, K, Ca, Mg, AI, Fe und Mn.

Die aufgeführten 15 Elemente bilden die Basis chemische Zusammensetzung Gleichzeitig ist die Lithosphäre als Ganzes im Ascheanteil pflanzlicher und tierischer Rückstände enthalten, der wiederum aus in der Bodenmasse dispergierten Elementen besteht. Der quantitative Gehalt dieser Elemente im Boden ist unterschiedlich: An erster Stelle sind O und Si zu platzieren, an zweiter Stelle A1 und Fe, an dritter Stelle Ca und Mg, dann K und alle anderen.

Spezifische Eigenschaften: dichte Bauweise (massiver Teil oder Skelett). Limitierende Faktoren: Wärmemangel sowie Feuchtigkeitsmangel oder -überschuss.