Биологическая продуктивность основных типов растительности (по Л.Е. Родину и Н.И. Базилевич)

За­метное количество химических элементов вымывается атмосфер­ными осадками из живых надземных частей растений (хвои, листь­ев). В основном это катионы кальция, магния и калия. Есть данные о том, что ежегодно из крон деревьев может вымываться кальция до 10 кг/га и более.

Прижизненные выделения веществ из растений в почву имеют обменную основу. Обогащая почвы теми или иными соединения­ми, растения через тончайшие корневые волоски поглощают из почвенных растворов эквивалентное количество элементов мине­рального питания — Са, Mg, К, Р, S и др. Корни могут получать необходимые компоненты и из твердой фазы почв, разрушая крис­таллические решетки первичных и вторичных минералов. Погло­щенные химические элементы поступают в живые растительные ткани и принимают участие в физиологических процессах. После того как растения целиком или отдельные его части отмирают, хи­мические элементы вновь возвращаются в почвенную толщу.

Таким образом, в системе растение—почва постоянно осуще­ствляется биологический круговорот веществ, в котором растения выступают инициатором и активным участником. Емкость биокруго­ворота, т. е. количество вовлекаемых в него веществ, сильно ко­леблется в различных ландшафтах. Так, фитоценозы хвойных ле­сов бореального пояса ежегодно вовлекают и возвращают в почву до 100 кг/га минеральных компонентов. В ландшафтах низинных лугов и прерий эта величина может достигать 1000 кг/га и более. И наконец, во влажных тропических лесах, по некоторым данным, растительность отдает почвам в год 5000 кг/га и более минеральных веществ.

Высшие растения влияют на передвижение влаги в почвах. При нагревании надземных частей растений, главным образом листьев, с их поверхности испаряется влага (процесс транспирации). Внутри растений создается всасывающее давление, в результате чего корни поглощают влагу из верхней части почв. Это в свою очередь приво­дит к тому, что в почвах благодаря появлению градиента сосущей силы возникают восходящие токи влаги — из нижних, более влаж­ных, слоев к верхним, более сухим.

Растения оказывают и другие воздействия на почву. Они затеня­ют ее поверхность, участвуя в формировании микроклимата. Ос­лабляют силу ветра непосредственно у земли, препятствуя эрозии и дефляции почв. С корневыми системами растений связано форми­рование структуры почв, возникновение в ней порозности.

Весьма многообразны почвообразовательные функции микроор­ганизмов, плотность населения которых в почвах очень велика. Они рассеяны во всей толще почв, но основная их масса приурочена к верхнему корнеобитаемому и богатому отмершими растительными остатками слою. Здесь в приповерхностном (20—25 см) слое почвы общая масса микроорганизмов может достигать 10 т/га и более.

Самая обильная и разнообразная группа почвенных микроорга­низмов — бактерии (рис. 1.1, а). В 1 г почвы содержится несколько сотен миллионов особей бактерий. Содержание других групп мик­роорганизмов (актиномицетов, грибов и водорослей) достигает де­сятков и сотен тысяч на 1 г почвы (рис. 1.1, б— г).

Численность и активность микроорганизмов в почвах изменяет­ся в значительных пределах в зависимости от климатических усло­вий, характера почвообразующей породы и типа растительности (табл. 1.4).

Таблица 1.4