YourLib.net
Твоя библиотека
Главная arrow Краткий курс общей экологии. Часть II: Экология экосистем и биосферы (Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова) arrow 12.1.2. Детрит в экосистеме
12.1.2. Детрит в экосистеме

12.1.2. Детрит в экосистеме

   Детрит - мертвое органическое вещество в экосистеме, временно исключенное из биологического круговорота элементов питания. Время сохранения детрита может быть коротким (трупы и экскременты животных в теплом климате перерабатываются личинками мух за несколько дней, листья в лесу - за несколько месяцев, стволы деревьев - за несколько лет) или очень долгим (гумус, сапропель, торф).
   Детрит - запасник питательных веществ в экосистеме, необходимая составляющая ее нормального функционирования. Как уже отмечалось, существуют специальные организмы - детритофаги, которые питаются детритом.
   Рассмотрим основные виды детрита.
   Гумус - темноокрашенное органическое вещество почвы, которое образуется в результате биохимического разложения растительных и отчасти животных остатков и накапливается в верхнем (гумусовом) почвенном горизонте. Гумус - основа плодородия почвы. Большая часть гумуса (85-90%) представлена собственно гумусовыми веществами - гумином, фульвокислотами, гу- миновыми кислотами и др., остальное - менее разложившимися растительными и животными остатками. Содержание углерода в гумусе составляет около 50%. Количество гумуса поддерживается двумя противоположно направленными микробиологическими процессами - гумификацией (анаэробный процесс превращения остатков растений в гумус) и минерализацией (аэробный процесс разрушения гумуса до простых органических и минеральных соединений, которые поступают в почвенный раствор). В почвах естественных экосистем эти процессы находятся в равновесии, и содержание гумуса в почве поддерживается постоянным. Большой вклад в изучение процесса гумификации и минерализации внес крупный русский микробиолог С.Н. Виноградский.
   При вмешательстве человека (например, при вспашке почвы) процессы минерализации начинают преобладать, что ведет к уменьшению содержания гумуса и соответственно снижению плодородия почвы. Кроме того, в результате дегумификации в атмосферу поступает диоксид углерода, который вносит существенный вклад в усиление парникового эффекта (см. 16.3.2).
   Разные типы почв отличаются содержанием гумуса и мощностью гумусового горизонта. Наиболее богаты гумусом черноземы, его содержание в этих почвах может достигать 10% (в прошлом в отдельных районах России и Украины оно достигало 16%), а мощность гумусового горизонта - 1 м. Наиболее бедны гумусом подзолистые и каштановые почвы. Мощность гумусового горизонта у них составляет 5-15 см, а содержание гумуса - от 1 до 2%. Переходное положение между подзолистыми почвами и черноземами занимают серые лесные почвы, а между черноземами и каштановыми - темнокаштановые. В расположенных южнее каштановых бурых пустынных почвах содержание гумуса составляет менее 1%. Очень богаты гумусом почвы влажных местообитаний - луговые и влажнолуговые.
   В разных типах почв гумус различается по подвижности: наиболее трудно минерализуется гумус черноземов (В. В. Докучаев назвал за это чернозем «скупым рыцарем»), а наиболее легко - в почвах тропических влажных лесов. Запас гумуса в тропических почвах невелик (мощность гумусового горизонта составляет несколько сантиметров, а содержание гумуса в нем - не более 4%), тем не менее, за счет быстрого круговорота веществ эти экосистемы дают высокую биологическую продукцию (см. 12.2.3).
   Лесная подстилка - слой детрита на поверхности лесной почвы, образованный в основном опавшими листьями и веточками деревьев. Подстилка играет важную роль в жизни лесной экосистемы. В подстилке сконцентрировано значительное число ви- дов-детритофагов, а также редуцентов, представленных в основном грибами. Подстилка впитывает влагу дождей и тающего снега, что уменьшает поверхностный сток воды, а в горных лесах снижает вероятность развития эрозии почвы. Подстилка играет роль фильтра, который задерживает вещества, содержащиеся в воде (остатки удобрений, пестицидов, тяжелые металлы и т.д.). По этой причине вода лесных родников всегда достаточно чистая. По своей роли в экосистеме к лесной подстилке близка ветошь- сухие побеги растений в степи (степной войлок).
   Отношение массы лесной подстилки (или ветоши в травяных сообществах) к годовому опаду листьев и веток служит показателем скорости разложения детрита. Чем выше этот индекс, тем ниже интенсивность круговорота веществ. Запас опада (т/га) и индекс скорости его разложения (годы) составляют: в тундрах - 44 (50), в тайге - 14 (10-17), в широколиственных лесах 14 (3-4), в степи - 3 (2), в саванне - 3 (1), во влажных тропических лесах - 3 (0,1).
   Торф - это слабо разложившиеся растительные остатки, которые накапливаются в болотной экосистеме. Под микроскопом нетрудно идентифицировать остатки растений по видам, сформировавшим торф. Болота различных типов формируют торф разной степени богатства минеральными и органическими веществами. Наиболее богат минеральными веществами торф низинных болот, наименее - верховых.
   Сапропель (донные осадки) - отложения на дне континентальных водоемов, которые состоят из органических остатков, смешанных с минеральными осадками. В отличие от гумуса, который постоянно участвует в круговороте веществ в экосистеме, донные осадки - достаточно консервативное образование, в круговороте участвует лишь самая верхняя их часть (слой толщиной не более 5 см), а весь остальной детрит практически исключается из круговорота. Это, кстати, объясняет феномен самоочищения водоемов: загрязняющиеся вещества, попав на дно с умершим планктоном, захораниваются в сапропеле и не вовлекаются в круговорот. Значительное накопление органического вещества на дне озер происходит только там, где создается анаэробная зона, в которой бактерии расходуют весь кислород и скорость минерализации органического вещества резко снижается. Дефицит кислорода и накопление органики в сапропеле тем выше, чем продуктивнее экосистема (см. 13.1.2).
   На дне водохранилищ (Куйбышевское, Волгоградское, Цимлянское и др.), интенсивно загрязняемых городами и промышленными предприятиями, «законсервированы» огромные массы токсичных осадков, что, кстати, служит основным аргументом против ликвидации этих водохранилищ.

   Контрольные вопросы

   1. Какую роль играет детрит в экосистеме?
   2. Перечислите основные формы детрита.
   3. Как меняется содержание гумуса в разных почвах?
   4. Какую функциональную роль в лесной экосистеме выполняет подстилка?
   5. Какие факторы способствуют накоплению донных осадков?

 
< Пред.   След. >