Почва – фактор биопродуктивности водоемов

Эта функция является логическим следствием воздействия поч­венного покрова на химический состав поверхностных и грунтовых вод, питающих реки, а через них и на другие акватории, в том числе моря и океаны.

В результате привноса почвенных соединений водоемы полу­чают большие количества биофильных макро- и микроэлементов, а также гумуса (см. приложение 4).

Соединения, поступившие с континентов в конечные водоемы стока, активно вовлекаются в продукционный процесс водных экосистем и в биохимические циклы. По подсчетам до 95% кальция, 50% магния и 30% калия, мобилизованных в почвах и корах выветривания при разрушении пер­вичных пород на водоразделах, извлекаются из растворов при их попадании в моря и океаны, причем это извлечение происходит главным образом при участии организмов. Активно извлекаются, кроме того, кремний, фосфор и другие элементы.

Внешний годовой круговорот суммы ионов основного солевого состава вод Мирового океана (10⁹т) (по В.Н. Иваненкову и O.K. Бордовскому)

Говоря о важном значении соединений, поступающих с водо­разделов, в формировании биологической продукции водоемов, необходимо отметить следующее. В условиях слабо измененных человеческой деятельностью регионов большая часть веществ, растворенных в водах, в основном прошла через почво- и корообразование до того, как влилась в геохимическую миграцию в направлении к океану или внутриматериковым впадинам, т.е. эти вещества поступили в водоемы из природных геохимических по­токов и формы этих соединений сформировались в результате ес­тественных процессов (Ковда В.А., 1989).

Современные почвы регионов интенсивного антропогенного воздействия стали во многих случаях иначе или даже принципи­ально по-другому влиять на продукционный процесс в водоемах. Если в доиндустриальный период почвы выступали в основном как фактор положительного воздействия на продукционный про­цесс в аквасистемах, то в техногенный этап развития общества ситуация изменилась. Соединения, поступающие в водоемы из почв, в первую очередь освоенных, стали весьма часто негативно воздействовать на биологическую продуктивность гидросферы.

Почва как защитный барьер акваторий

Основное проявление защитной функции почв заключается в том, что почва благодаря своей огромной активной поверхности в состоянии поглощать многие вредные соединения на пути их миграции в водные экосистемы, а также снижать избыточное поступление биофильных элементов. Эта роль почв оказывается исключительно важной, поскольку, например, радиоактивные изотопы из водной среды поглощаются организмами гораздо ак­тивнее, чем из почвы, что может привести к быстрому наруше­нию в них обмена веществ. Коэффициенты накопления боль­шинства изучавшихся радиоизотопов у пресноводных растений достигают десятка тысяч, тогда как у наземных растений они обычно меньше единицы.

Такое резкое снижение поступления элементов в растения из почвы — наглядный пример того, что она представляет собой сильный природный сорбент, благодаря чему оказывается мощ­ным барьером для многих элементов и соединений на пути их миграции в водоемы стока. Сорбционная сила почв настолько ве­лика, что химические элементы могут поглощаться из недонасы-щенных растворов, из которых самостоятельные минералы мно­гих элементов образоваться не могут. Поэтому для ряда редких элементов (рубидия, цезия и др.) сорбция фактически единствен­ный механизм концентрации.
Возможности сорбционной функции почв, к сожалению, не беспредельны. В настоящее время в связи с резко возросшими антропогенными нагрузками она уже во многих случаях не справ­ляется со своими задачами. В результате в речные воды и водо­емы поступают избыточные количества многих соединений (Ковда В.А., 1989).

Почва выполняет также важную роль сорбционного защитного экрана от загрязнения подземных вод. Известны случаи, когда при фильтрации сточных вод и детергентов (очистителей) до 95 % загрязнителей задерживалось в верхнем 15-30-сантиметровом слое почвы, отличающейся зна­чительной величиной удельной поверхности.

Влияние почв на атмосферу

Тесная зависимость состава и динамики атмосферы от почвы диктуется в первую очередь их взаимопроникновением через га­зообразную фазу почвы. Другой причиной тесной связи атмосферы и почвы оказывается постоянное физическое воздействие на динамичные нижние слои воздушной оболочки подстилающей поверхности, представленной не только океаном и растительностью, но и поч­венным покровом.

Значимость влияния почвы на атмосферу определяется еще и тем, что, хотя условная внешняя граница атмосферы проходит на высоте около 1000 км, основная ее масса, равная 5,27 * 10¹⁸ кг, со­средоточена в относительно тонком приземном слое. Поскольку между различными частями атмосферы существует постоянный обмен веществом и энергией, то результаты взаимо­действия нижних слоев воздушной оболочки с почвой сказыва­ются в той или иной мере на всей атмосфере.

Наиболее разносторонне и постоянно почва взаимодействует с тропосферой, высота которой в разное время года и на разных широтах неодинакова: на полюсах – около 8-10, в умеренных широтах – 9-12, на экваторе – 16-18 км. Воздух в тропосфере не только движется в вертикальном и горизонтальном направле­ниях, но и непрерывно перемешивается. Следовательно, физи­ческие и химические изменения, возникшие в воздушных массах в зоне контакта их с почвенно-растительным покровом, за корот­кое время сказываются на вышележащих слоях (Ковда В.А., 1989).

С точки зрения взаимодействия атмосферы с земной поверх­ностью ее разделяют на нижний пограничный слой и верхний, называемый свободной атмосферой. В пограничном слое проис­ходят суточные изменения метеорологических показателей и дви­жение воздуха в значительной мере зависит от трения о земную поверхность, в том числе о почвенно-растительный покров. В дан­ном слое выделяют нижний приземный слой высотой 50-100 м с ослабленным изменением потоков водяного пара и тепла с высотой.

Почва, вернее почвенная атмосфера как раз является областью, где возможно сохранение древних примитивных организмов, которые остановились в своем развитии. Данное положение нуждается в дальней­шем развитии и при решении проблемы взаимодействия почвы и воздушной оболочки, поскольку выявление и изучение архаич­ных форм жизни, до сих пор сохраняющихся в почве, поможет вскрыть механизм изменения древней атмосферы.