Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Топырақ пен тіршіліктің өзара әрекеттесуін зерттеу Топырақ экологиясы - топырақ организмдерінің өзара әрекеттесуін және топырақ ортасының биотикалық және абиотикалық аспектілерін зерттеу. Ол әсіресе қоректік заттардың айналуы, тесіктер құрылымының қалыптасуы мен тұрақтандыруы, патогендердің таралуы мен өмір сүру қабілеті және осы бай биологиялық қоғамдастықтың биологиялық әртүрлілігімен байланысты.
Study of the interaction of soil and life
Soil ecology is the study of the interactions among soil organisms, and between biotic and abiotic aspects of the soil environment. It is particularly concerned with the cycling of nutrients, formation and stabilization of the pore structure, the spread and vitality of pathogens, and the biodiversity of this rich biological community.
Шолу
Топырақ физикалық, химиялық және биологиялық элементтерден тұрады, олардың арасында көптеген өзара әрекеттесулер болады. Топырақ - бұзылған және ауа райына ұшыраған минералдар мен шіріген органикалық заттардың өзгермелі қоспасы. Ол ауа мен судың тиісті мөлшерлерімен бірге өсімдіктерге азық-түлік, сондай-ақ механикалық қолдау береді. Жердегі тіршілік түрлерінің көптігі мен алуан түрлілігі басқа экожүйелердің бәрінен асып түседі. Өсімдіктердің қалыптасуы, бәсекеге қабілеттілігі және өсімі негізінен жер астындағы экологиямен реттеледі, сондықтан бұл жүйені түсіну өсімдіктер туралы ғылым мен жер бетіндегі экологияның маңызды компоненті болып табылады.
Soil is made up of a multitude of physical, chemical, and biological entities, with many interactions occurring among them. Soil is a variable mixture of broken and weathered minerals and decaying organic matter. Together with the proper amounts of air and water, it supplies, in part, sustenance for plants as well as mechanical support. The diversity and abundance of soil life exceeds that of any other ecosystem. Plant establishment, competitiveness, and growth is governed largely by the ecology below ground, so understanding this system is an essential component of plant sciences and terrestrial ecology.
Экожүйенің ерекшеліктері
Ылғалдылық - құрлықтағы негізгі шектеуші фактор. Жердегі организмдер сусыздану проблемасымен үнемі бетпе-бет келеді. Өсімдіктер бетінен судың терлеуі немесе булануы - жер бетіндегі ортаға тән энергияны ығыстыру процесі. Температураның өзгеруі мен экстремалдылығы су ортасына қарағанда ауада көбірек байқалады. Екінші жағынан, ауаның жер шары бойынша жылдам айналымы нәтижесінде оттегі мен көмірқышқыл газының құрамы бір-бірімен тез араласып, біркелкі болады. Жер қатты тірегі болса да, ауа бұлай емес. Құрлық өсімдіктерінде де, жануарларда да күшті қаңқалар пайда болды, сондай-ақ соңғыларда қозғалыс ерекше құралдары пайда болды. Құрлық, мұхит сияқты, үздіксіз емес; еркін қозғалысқа маңызды географиялық кедергілер бар. Суда маңызды болғанымен, жер бетіндегі ортада субстраттың табиғаты өте маңызды. Жер - ауа емес, өте өзгермелі қоректік заттардың көзі; ол өте дамыған экологиялық жүйе.
Moisture is a major limiting factor on land. Terrestrial organisms are constantly confronted with the problem of dehydration. Transpiration or evaporation of water from plant surfaces is an energy dissipating process unique to the terrestrial environment. Temperature variations and extremes are more pronounced in the air than in the water medium. On the other hand, the rapid circulation of air throughout the globe results in a ready mixing and remarkably constant content of oxygen and carbon dioxide. Although soil offers solid support, air does not. Strong skeletons have been evolved in both land plants and animals and also special means of locomotion have been evolved in the latter. Land, unlike the ocean, is not continuous; there are important geographical barriers to free movement. The nature of the substrate, although important in water is especially vital in terrestrial environment. Soil, not air, is the source of highly variable nutrients; it is a highly developed ecological subsystem.
Топырақ фаунасы
Топырақ фаунасы топырақ түзілуінде, қоқыс ыдырауында, қоректік заттар айналымында, биотикалық реттелуде және өсімдіктердің өсуінде маңызды рөл атқарады. Дегенмен топырақтағы организмдер топырақтағы процестерді зерттеуде және қолданыстағы модельдеу жаттығуларында аз қамтылған. Бұл жер астындағы әртүрлілік экологиялық жағынан артық және топырақтың азық-түлік желілері барлық нәрсені жейтіндіктің жоғары дәрежесін көрсетеді деген тұжырымның салдары. Алайда, температура, ылғал және топырақ рН-і сияқты абиотикалық сүзгілердің күшті әсеріне, сондай-ақ олардың кеңістіктік және уақытша үлгілерін бақылаудағы топырақ мекендерінің сипаттамаларына дәлелдер жинақталуда. Сондықтан топырақ қасиеттерінің көлденең әртүрлі таралуы (топырақ температурасы, ылғалдылығы, рН, шөп / қоректік заттардың болуы және т.б.) Сонымен қатар, топырақ организмдерінің ландшафттағы әртүрлілігін арттырады және топырақ қауымдастықтарында байқалған үлкен әртүрлілікті түсіндірудің негізгі аргументтерінің бірі болды. Климат пен топырақ материалдары сияқты тарихи факторлар жер бетіндегі және жер астындағы ландшафттарды қалыптастырады, бірақ аймақтық / жергілікті абиотикалық жағдайлар биологиялық қызметті шектейді. Олар әр түрлі кеңістіктік және уақыт масштабтарында жұмыс істейді және әр түрлі микросайттарда әр түрлі организмдерді қосу мен сөндіруге болады, нәтижесінде белгілі бір ыстық нүктеде ыстық сәт пайда болады. Нәтижесінде, трофикалық каскадтар азық желісінің жоғары және төмен жағында пайда болуы мүмкін. Топырақтағы омыртқасыз жануарлар көрсетілген. Эллипстер ыстық (қызыл) немесе суық (көк) нүктелерді көрсетеді, қисық жебелер ыстық сәтті қосу / өшіру факторларының кейбір мысалдарын көрсетеді, ал тік қара жебелер (тікелей қара сызық = қосылған, тығырықты = өшірілген) топырақ профилі бойынша топырақ процестеріне әсерін көрсетеді. Қойындыларда негізгі экожүйелік сипаттамалар келтірілген.]] Биологиялық әртүрлілік өзгерістерінің барлық қозғаушылары жер бетінде де әрекет ететіндіктен, жер бетіндегі және жер астындағы қоғамдастықтардың кеңістіктік үлгілері мен құрылымын реттейтін механизмдердің белгілі бір келісімі болуы керек деп күтіледі. Осыны растау үшін шағын ауқымды далалық зерттеулер қоршаған ортаның әртүрлілігі мен түрлердің байлығы арасындағы қарым-қатынас экологиялық қоғамдастықтардың жалпы қасиеті болуы мүмкін екенін көрсетті. Ал, 17 516 қоршаған ортадағы 18S рРНК гендер тізбектерін молекулалық зерттеу 20 түрді білдіреді топырақ жануарлары бүкіл әлем бойынша биомалар мен ендіктер қатарын қамтиды, бұл зерттеудің негізгі қорытындысы жер асты жануарларының әртүрлілігі жер үсті биологиялық әртүрлілігіне кері байланысты болуы мүмкін. Мысалы, 2007 жылы Лозупон мен Найт тұздылық температураның, рН-ның немесе басқа физикалық және химиялық факторлардың шектен тыс деңгейінен гөрі бүкіл әлемдегі бактериялық әртүрліліктің құрамының негізгі экологиялық анықтауышы екенін анықтады. 2014 жылы басқа бір әлемдік зерттеуде Tedersoo және басқалар. Қорытындысында саңырауқұлақтың көптігі өсімдіктердің әртүрлілігіне байланысты емес және оны климаттық факторлар, содан кейін эдафикалық және кеңістіктік үлгілер жақсы түсіндіреді. Макроскопиялық организмдердің таралуының жаһандық үлгілері нашар құжатталған. Алайда, қолда бар дәлелдердің аздығы, топырақтағы метазоандар биіктік, ендік немесе аймақтық градиенттерге жер үсті организмдерінде сипатталғандай жауап беретінін көрсетеді. Ал жергілікті масштабта топырақта кездесетін микрожаһандардың көптүрлілігі тек топырақтың граммында әртүрліліктің "жарқын нүктелерін" құру үшін қажетті нишаны бөлуге мүмкіндік береді. басқалары жер үсті өсімдіктерінің әртүрлілігі топырақтың биологиялық әртүрлілігіне қарағанда экожүйенің көп функционалдылығын жақсы болжайды деген қорытындыға келді. Топырақтағы организмдер тамақтанудың әр түрлі түрлерін, өмірлік циклдерін және тіршілік ету стратегиясын көрсетеді және олар күрделі азық желілерінде өзара әрекеттеседі. Сондықтан түрлердің байлығы топырақ процестеріне аз әсер етеді, ал функционалдық ұқсастық экожүйенің жұмыс істеуіне әсер етуі мүмкін. Сондықтан, жер үсті мен жер астындағы әртүрліліктерді әр түрлі кеңістіктік масштабтарда байланыстыру қиындықтарынан басқа, экожүйелік процестерге биотикалық әсерлерді жақсырақ түсіну үшін бірнеше мультитрофикалық деңгейлермен бірге көптеген компоненттерді, сондай-ақ...
Soil fauna is crucial to soil formation, litter decomposition, nutrient cycling, biotic regulation, and for promoting plant growth. Yet soil organisms remain underrepresented in studies on soil processes and in existing modeling exercises. This is a consequence of assuming that much below ground diversity is ecologically redundant and that soil food webs exhibit a higher degree of omnivory. However, evidence is accumulating on the strong influence of abiotic filters, such as temperature, moisture and soil pH, as well as soil habitat characteristics in controlling their spatial and temporal patterns. Consequently, the horizontal patchy distribution of soil properties (soil temperature, moisture, pH, litter/nutrient availability, etc.) also drives the patchiness of the soil organisms across the landscape, and has been one of the main arguments for explaining the great diversity observed in soil communities. Historical factors, such as climate and soil parent materials, shape landscapes above and below ground, but the regional/local abiotic conditions constraint biological activities. These operate at different spatial and temporal scales and can switch on and off different organisms at different microsites resulting in a hot moment in a particular hotspot. As a result, trophic cascades can occur up and down the food web. Soil invertebrates are shown. Ellipses indicate hot (red) or cold spots (blue), with the curved arrows giving some examples of the factors that could switch on/off a hot moment and the straight black arrows (continuous black line = on, dashed = off) showing the implications for soil processes along the soil profile. In the boxes, the main ecosystem characteristics are listed.]] Since all these drivers of biodiversity changes also operate above ground, it is expected that there must be some concordance of mechanisms regulating the spatial patterns and structure of both above and below ground communities. In support of this, a small scale field study revealed that the relationships between environmental heterogeneity and species richness might be a general property of ecological communities. In contrast, the molecular examination of 17,516 environmental 18S rRNA gene sequences representing 20 phyla of soil animals covering a range of biomes and latitudes around the world indicated otherwise, and the main conclusion from this study was that below ground animal diversity may be inversely related to above ground biodiversity. For example, in 2007 Lozupone and Knight found salinity was the major environmental determinant of bacterial diversity composition across the globe, rather than extremes of temperature, pH, or other physical and chemical factors. In another global scale study in 2014, Tedersoo et al. concluded fungal richness is causally unrelated to plant diversity and is better explained by climatic factors, followed by edaphic and spatial patterns. Global patterns of the distribution of macroscopic organisms are far poorer documented. However, the little evidence available appears to indicate that, at large scales, soil metazoans respond to altitudinal, latitudinal or area gradients in the same way as those described for above ground organisms. In contrast, at local scales, the high diversity of microhabitats commonly found in soils provides the required niche portioning to create “hot spots” of diversity in just a gram of soil. others concluded that above ground plant diversity alone is a better predictor of ecosystem multi functionality than soil biodiversity. Soil organisms exhibit a wide array of feeding preferences, life cycles and survival strategies and they interact within complex food webs. Consequently, species richness per se has very little influence on soil processes and functional dissimilarity can have stronger impacts on ecosystem functioning. Therefore, besides the difficulties in linking above and below ground diversities at different spatial scales, gaining a better understanding of the biotic effects on ecosystem processes might require incorporating a great number of components together with several multi trophic levels as well as the much less considered non trophic interactions such as phoresy, passive consumption.) In addition, if soil systems are indeed self organized, and soil organisms concentrate their activities within a selected set of discrete scales with some form of overall coordination, there is no need for looking for external factors controlling the assemblages of soil constituents. Instead we might just need to recognize the unexpected and that the linkages between above and below ground diversity and soil processes are difficult to predict. and various omics approaches, such as metagenomics, metatranscriptomics, proteomics and proteogenomics, are rapidly advancing, at least for the microbial world. Metaphenomics has been proposed recently as a better way to encompass the omics and the environmental constraints. Of particular interest as of 2006 is to understand the roles and functions of arbuscular mycorrhizal fungi in natural ecosystems. The effect of anthropic soil conditions on arbuscular mycorrhizal fungi, and the production of glomalin by arbuscular mycorrhizal fungi are both of particular interest due to their roles in sequestering atmospheric carbon dioxide.