Введение

Изучение взаимодействия почвы и жизни Экология почвы - это изучение взаимодействия между почвенными организмами и между биотическими и абиотическими аспектами почвенной среды. Он особенно интересуется циклами питательных веществ, формированием и стабилизацией структуры поров, распространением и жизнеспособностью патогенных микроорганизмов и биоразнообразием этого богатого биологического сообщества.

Обзор

Почва состоит из множества физических, химических и биологических элементов, между которыми происходит множество взаимодействий. Почва - это переменная смесь сломанных и выветренных минералов и разлагающихся органических веществ. Вместе с необходимым количеством воздуха и воды она обеспечивает питание растений, а также обеспечивает их механическую поддержку. Разнообразие и обилие почвенной жизни превосходит любую другую экосистему. Установление, конкурентоспособность и рост растений в значительной степени регулируются экологией под землей, поэтому понимание этой системы является важным компонентом наук о растениях и наземной экологии.

Особенности экосистемы

Влажность является основным ограничивающим фактором на суше. Наземные организмы постоянно сталкиваются с проблемой обезвоживания. Транспирация или испарение воды с поверхностей растений является процессом рассеивания энергии, уникальным для наземной среды. Температурные колебания и экстремальные явления более выражены в воздухе, чем в водной среде. С другой стороны, благодаря быстрому циркулированию воздуха по всему земному шару, кислород и углекислый газ быстро смешиваются и содержат в себе удивительно постоянное количество. Хотя почва обеспечивает прочную опору, воздух - нет. Сильные скелеты развились как у наземных растений, так и у животных, а также у последних появились специальные средства передвижения. Суша, в отличие от океана, не является непрерывной; существуют важные географические барьеры для свободного передвижения. Природа субстрата, хотя важна в воде, особенно важна в наземной среде. Почва, а не воздух, является источником сильно изменчивых питательных веществ; это высокоразвитая экологическая подсистема.

Фауна почвы

Фуна почвы имеет решающее значение для образования почвы, разложения мусора, циклического обращения питательных веществ, биотического регулирования и для стимулирования роста растений. Однако почвенные организмы по-прежнему недостаточно представлены в исследованиях почвенных процессов и в существующих моделях. Это является следствием предположения, что многое из подпольного разнообразия является экологически избыточным, и что почвенные пищевые сети демонстрируют более высокую степень всеядности. Однако накопляются данные о сильном влиянии абиотических фильтров, таких как температура, влажность и рН почвы, а также характеристики среды обитания почвы в управлении их пространственными и временными моделями. Следовательно, горизонтальное распределение свойств почвы (температура почвы, влажность, рН, наличие пород/питательных веществ и т.д.) также обусловливает разрозненность почвенных организмов по всему ландшафту и является одним из основных аргументов для объяснения большого разнообразия, наблюдаемого в почвенных сообществах. Исторические факторы, такие как климат и почвенные материалы, формируют ландшафты над и под землей, но региональные / местные абиотические условия ограничивают биологическую деятельность. Они работают в разных пространственных и временных масштабах и могут включать и выключать различные организмы в разных микросайтах, в результате чего в конкретной горячей точке возникает горячий момент. В результате трофические каскады могут возникать вверх и вниз по пищевой сети. Показаны беспозвоночные животные почвы. Эллипсы указывают на горячие (красные) или холодные точки (синие), а изогнутые стрелки дают некоторые примеры факторов, которые могут включить/выключить горячий момент, а прямые черные стрелки (последовательная черная линия = включена, пунктирная = выключена) показывают последствия для почвенных процессов вдоль профиля почвы. В этих ящиках перечислены основные характеристики экосистемы.]] Поскольку все эти факторы изменения биоразнообразия также действуют над землей, ожидается, что должен быть определенный конкорданс механизмов, регулирующих пространственные модели и структуру как над, так и под землей сообществ. В подтверждение этого небольшое полевое исследование показало, что отношения между гетерогенностью окружающей среды и богатством видов могут быть общим свойством экологических сообществ. В отличие от этого, молекулярное исследование 17 516 последовательностей генов 18S рРНК, представляющих 20 типов почвенных животных, охватывающих ряд биомов и широт по всему миру, показало иное, и главным выводом из этого исследования было то, что подпольное разнообразие животных может быть обратно связано с наземным биоразнообразием. Например, в 2007 году Лозупон и Найт обнаружили, что соленость является основным экологическим детерминантом состава бактериального разнообразия по всему миру, а не экстремальные температуры, рН или другие физические и химические факторы. В другом глобальном исследовании в 2014 году, Tedersoo et al. В результате исследования было выявлено, что богатство грибов не связано с разнообразием растений и лучше объясняется климатическими факторами, а затем эдафическими и пространственными закономерностями. Глобальные модели распространения макроскопических организмов намного хуже документированы. Однако имеющиеся мало доказательств указывают на то, что в больших масштабах почвенные метазоаны реагируют на высотовые, широтовые или площадные градиенты так же, как и описанные для наземных организмов. В отличие от этого, в местных масштабах высокое разнообразие микрожилых мест, обычно встречающихся в почвах, обеспечивает необходимое разделение нишей для создания "горячих точек" разнообразия всего в одном грамма почвы. Другие пришли к выводу, что только разнообразие поверхностных растений является лучшим предсказателем многофункциональности экосистемы, чем биоразнообразие почвы. Почвенные организмы имеют широкий спектр предпочтений в отношении питания, жизненных циклов и стратегий выживания, а также взаимодействуют в сложных пищевых сетях. Следовательно, богатство видов само по себе имеет очень мало влияния на почвенные процессы, а функциональное различие может оказать более сильное влияние на функционирование экосистемы. Поэтому, помимо трудностей в связке наземного и подземного разнообразия в разных пространственных масш...