Круговорот питательных веществ в тропических лесах.

Круговорот питательных веществ в тропических лесах отличается высокой скоростью и почти замкнутым характером. Несмотря на пышную растительность и огромную биомассу, почвы многих тропических лесов сравнительно бедны минеральными веществами. Основная часть питательных элементов находится не в почве, а в живых растениях, животных, микроорганизмах и свежем органическом опаде.

Основные этапы круговорота

Растения поглощают из почвы воду и растворённые минеральные вещества: соединения азота, фосфора, калия, кальция, магния и других элементов. Эти вещества используются для образования листьев, древесины, корней, плодов и семян.

Затем часть растительной массы отмирает. На поверхность почвы постоянно падают листья, ветви, цветки и плоды. К органическому опаду также добавляются погибшие животные и продукты их жизнедеятельности.

В условиях тропического леса тепло и влажно почти круглый год. Поэтому бактерии, грибы, насекомые, черви и другие организмы-разлагатели работают очень активно. Они быстро разрушают органические остатки и превращают сложные вещества в более простые минеральные соединения.

Высвободившиеся элементы почти сразу поглощаются многочисленными поверхностными корнями растений. Таким образом, питательные вещества быстро переходят из мёртвой органики обратно в живую биомассу.

Почему питательные вещества не накапливаются в почве

В умеренных лесах опад может разлагаться сравнительно медленно, поэтому на поверхности формируется заметный слой лесной подстилки и гумуса. В тропических лесах разложение идёт гораздо быстрее. Опавшие листья и ветви часто перерабатываются за несколько месяцев.

Освободившиеся вещества недолго остаются в почве. Их либо быстро поглощают корни растений, либо они вымываются сильными тропическими дождями. Поэтому мощный плодородный гумусовый слой обычно не образуется.

Особенно легко вымываются растворимые соединения азота, калия, кальция и магния. Фосфор может связываться с соединениями железа и алюминия и становиться малодоступным для растений.

Роль корней и грибов

У многих деревьев тропического леса большая часть мелких корней располагается близко к поверхности. Именно здесь находится свежий опад и происходит наиболее активное разложение органического вещества.

Важную роль играет микориза — взаимовыгодное сожительство корней растений с грибами. Грибница увеличивает площадь поглощения и помогает растениям получать воду, фосфор и другие минеральные вещества. Взамен гриб получает от растения органические соединения, образованные в процессе фотосинтеза.

Благодаря такой системе растения успевают поглотить питательные элементы до того, как они будут вымыты дождями.

Роль животных

Животные участвуют в круговороте, поедая растения и других животных. Питательные вещества переходят по пищевым цепям от производителей к растительноядным, а затем к хищникам.

Экскременты, остатки пищи и тела погибших животных возвращают элементы в окружающую среду. Насекомые, термиты, муравьи и другие почвенные организмы измельчают органические остатки, перемешивают их с почвой и ускоряют деятельность бактерий и грибов.

Термиты особенно важны для переработки древесины. Они разрушают растительные ткани, содержащие целлюлозу, и способствуют возвращению содержащихся в древесине элементов в круговорот.

Особенности тропических почв

Многие тропические леса растут на древних, сильно выветренных почвах. За длительное время значительная часть легкорастворимых веществ была из них вымыта. Такие почвы часто богаты оксидами железа и алюминия, поэтому имеют красноватый или жёлтый цвет, но содержат мало доступных растениям питательных элементов.

Следовательно, высокая продуктивность тропического леса поддерживается не столько плодородием почвы, сколько быстрым обменом веществ между организмами и тонким поверхностным слоем почвы.

Влияние вырубки леса

При вырубке тропического леса круговорот нарушается. Вместе с древесиной удаляется значительная часть питательных элементов, поскольку они сосредоточены в биомассе.

После исчезновения растительного покрова почва остаётся незащищённой. Сильные дожди вымывают минеральные вещества и разрушают верхний слой. Повышается температура поверхности, уменьшается количество органического опада и снижается активность многих почвенных организмов.

После сжигания леса зола временно обогащает почву минеральными веществами. Поэтому в первые годы сельскохозяйственные культуры могут давать хороший урожай. Однако питательные элементы быстро поглощаются растениями или вымываются, и плодородие резко снижается. Именно поэтому земледелие на месте вырубленного тропического леса часто оказывается устойчивым только в течение короткого времени.

Таким образом, круговорот питательных веществ в тропических лесах очень интенсивен: органические остатки быстро разлагаются, высвободившиеся элементы почти сразу поглощаются растениями, а основным хранилищем питательных веществ служит живая биомасса, а не почва.