Relatiile dintre organisme si mediul de viata. Influenta solului asupra organismelor (functiile solului, formarea solului, niclasificarea radiatiilor cosmice, fotoperioada si intensitatea luminii, clasificarea organismelor ca reactie la lumina etc).

Relatiile dintre organisme si mediul de viata. Influenta solului asupra organismelor (functiile solului, formarea solului, nintensitatea luminii, clasificarea organismelor ca reactie la lumina etc). limatizare). clasificarea radiatiilor cosmice, fotoperioada si intensitatea luminii, clasificarea organismelor ca reactie la lumina etc).

Organismele vii si solul

Unii ecologi incadreaza solul la factorii abiotici; altii considera solul ca factor biotic, iar altii il abordeaza separat. Indiferent de clasificare solul ramane un "suport al vietii" si este considerat un organism viu (Papacostea 1972). Pentru organisme solul este stratul de la suprafata litosferei in care plantele isi infig radacinile si de unde isi extrag substantele minerale necesare cresterii, dezvoltarii si realizarii functiilor vitale - fotosinteza si transpiratia. Alte definitii,dar cu continut similar, definesc solul ca fiind stratul superficial de sub covorul vegetal care are ca proprietate principala fertilitatea (Mac 2003).

Unii ecologi considera pe drept cuvant ca solul nu poate fi incadrat alaturi de temperatura sau lumina ori de alti factori abiotici, deoarece el este la randul lui "un sistem de factori" (Brewer 1988) sau "solul este o suma si o sinteza environmentala" (Mac 2003).

Solul este constituit din: material organic in diferite stadii de modificare, material mineral, apa, compusi minerali si organici, gaze si organisme vii.

Functiile solului Prezentate extrem de sugestiv, acestea sunt (Mac 2003): :

☻ - solul este o forma de legatura dintre materia minerala, masa biotica si activitatea omului;

☻ - solul este o componenta noua creata pe seama materiei organice si anorganice;

☻ - solul functioneaza ca o "membrana de filtrare" pentru materie si energie intre exterior si interior;

☻ - solul functioneaza ca un "tampon" fata de orice agenti externi; deci solul este o interfata intre epigeosistem si endogeosistem;

☻ - solul este un "laborator" in care au loc activitati cum sunt: absorbtie, putrefactie, disolutie, fermentatie, toate determinand obtinerea de substante noi si de energii (ex. energie calorica);

☻ - solul este o "magazie" care stocheaza substanta si energie.

♦ Formarea solului (pedonul). Exista o succesiune de 3 procese combinate ale diferitilor agenti care contribuie la formarea solului. Acestea suntel sunt:

- fragmentarea. Este primul proces mecanic de sfaramare a rocilor in bucati mai mici. Procesul este influentat in parte de diferiti agenti (frig, umezeala, agenti biologici);

- coroziunea. Este cel de al doilea proces (uneori se deruleaza simultan cu primul) si include reactii chimice de oxidare, reducere, hidratare, hidroliza, carbonatare etc. Materialele solului intra apoi in tot felul de solutii datorita ploilor dupa care ele spala solul ca apa a acestuia;

- aditia de materie organica. Este cel de al 3-lea factor. Aceasta materie organica suplimentara provine de la plantele si animalele moarte. Aceste resturi sunt prelucrate si transformate de microorganismele din sol. Se mai adauga aici si excrementele altora. Aceasta materie organica asigura o mai mare cantitate de energie decat substantele anorganice din care s-a format solul. Deci, pe langa materiale, organismele vii asigura o energie potential si cinetica.

♦ Procesul de formare a solului decurge astfel:

◙ - substratul litografic (petrografic) = roca muma = roca parentala, sub actiunea factorilor fizici (aer, apa) si astfel se realizeaza meteorizatia fizica (Mac 1996);

◙ - meteorizatia permite obtinerea fractiunii solide si apoi la fractiunea alterata (argila, aluminiu, mangan, hidroxizi de fier) iar final rezulta scoarta de alterare;

◙ - peste scoarta de alterare se instaleaza fractiunea organica (componentele biogene) (si acestea apar tot sub doua forme: resturi organice grosiere - fractiunea nealterata si substanta organica in curs de humificare - fractiunea alterata);

◙ - includerea partii lichide = solutia solului. si chiar a unei componente gazoase (rezultat al schimburilor cu atmosfera dar si ca rezultat al proceselor fizice, chimice si biotice interne).

Solul este asadar rezultatul unor modificari profunde si complexe din mediul inconjurator. Acestea constituie pedogeneza, sustinuta de factori pedogenetici (interni si externi) (Fig. 2-25).

Fig. 2-25. Factorii pedogenetici care determina formarea solului (dupa Florea 1994; din Mac 2003).

Ciclul genezei solului cuprinde urmatoarele 4 secvente:

☼ - secventa exogena (fizica, chimica si biologica);

☼ - secventa tranzitorie de vehiculare a materiei si energiei in dublu sens:

☼ - secventa de organizare a solului in plan vertical;

☼ - secventa de diferentiere postgenetica ca urmare a impactului natural dar si antropic.

Nivele de integrare a materiei in sol si nivele de organizare structural-ierarhica

Exista doua nivele de integrare individuala a materiei in sol: unele nespecifice si altele specifice solului (Fig. 2-26). Rezultatul final al succesiunii etapelor din cele doua nivele se formeaza solul individualizat (= pedonul).

Fig. 2-26. Nivele de integrare a materiei in sol (dupa Florea 1983, 1994; din Mac 2003).

Pornind de la pedon in succesiune spatio-temporala, organizarea structural-ierarhica se ajunge la pedosfera. Etapele sunt: pedon...pedosocion...pedion..peditoriu..pedosfera (Fig. 2-27).

Fig. 2-27. Nivele de organizare structural-ierarhica, spatio-temporala

Profilul de sol

Un profil de sol cuprinde 3 orizonturi distincte (A, B, C) (Fig. 2-28), dar unii autori definesc mai multe nivele in cadrul acestora (Fig. 2-29). Grosimea nivelelor difera in functie de tipul de sol, de locul de formare, de factorii fizici, de biomasa locala. Uneori sunt descrise suborizonturi, iar in alte categorii de sol lipsesc anumite orizonturi. Un model clasic de descriere al unui profil de sol indica urmatoarele nivele:

Fig. 2-28. Reprezentare sugestiva a profilului de sol la nivelul a 3 categorii de sol (dupa Miller 2006).

☼ - nivelul de frunzis (O 1; A 0); cuprinde frunzele nedescompuse sau in mare parte nedescompuse, resturi organice nedescompuse; materialul este vizibil si distinct; in general acest nivel nu este prea populat; este strabatut de tulpinile plantelor sau este ocazional populat de organisme animale "tranzitorii" (colembole, lumbricide, viermi, melci, vertebrate rozatoare);

☼ - nivelul de fermentare (O 2; A 1); frunzele si resturile organice sunt descompuse, iar resturile organice nu se mai pot recunoaste cu ochiul liber; este nivelul populat de organismele mentionate anterior; importante sunt microorganismele;

☼ - nivelul humusului (A; A 2); acumulare de materie organica; culoare inchisa (sfaramat si frecat intre degete are o consistenta moale "uleioasa"; intre dinti nu se simt urmele de roca faramitata din nivelul urmator !); este nivelul cel mai populat de pedofauna (microrganisme, nematode, enchitreide, lumbricide, moluste, insecte si larve de insecte, miriapode), vertebrate mici; este nivelul in care plantele isi infig radacinile si de unde absorb substantele minerale

☼ - nivelul eluvial (E; B 1); este un nivel mineral intermediar; sarac in argila, aluminiu, oxizi de fier si materie organica; pedofauna ajunge si aici, in special nematode, enchitreide, rotifere, lumbricide etc;

☼ - nivelul iluvial (B; B 2); are acumulare de argila, aluminiu si hidroxizi de fier; nuanta de culoare este mai galbena, bruna sau roscata, comparativ cu orizonturile invecinate (eluvial, respectiv, roca parentala); aici predomina microorganismele; celelalte animale sunt in numar redus, multe absente; radacinile plantelor ajung si la acest nivel;

☼ - roca muma = parentala (C); este prezenta sub forma de scoarta de alterare; aici este roca alterata; unii pedologi mai descriu un orizont Cca, anterior rocii muma unde se acumuleaza saruri din orizonturile superioare, in special carbonat de calciu (Cca).

Sub roca muma se afla roca originala, nealterata (metamorfica, sedimentara, magmato-vulcanica).

In functie de zona climatica, textura si calitatea solului, exista 5 categorii reprezentative de sol (Fig. 2-30), dar gama formelor de trecere, intermediare, este cu mult mai mare.

Pentru organismele din sol, plante si animale, sunt importante textura si fertilitatea. Textura este bazata pe marimea particolelor minerale. In ordine descrescatoare acestea sunt clasificate in: pietris, nisip (< 0,2 mm), mal (< 0,02 mm), argila (<0,002 mm). O alta ordine este: nisip, nisip lutos, lut, mal lutos, argila lutoasa, argila. Caracterizeaza solurile grele.

Predominanta particolelor de dimensiuni mici este particularitatea solurilor grele. In acestea apa circula mai greu dar este retinuta bine, in folosul organismelor. Solurile unde predomina particolele mai mari (ex. nisipurile) sun soluri usoare. Ele sunt bine aerate, apa circula rapid, nu este retinuta si implicit acestea sunt soluri nefertile.

Fig. 2-29. Structura profilului de sol cu definirea mai multor nivele (dupa Mac 2003): O 1 - nivelul frunzisului; O 2 - nivelul de fermentare; A - nivelul humusului; E - nivelul eluvial; B - nivelul iluvial; C - roca muma (parentala); R - roca de baza (roca mierala).

Potentialul de fertilitate intre cele doua tipuri de soluri de sol este asociat cu tipurile de minerale retinute. Minerale precum calciu si magneziu (care formeaza ioni pozitivi, cationi, cand sunt dizolvate) sunt stocate la suprafata particolelor. Prin contrast, anionii sunt dizolvati in apa din sol. Radacinile plantelor pun in miscare cationii si ii inlocuiesc cu ionii de hidrogen. Potentialul de fertilitate al solului depinde in mod principal de capacitatea de schimb a cationilor.

Umiditatea solului. Apa din sol influenteaza direct modul de distributie a organismelor. Nivelul de umiditate depinde de apa adsorbita (apa higroscopica si apa peliculara), apa capilara, apa gravitationala si apa freatica. Se realizeaza o migratie pe verticala sau orizontala a organismelor in functie de variatiile in nivelul de umiditate de la diferite nivele. Particularitatile regimului de umiditate din sol se reflecta si in modul de organizare si structurare a biocenozelor.Are mare semnificatie pentru asigurarea si mentinerea vietii in sol. La acest nivel se gaseste sub 3 forme: gravitationala, capilara si higroscopica. Apa ajunge in sol prin ploaie sau irigatii. Aceasta este doar temporar disponibila plantelor si animalelor. Cea gravitationala se dreneaza, trece peste radacinile plantelor si foarte putin este folosita. Ceea ce se retine in sol pentru 1-3 zile si defineste capacitatea solului sunt celelalte doua categorii. Apa capilara retinuta in pori este cea folosita de catre plante si constituie apa disponibila. Apa higroscopica este adsorbita pe suprafata particolelor de sol si aceasta este practic indisponibila pentru plante. Relatia existenta intre apa disponibila si textura solului este sugerata in Fig. 2-31.

Aeratia solului. Compozitia aerului din sol difera de cea din atmosfera. Iata cateva detalii in tabelul de mai jos:

Aerul din sol contine mai mult bioxid de carbon (CO₂) si mai putin oxigen (O₂), azot si vapori de apa. La acestea se mai adauga si alti compusi (hidrogen sulfurat, amoniac, produsi de descompunere). Aceasta compozitie oscileaza in functie de natura solului, adancime, umiditate, temperatura, vant, presiune atmosferica, anotimp.

Temperatura solului. La plante influenteaza germinatia, cresterea si capacitatea de absorbtie a radacinilor. Solurile calde sunt mai active din punct de vedere biologic, comparativ cu cele reci.. Solurile calcaroase si nisipoase sunt mai calde decat cele silicioase si deci favorizeaza atat dezvoltarea organismelor cat si extinderea spre nord a arealului unor specii sudice. Temperatura solului variaza in functie de anotimpuri si de adancime. Oscilatiile diurne sau sezoniere ale temperaturii determina migrarea pe verticala a animalelor geobionte.

Pentru o buna dezvoltare a biocenozelor este necesar sa se realizeze un permanent schimb de gaze intre sol si atmosfera.

Fig. 2-31. Relatia dintre apa disponibila din sol si textura solului (dupa Brady 1974; din Brewer 1988).