ЭКОЛОГИЯ СООБЩЕСТВ

Долгое время почвенные микробиологи считали, что именно характеристика микробного сообщества даст наиболее точное и правильное представление о почвенных организмах и тех изменениях в микробиологических свойствах почвы, которые происходят под действием тех или иных факторов.

Эту задачу решали методом посева на агаризованные среды: мясо-пептонный агар (МПА), крахмало-аммиачную среду, среду Эшби, почвенный агар для учета так называемого «общего» количества бактерий и акти- номицетов и на сусло-агар или подкисленную (для предотвращения роста бактерий) среду Чапека для учета грибов. В разных почвенных горизонтах и разных типах почв определяется разное количество микроорганизмов. Оно резко изменяется при различных антропогенных воздействиях (распашка почвы, внесение удобрений, известкование, орошение, осушение и др.). Было принято общее положение «чем больше микробов, тем лучше». Примитивными методами изучался и качественный состав микроорганизмов в основном по морфологии колоний. Хотя такой подход и давал некоторые ценные сведения, он оставался далек от совершенства. Во-первых, на указанных средах вырастает лишь малая часть микроорганизмов, находящихся в почве (указанные среды являются узкоэлективными и пригодны только для определенных микробов). Во-вторых, остается неизвестным, какие из них находились в почве в активном состоянии, а какие — в анабиозе. Вообще целью эколога является выяснение вопроса о том, какой микроорганизм и с какой скоростью ведет тот или иной процесс, причем не на питательной среде, а непосредственно в почве. Численность и активность для микробов являются двумя разными характеристиками.
Широкое распространение получило определение так называемых физиологических групп микроорганизмов в почве (сахароли- тиков, целлюлозоразлагающих, пектинолитических, крахмалолитических, хитинолитических, азотфиксаторов, денитрификаторов, аммонификаторов, нитрификаторов, сульфатредуцирующих бактерий, метаногенов, метанотрофов, термофилов, психрофилов, ацидофилов, алкалофилов идр.). Часто проводились качественные и только иногда делались попытки провести количественные определения. Интенсивность процессов, как правило, определялась только в лаборатории в почвенных образцах, т.е. не реальная, а потенциальная. Вообще следует четко различать реальную (актуальную, полевую) биологическую активность и потенциальную (лабораторную, максимальную). Реальную активность можно определять всего по нескольким показателям (в основном это газовый анализ). Такие определения очень трудоемки из-за пестроты почвенного покрова и временных колебаний, т.е. определения необходимо проводить в нескольких точках в разные часы в течение суток, в разные сутки, месяцы и годы. Нет такого показателя, который характеризовал бы общую активность всех организмов. Однако показательными являются такие процессы как выделение С02, скорость азотфиксации (определение выделения этилена ацетиленовым методом), определение скорости выделения и поглощения окиси и закиси азота, образования и поглощения метана, поглощения угарного газа (СО). Реальную активность неплохо определяют аппликационные методы, когда в почву помещают кусок льняной ткани и после продолжительной экспозиции (10-30 дней) определяют убыль в весе, т.е. разложение целлюлозы, а также накопление аминокислот и белков нингидриновым методом.
Все остальные методы определяют только потенциальную активность почв, которая, как правило, в десятки и сотни раз выше реальной. Это в первую очередь относится к газовым анализам, проводимым в лаборатории на почвенных образцах, помещенных в оптимальные условия температуры, влажности идр.

Потенциальная активность различна для разных почв и разных состояний почвы и дает ценную информацию об этой почве. К определению потенциальной активности следует отнести все методы определения численности микроорганизмов методом посева и прямыми микроскопическими методами, а также определение ферментативной активности почв (в настоящее время определяют активность в почве 50 ферментов или даже групп ферментов). Таксономическая характеристика также слабо связана с активностью в реальных условиях.
Микробиология добилась огромных успехов в изучении процессов и превращений веществ, которые могут осуществлять микроорганизмы. Вероятно подавляющее большинство из них известно, но какой микроорганизм или группа микроорганизмов играют главную роль в данной почве в осуществлении определенного процесса, обычно остается неизвестным, хотя ясно, что главную роль в разложении целлюлозы и лигнина во всех почвах играют грибы, а в азотфиксации под бобовыми культурами — клубеньковые бактерии.
Характеристика биологической активности почв (биологических свойств почв) и микробных сообществ нужна для: 1) понимания генезиса почв, объяснения роли организмов (биологического фактора) в образовании почв разных типов, 2) понимания роли почвенных микроорганизмов в круговороте веществ, 3) выяснения роли почвенных организмов в биосферных функциях почв, 4) определения законов и принципов функционирования комплекса почвенных организмов, 5) биодиагностики и биоиндикации почв, 6) увеличения продукции растений и повышения ее качества, 7) устранения вредных антропогенных воздействий на почву, 8) рационального ведения сельского хозяйства, 9) управления микробиологическими (биологическими процессами) в почве, 10) оценки степени воздействия антропогенного фактора на почвы и их продуктивность.
Микробные системы играют первостепенную роль в круговороте веществ и потоках энергии в биогеоценозах, они, в конечном счете, определяют гомеостаз экосистем. В природе есть экосистемы, состоящие из одних микроорганизмов, но нет экосистем, включающих только высшие организмы. Следовательно, один из центральных вопросов экологии — организация и устойчивость биологических систем — не может быть решен без привлечения данных, касающихся структурно-функциональной организации микробных сообществ. Чтобы понять и оценить, как организованы в пространстве и времени микробные сообщества, необходим системный подход. Именно такой подход является приоритетом отечественного естествознания. Один из выдающихся русских ученых, создатель новой отрасли естествознания — почвоведения, В.В. Докучаев был первым ученым, который открыл закономерную связь между мертвой и живой природой, между растительным, животным и минеральным царствами. Он «предвосхитил, в сущности, главный принцип системного метода исследования, который получил широкое распространение только в середине 20-го века» (Добровольский, 1996).
Созданное В.В. Докучаевым учение о географической зональности природы получило дальнейшее развитие в трудах многих русских ученых, основоположников научных школ и новых дисциплин, появившихся на стыке наук: В.Н. Сукачева, Н.В. Дылиса, В.М.Лавренко (биогеоценология), НА Северцова, В.Н. Беклемишева, Ю.И. Чернова, И.В. Стебаева (экологическая биогеография и зоогеография), И.К. Пачоского, Л.Г. Раменского, Т.А. Работ- нова (ботаническая география и фитоценология) и др. 

Еще по теме ЭКОЛОГИЯ СООБЩЕСТВ:

1. Продуктивность сообществ и жизненные стратегии водорослей. Морфофункциональный подход к изучению сообществ макрофитов
2. СОСТАВ СООБЩЕСТВ И КОМПЛЕКСЫ СООБЩЕСТВ
3. Рифовые сообщества Особенности рифовых сообществ
4. Гетеротрофные сообщества
5. Ассоциация и сообщество
6. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИВОГО ПОКРОВА ЗЕМЛИ НА СООБЩЕСТВА [23]
7. Изучение структуры сообществ
8. Параллельные сообщества. Трофические зоны
9. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ СООБЩЕСТВ
10. СПЕЦИФИКА ПЕЛАГИЧЕСКИХ СООБЩЕСТВ
11. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТИПЫ СВЯЗЕЙ В БИОТИЧЕСКОМ СООБЩЕСТВЕ
12. 13.1.3 Свет в растительном сообществе