Инженеры экосистем – организмы, которые изменяют условия окружающей среды для других организмов механическим путем. Инженеры экосистем могут строить устойчивые микрогранулы в почве и проделывать ходы, перемешивая почву.
Наиболее важными инженерами экосистем являются дождевые черви, термиты, муравьи и корни растений. Размеры дождевых червей варьируются от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров. Мировая фауна насчитывает, по крайней мере, 6 тыс. видов червей, объединенных в 5 семейств.
Их численность может составлять 30–300 особей на 1 м2, а биомасса – 110–1100 кг/га. Черви преобладают в почвенной фауне в регионах с выпадением не менее 800 мм осадков в год, причем предпочитают хорошо аэрируемые почвы с высокой влажностью.
Дождевые черви питаются органическими растительными остатками и почвенными минералами и выделяют копролиты, которые обогащены бактериями, органическими веществами и питательными веществами, доступными для растений. Обширная система ходов глубиной до 1–2 м позволяет улучшить аэрирование почвы и дренаж, что исключительно важно для повышения почвенного плодородия. В течение одного года черви могут переработать 55–1125 т опада на 1 га.
Черви могут быть подразделены на три основные группы:
1) эпигейные – живут в подстилке и питаются листовым опадом и компостом;
2) эндогейные – живут в верхних слоях почвы и также питаются в почве в основном геофитами;
3) анейные – проводят большую часть своего времени в почве, в глубоких ходах, которые они проделывают, причем питаются подстилкой, перемешанной с почвой.
Эпигейные формы мало влияют на структуру почвы, в то время как анейные и эндогейные группы выполняют основные инженерные работы путем прокладывания ходов и перемешивания почвы. Более того, в кишечнике червей живут многие активные почвенные микроорганизмы. В результате микробиальной активности выделения червей содержат высокие концентрации таких питательных веществ, как NH4+ и P.
Один из основных инженеров экосистем – это корни. Количество корней в почве может быть таким же или даже превышать количество наземных частей растений. На поле, занятом под усредненную злаковую культуру, после сбора урожая в почве остается 2500–4500 кг корней/га.
Корни выполняют две основные функции: поглощение воды и неорганических питательных веществ и удержание растений в земле. Корни разрыхляют почву, приводят к образованию почвенных комков и способствуют круговороту органических веществ. Продолжительность жизни корней различна, корневые волоски живут 1–2 дня, другие части корня могут жить несколько дней или недель.
Итак, подытожим, что делают в наших почвах экосистемные инженеры.
1) Копролиты дождевых червей
Черви поглощают почву и ткани листьев, чтобы экстрагировать питательные вещества, и затем выделяют экскременты (копролиты) в виде гранул.