Интервю — Почва: живото съкровище под краката ни

Какво представлява почвата?

Почвата е сложно, динамично и живо тяло, което може да се разглежда като живата кожа на Земята. Състои се от минерални и органични компоненти, както и от въздух и вода. В много широк смисъл минералните компоненти се състоят от частици като пясък, тиня и глина, съставени от различни химически компоненти, докато органичните компоненти произлизат от живи организми, включително растения, бактерии, гъби, фауна и техните остатъци.

Почвите са важни резервоари на биоразнообразието. Между една четвърт и една трета от всички организми се срещат в почвата. Биоразнообразието на почвата може да включва организми, вариращи от микроскопично малки бактерии и нематоди, до безкрили насекоми, акари, мелипеди, земни червеи, къртици и мишки. Всяка от тези групи е богата на видове. Само в Германия например има 50 известни вида земни червеи. Всъщност разнообразието на живота в почвата в един район често е значително по-голямо, отколкото над земята. Често цитирано число е, че един кубически метър горска почва може да съдържа до 2000 безгръбначни вида.

Какво се случва в почвената екосистема?

Почвените екосистеми се различават значително, особено на ниво микрохабитат. Един и същи блок почва съдържа много разнообразни местообитания — почвена повърхност, под земята насипна почва и поресто пространство — като всеки слой е дом на различни организми. Например, повечето организми, живеещи в почвата, са много зависими и живеят в порите на почвата. Те могат да бъдат пълни с въздух или вода, като във всяка от тях живеят различни групи организми.

Има и други начини за разглеждане на почвените местообитания. Например, има микроскопични гранични слоеве между почвените частици, както и биологични горещи точки, включително ризосферата, където са корените на растенията, или дрилосферата около земните червеи. Пространството също е много важно.

И все пак всички тези видове във всички тези микрохабитати живеят заедно и си взаимодействат в това, което наричаме почвен биом. Те например могат да се хранят един с друг или фекалните пелети на едни осигуряват хранителни вещества за други. Тези взаимодействия в почвения биом са от съществено значение за функциите на почвата, които от своя страна осигуряват услугите на екосистемата.

Какви услуги предоставя почвата?

Структурата на почвата и органичната материя на почвата са два от най-известните примери, важни за услугите на екосистемата. Структурата на почвата[i] се определя от начина на съединяване на различни частици в почвената матрица. Почвата включва комбинация от по-големи и по-малки агрегати от почвени частици, пори, пълни с въздух и вода, и др. Почвените видове могат да работят директно върху структурата на почвата. Например земните червеи чрез своето ровене разместват частиците в почвата, като по този начин променят почвената структура. Някои от тези промени могат да се състоят в отварянето на нови пори и затварянето на други, в уплътняването на някои части или въвеждането на нови източници на храна за почвените организми. Земните червеи се смятат за инженери на екосистемата, тъй като наистина могат да разровят почвата.

Структурата на почвата е ключов фактор и във водния цикъл. Той играе роля в определянето на това колко вода може да поеме и задържа почвата, как я пречиства, как тази вода може да подхранва растенията и т.н. Представете си, ако почвата не може да задържи или пречисти водата, какво би означавало това за селското стопанство, наводненията или здравето ни.

Другият пример е хранителният цикъл, който включва колко органична почвена материя — т.е. въглерод, азот и фосфор — се приема и съхранява в почвата. Въглеродните добавки в почвата са изцяло органични и са в основата на почвената хранителна мрежа. Органичните съединения, като листата и кореновите връхчета, трябва да бъдат разградени до по-прости съединения от организмите, живеещи в почвата, преди да могат да бъдат използвани от растенията. В един доста сложен многоетапен процес един след друг различни организми разграждат мъртвите листа или клони и ги превръщат в неорганични съединения, които са подходящи да бъдат поети/използвани от растенията. Около 90 % от шумата се обработват от многоноги, земни червеи и дървесни частици. Без тези организми щяхме да сме заровени в шума.

Има почвени бактерии, които превръщат атмосферния азот в минерален азот, който е от съществено значение за растежа на растенията. Гъбичките транспортират хранителни вещества от едно място до друго в почвата. Всички тези микробни процеси се регулират от храненето на по-големи животни, които се хранят с тези микроби. Трябва да разглеждаме тези богати и сложни взаимодействия като същността на една добре функционираща система, която след това ни предоставя гореспоменатите услуги на екосистемата.

Всъщност здравите почви ни осигуряват голям набор от предимства. Например хранителният цикъл е от ключово значение за производството на храни и фибри. Съществуват също така ясни връзки с водния цикъл. Когато структурата на почвата е променена или унищожена, това влияе върху способността на почвата да пречиства, поема и задържа вода. Уплътняването или запечатването на почвата например може да доведе до повече наводнения.

Микробните ензими в почвата се изолират в лаборатории, за да се види как могат да бъдат използвани за промишлеността. Тези ензими могат например да заменят химикалите в хартиената промишленост. По подобен начин фармацевтичната индустрия използва бактерии от почвата за разработването на лекарства, в това число пеницилин[ii] и стрептомицин[iii].

Знаем ли достатъчно за биоразнообразието на почвата?

Почвената биология е област, която се изследва сравнително отскоро. Освен това почвата е среда, трудна за наблюдение. Въпреки това сме склонни да подценяваме това, което знаем. В Европа имаме добро общо разбиране относно групите организми, които се срещат в почвата и кои са нейните основни съставни видове. Разбираме добре и онова, което води до биоразнообразие, както и в основни линии как използването на почвата от страна на човека ще се отрази на нейното биоразнообразие. Има много източници на информация за почвите, включително Европейски атлас на почвеното биологично разнообразие[iv] на Съвместния изследователски център и Френски атлас на бактериите в почвата[v].

Въпреки това, за да наблюдаваме промените във времето, имаме нужда от динамични редове за биоразнообразието на почвата. Динамичните редове, с които разполагаме, често са за защитени природни обекти и там можем да видим, че биоразнообразието на почвата обикновено се поддържа и запазва. Освен това по-голямата част от настоящото наблюдение на почвата касае само химични съединения. Наред със замърсителите, трябва да следим и други параметри и да разберем как изменението на климата и различните селскостопански методи влияят на биоразнообразието на почвата и различните почвени функции, до които водят те. Редица проучвания са проведени в цяла Европа, но натрупаните знания не са събрани по начин, който ни дава възможност да създадем базови линии за Европа.

Почвата като цяло, и по-специално нейното биоразнообразие, са много специфични за конкретния обект. За ефективни мерки често е необходима по-подробна и специфична за обекта информация, не само относно биоразнообразието и разпространението на видовете и взаимодействията в даден обект, но също така и например за въздействието на дейността на човека и изменението на климата в този обект.

Кои са основните заплахи пред биоразнообразието на почвата днес?

Има много заплахи, включително замърсяване, свързани с нашите практики за използване на земята. Например пестицидите, хербицидите и другите химикали, свързани с интензификацията на селското стопанство, влияят върху разпределението на видовете и нарушават биоразнообразието на почвата. Сред останалите заплахи са физически промени като уплътняване и запечатване на почвите — покриване на почвата с изкуствени настилки като бетон или асфалт. Уплътняването намалява пространството на порите, като засяга видовете, които ги обитават, докато запечатването на почвите намалява въвеждането на въглерод и вода в почвата, както и разпространението на видовете.

Поради малкия си мащаб и тъй като представлява сравнително бавен процес, разпространението на почвените видове често се игнорира. Всъщност в по-дългосрочен план има много активно разпространение в рамките на ландшафта, което дава възможност за високи нива на биоразнообразие на почвата. Чрез намаляване на биоразнообразието на ниво ландшафт над земята чрез монокултури и хомогенизация на ландшафта, рискуваме да загубим и биоразнообразието в почвата.

Въздействието на изменението на климата, като например значителните промени във валежите (суша или наводнения), също може да повлияе на биоразнообразието на почвата. 2018 година беше толкова топла и суха, че наблюдавахме 90— 95 % намаление на почвените безгръбначни в някои от нашите обекти. Ако постоянно намаляваме разнообразието на видовете, всички тези дейности на почвата могат да бъдат засегнати.

Какво се прави за защита на почвата в Европа?

Налице са глобални и европейски усилия и инициативи, насочени към опазване на почвата, като например Глобалното партньорство в областта на почвата[vi], както и политики и директиви на ЕС — поне 18 директиви по моя оценка, включително общата селскостопанска политика. В тях са разгледани широк спектър от области — от намаляване на емисиите на замърсители и устойчиво използване на земята до повишаване на осведомеността. По-доброто прилагане на тези политики и директиви със сигурност би било и добра стъпка напред за опазване на биоразнообразието на почвите. На място могат да се предприемат много действия, като например намаляване на използването на торове и пестициди и възприемане на прецизно земеделие за земеделска почва.

Близо половината от целите за устойчиво развитие (ЦУР) са свързани с почвата — от чиста вода и смекчаване на последиците от изменението на климата, до нулев глад, но без здрава почва тези ЦУР няма да бъдат постигнати.

Дейвид Ръсел

Copyright photo by Senckenberg, Jaqueline Gitschmann

Катедра по почвена зоология, раздел Мезофауна

Природонаучен музей на Шенкенберг, Гьорлиц, Германия