» » Изменение биологического круговорота и возникновение энзоотических болезней

Изменение биологического круговорота и возникновение энзоотических болезней

02.04.2015

В биогеоценозах, расположенных в различных природно-географических зонах, биологический круговорот веществ и энергии неодинаков. Различия определяются особенностями растительного и животного мира, природно-климатических и почвенно-гидрологических условий, геохимическим типом ландшафта.
Изучая степные, таежные, тундровые или другие ландшафты, раньше географы интересовались главным образом климатом, рельефом, водами, почвами, флорой, фауной. А геохимические особенности ландшафта ускользали из их поля зрения.
И только благодаря успехам, достигнутым в области биогеохимии, было установлено, что одним из показателей определяющих тип ландшафта, является его геохимия.
Геохимия ландшафта — это новая естественно-историческая наука, являющаяся дальнейшим развитием учения о биосфере. Геохимическое учение о ландшафтах разработано и развито Б.Б. Полыновым, А. И. Перельманом и другими исследователями.
Интересно, что современные понятия о почвах, биосфере, ландшафтах и биогеоценозах связаны с развитием одного круга идей, отражающих единство живой и неживой природы.
При геохимической характеристике ландшафта в центре внимания атомы, их миграция в биологическом круговороте, накопление и рассеивание, влияние на организмы. Поэтому для геохимиков тайга представляет собой «кислый ландшафт» (кислые почвы и поды), болота — «железные ландшафты» (энергичная миграция и накопление железа), степи — «кальциевые ландшафты», солончаковые пустыни — «натриевые ландшафты» и т. д.
При выделении типов геохимических ландшафтов используют понятие В.И. Вернадского о «давлении жизни». Один из основоположников учения о геохимических ландшафтах А.И. Перельман по этому поводу пишет, что в течение длительной эволюции живые организмы приспособились к условиям окружающей среды, «научились» использовать ресурсы света, влаги и тепла. Это определяет «давление жизни», ее «растекание» в биосфере, зависимость биологического круговорота и типа ландшафта от режима тепла и влаги. В природе тепло и влага редко находятся в оптимальных соотношениях, создавая благоприятный температурно-влажностный режим для развития жизни. Чаще один из этих факторов лимитирует развитие жизни, ограничивает активность биологического круговорота, и это сказывается на геохимии ландшафта.
Так, в пустыне не хватает влаги и большие ресурсы тепла и света используются не полностью. В тундре, наоборот, не хватает тепла и много избыточной влаги. Это и определяет особенности растительного и животного мира, биологического круговорота и геохимии пустынного и тундрового ландшафтов.
Ландшафтоведение имеет важное народнохозяйственное значение (при поисках полезных ископаемых и т. д.). Биогеохимия ландшафта находит практическое применение в решении ряда теоретических и прикладных задач ветеринарии и медицины. В настоящее время считается доказанным, что при диагностике и профилактике эндемических болезней животных и человека необходимо учитывать геохимию ландшафтов.
Ландшафты влажных тропиков и субтропиков характеризуются наибольшей работой живого вещества. Здесь много тепла и много влаги, растения растут очень быстро и жизнь проявляется по всем ее многообразии (разнообразие биологической информации). Микроорганизмы-редуценты здесь работают энергично, потому органические остатки растений и животных разлагаются быстро. Поскольку процессы синтеза и распада органического вещества протекают интенсивно, биологический круговорот характеризуется большой скоростью.
В результате бурного разложения растительных остатков почвенные воды обогащаются углекислым газом и органическими кислотами. Кислые воды обладают резко выраженной разрушительной силой, и в связи с этим во влажных тропиках и субтропиках развит процесс глубокого разложения пород суши и выноса в океан подвижных элементов. Из горных пород и почв вымываются кальций, калий, натрий, магний, сера и другие элементы. И все же полного выноса подвижных элементов из почв не происходит, так как часть их захватывается организмами и снова вовлекается в биологический круговорот. Однако ландшафты влажных тропических и субтропических лесов содержат относительно мало кальция, натрия и других подвижных форм элементов, что накладывает отпечаток на растительный и животный мир.
Многие животные тропических и субтропических лесов малой величины. Считают, что это связано с низким содержанием в среде кальция и других элементов, необходимых для формирования костяка; организмам небольшой величины легче удовлетворять свои потребности в минеральных веществах.
В целом влажные тропики И субтропики — это ландшафты с дефицитом подвижных макро- и микроэлементов. И только в районах вулканизма, где в результате извержения вулканов почва покрывается вулканическим пеплом и обогащается макро- и микроэлементами, ландшафты характеризуются высоким плодородием.
Таежные ландшафты по сравнению с влажными тропическими и субтропическими лесами характеризуются меньшим видовым разнообразием флоры и фауны. В них меньше солнечного света и тепла и процессы синтеза органического вещества протекают относительно медленно. Медленнее разлагаются и органические остатки организмов. Вследствие этого биологический круговорот веществ менее интенсивен. Во многих геохимических зонах тайги почвы кислые, из них вымыты некоторые подвижные элементы. Речные и грунтовые воды содержат мало минеральных веществ (мягкие воды).
Для кислых таежных почв характерен дефицит кальция. Они бедны азотом, фосфором и калием, а в некоторых зонах кобальтом, фтором, медью, молибденом, йодом и другими микроэлементами. Поэтому в ряде геохимических зон тайги возникают эндемические болезни животных и человека.
Геохимия кислых таежных ландшафтов, по А.И. Перельману, характеризуется избыточным содержанием водородных ионов и дефицитом азота, фосфора, калия, кальция, натрия, меди и др.
Однако не все таежные ландшафты бедны кальцием. В местах развития известняков и других пород, содержащих СаСО3, ландшафты приобретают иные черты. Здесь почвы богаты кальцием, имеют нейтральную или слабощелочную реакцию, не оподзолены, очень плодородны и напоминают черноземы.
Сопоставляя два вида таежных ландшафтов (кислого и кальциевого), можно видеть их резкие геохимические различия. Своеобразие ландшафтов определяется не столько климатом и рельефом, сколько химическим составом горных пород и, следовательно, характером биологического круговорота. В кальциевых ландшафтах в отличие от кислых интенсивная миграция кальция обусловливает высокое плодородие почв, более благоприятные условия для растительного и животного мира.
В таежных ландшафтах имеются и другие зоны, характеризующиеся высоким или низким содержанием макро- и микроэлементов в среде. Так, например, в долине реки Уров и некоторых других местах Восточного Забайкалья в почвах обнаруживают повышенное содержание стронция. Это один из важных факторов, обусловливающих развитие уровской болезни животных и человека.
Степные ландшафты характеризуются быстрым биологическим круговоротом веществ. Если в тайге деревья живут десятки и даже сотни лет и элементы надолго задерживаются в живом веществе, то в степях ежегодно часть растительного покрова отмирает и фитомасса подвергается минерализации. Растительные остатки разлагаются здесь быстро, вследствие чего минеральные вещества, бывшие в составе фитомассы, становятся доступными новым растениям. В степных ландшафтах по сравнению с таежными биологический круговорот ускорен, а в субтропических районах Средней Азии, где растения-эфемеры заканчивают свой цикл развития всего зa 1,5-2,5 месяца, он протекает еще быстрее. Хотя в стенах, как и в тайге, при разложении органических веществ обратится гумусовые кислоты, угольная кислота, все же в степных ландшафтах почвы обычно некислые. Кислоты нейтрализуются кальцием и другими катионами, образующимися при разложении растений. Обогащение почв кальцием определяет многие геохимические особенности степного ландшафта. Воды здесь содержат много солей, имеют нейтральную или слабощелочную реакцию. Несмотря на то, что степи в отличие от тайги богаче подвижными элементами, но и в них наблюдается недостаток некоторых веществ, Это зависит от ряда причин и, в частности, от химического состава горных пород. В результате дефицита или избытка макро- и макроэлементов в среде у растений и животных могут развиваться эндемические болезни.
В пустынных ландшафтах растительность бедная и влияние живого вещества на водную миграцию элементов слабо выражена. Нейтральные, слабощелочные, часто насыщенные поды пустынь почти не обладают ни растворяющей, ни разлагающей способностью. Поэтому воздействие пустынных вод на породы и почвы сравнительно невелико. В сухом жарком климате усиленное испарение воды. Там, где грунтовые воды находятся на небольшой глубинe, они засоляют почву и образуются солончаки, на которых растут лишь редкие кустики солянок, а в некоторых местах растительности вовсе нет.
В пустынях, как впрочем и в других типах ландшафтов, имеются рудные месторождения. Это по существу особый геохимический ландшафт с своеобразными почвами, водами, флорой и фауной. В некоторых районах рудных месторождений установлено повышенное содержание свинца, ртути, селена, никеля, ванадия, молибдена, бора, отмечены случаи эндемических заболеваний человека и животных. По мере освоения пустынь возникает необходимость интенсивного развития орошаемого земледелия и животноводства. Все это требует глубокого медико-ветеринарно-геохимического изучения пустынных ландшафтов.
При выяснении причин возникновения эндемических болезней следует учитывать не только особенности биологического круговорота веществ в природных ландшафтах, но и изменения миграции веществ под влиянием антропогенных факторов. В век научно-технической революции, бурного развития промышленности, интенсификации сельского хозяйства эта проблема становится особенно острой.
Человек вооружился мощнейшими средствами созидания и разрушения. Он разрушает и перемещает горы, изменяет русла рек, создает новые моря. Огромные количества веществ в виде полезных ископаемых изымаются из недр земли. Многие из них сжигаются (каменный уголь), другие концентрируются (многие металлы), третьи рассеиваются (фосфор). Геохимическая обстановка в отдельных биогеоценозах и в биосфере в целом изменяется, и это не может не оказать влияния на растительный и животный мир и на самого человека.
В мире происходит стремительный рост населения («демографический взрыв»), и в связи с этим возникает необходимость увеличения производства продуктов питания, интенсификации сельского хозяйства. Урожайность сельскохозяйственных культур постоянно повышается, и вместе с тем возрастает вынос элементов питания растений из почв.
Установлено, что при уборке урожая из почв выносится значительное количество кальция и калия, натрия и фосфора, кобальта, меди, марганца и йода, других биогенных макро- и микроэлементов. Если утраченные вещества не возмещаются полностью, то в местах интенсивного использования земель под посевы и сенокосно-пастбищные угодья почвы истощаются, в них понижается содержание макро- и микроэлементов. Это ведет к уменьшению количеств макро- и микроэлементов в растениях, а затем и в животных организмах. Безвозмездный вынос элементов из почв ведет к изменению биологического круговорота и возникновению эндемических болезней растений и животных.
Растения, животные и человек начинают испытывать скрытый голод в биогенных элементах, связанный с интенсификацией растениеводства и односторонним внесением минеральных удобрений. Стойкое, длительное повышение урожайности сельскохозяйственных культур и кормовых трав может быть обеспечено только при условии систематического внесения в почву удобрений. Сельское хозяйство насыщает почвы элементами, необходимыми для получения новых, еще более высоких урожаев. Ho растения питаются не только веществами, содержащимися в удобрениях. Они «впитывают в себя соки земли», т. е. усваивают из почв такие элементы, которых в удобрениях нет и которые не обнаруживают своего активного участия в жизнедеятельности растений, не оказывают существенного влияния на повышение урожайности и потому производят впечатление случайных примесей. В качестве примера можно привести йод или кобальт. Активный в организме животных и человека йод в растениях производит впечатление балласта. Если почвы обогатить йодом, то растения начнут поглощать его и накапливать в своих тканях в больших количествах. Ho урожайность культур и кормовых трав при этом существенно не меняется. Мировая ветеринария и медицина пока еще слабо используют это свойство растений для выращивания в лечебных целях специальных, обогащенных йодом трав для животных, овощей и фруктов для человека. Сельскохозяйственное производство нередко не контролирует вынос йода из почв и не возмещает потерь.
Эволюционно сложившиеся соотношения элементов и почвах нарушаются. В них уменьшается содержание одних элементов, в то время как количество других может не изменяться или даже повыситься. В связи с этим миграция макро- и микроэлементов в цепях питания организмов может принять неблагоприятный характер и стать причиной появления эндемических болезней животных (и человека).
Установлено, что после внесения минеральных удобрений в почвах уменьшается содержание подвижных форм йода и снижается концентрация его в растениях. То же наблюдается и с некоторыми другими микроэлементами. В отношении йода это доказано при выращивании овса, клевера, свеклы, картофеля, пшеницы, капусты и других сельскохозяйственных культур.
Большой интерес представляют исследования, проведенные сотрудниками кафедры луговодства Тимирязевской сельскохозяйственной академии. Они изучали влияние азотных, фосфорных и калийных удобрений на содержание подвижных форм меди, кобальта и бора. В почвах, по их данным, при внесении на пастбище обычных доз минеральных удобрений (N120P40K60) содержание меди составило 3,12 мг/кг почвы. При двойном увеличении дозы удобрений N240P80K120) концентрация меди снизилась до 2,31 мг/кг, а при тройном (N360P120K80) — До 1,8 мг/кг почвы. Аналогичная закономерность отмечена и в содержании подвижных форм кобальта и меди.
Следовательно, с увеличением доз удобрений в почве значительно снизилась концентрация подвижных форм меди, кобальта и бора. По обеспеченности медью и бором почвы превратились из средних в бедные, а по обеспеченности кобальтом — из бедных в очень бедные. В связи с этим возникала угроза появления эндемических болезней у скота, выпасавшегося на пастбище.
Итак, эндемические болезни возникают в тех случаях, когда миграция макро- и микроэлементов в цепях питания оказывается не адекватной популяции животных. В результате неблагоприятной геохимической обстановки в природных ландшафтах у животных нарушается обмен веществ. Другая не менее важная причина эндемических болезней может быть связана с антропогенным влиянием на биогеоценозы и биологический круговорот, если воздействие человека на природу проводится без всестороннего учета биологических законов.



Новости
20.03.2017 Тля – настоящая напасть для огородников. Поселяясь на садовых и огородных растениях, она способна нанести колоссальный урон будущему урожаю. Пораженные тлей молодые растения начинают болеть и...

20.03.2017 Хорьки очень чувствительны к избытку цинка, содержание цинка более 500 ммоль вызывает появление клинических признаков у животных любого возраста....

20.03.2017 Давайте сразу оговоримся, что речь в этой статье пойдет только о мерах экстренной помощи домашним животным при подозрении или явных переломах, ожогах, ударах током и простуды....

20.03.2017 Трудно и хлопотно бывает вырастить хороший урожай, но не менее важно правильно его собрать и грамотно заложить на хранение. В этом деле каждый овощ имеет свои секреты....

20.03.2017 Рассада будет пикироваться в небольшие, объемом в пол литра, стаканчики. Стоят они недорого, и те, кто хочет вырастить рассаду в большом объеме земли, то емкости с такими объемами прекрасно подойдут....

16.03.2017 Во всех супермаркетах и хозяйственных магазинах сегодня в продаже можно встретить кусочки материала, отличающиеся исключительной мягкостью. На другую ткань их после не променяет ни одна хорошая...

© 2012 Все права защищены
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна

Яндекс.Метрика