Инженеры экосистем – организмы, которые изменяют условия окружающей среды для других организмов механическим путем. Они могут строить устойчивые микрогранулы в почве и проделывать ходы, перемешивая почву.

Наиболее важными инженерами экосистем являются дождевые черви, термиты, муравьи и корни растений.

Корни – один из основных инженеров экосистем. 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.

Теперь поговорим о червях. Размеры дождевых червей варьируются от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров. 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. 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 Р.

Муравьи могут вносить большое количество органического вещества и питательных веществ в почву.

Экосистемные инженеры в основном изменяют физические свойства почвы, поскольку они создают устойчивые почвенные структуры и ходы, которые могут служить местообитанием для почвенных организмов меньшего размера. Инженеры поддерживают высокий уровень аэрации и пористости почвы, увеличивая в ней долю стабильных агрегаций.

Преобразователи подстилки, такие как изоподы или многоножки, поедают мертвые растения и выделяют органические гранулы размером 0,1 мм. Эти гранулы являются более влажными и более богатыми питательными веществами, чем окружающая почва, что способствует их колонизации микробиальными сапрофагами. На поверхности этих галерей находится 3—25 % всей почвенной микрофлоры. Естественно, туда любят устремляться корни растений.

Садовод должен знать, что изоподы и многоножки достаточно сильно влияют на рост урожая в дополнение к дождевым червям. Их микрогалереи являются инкубаторами микробиального пищеварения и существуют сравнительно короткое время.

Активность экосистемных инженеров в целом повышает плодородие почвы и продуктивность растений, косвенно воздействуя на деятельность сапрофагов и циклы питательных веществ, а также непосредственно влияя на физиологию растений.

Инженеры экосистем создают структуры, которые могут существовать намного дольше, чем сами организмы, которые их образовали, что означает, что данная функциональная группа влияет на почвенные процессы в длительном временном диапазоне.

Выше я описал наблюдаемый процесс на участке, где много лет сваливали картофельную ботву, я называю его «феноменом старой мусорной кучи». Когда я разработал там землю, то не переставал удивляться качеству и плодородию почвы на этой свалке.

Сейчас я прекрасно осознаю, в чем ключевые факторы данного феномена: сухая углеродистая ботва, регулярно много лет одинаково кормила биоту; куча заросла гигантскими сорными травами и не перекапывалась; сформированное биоразнообразие определило плодородие и стабильность системы.