Фактори на околната среда неживи. Класификация на факторите на околната среда

Държавно учебно заведение

Висше професионално образование.

„САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ

ОБСЛУЖВАНЕ И ИКОНОМИЧНОСТ"

Дисциплина: Екология

Институт (факултет): (IREU) „Институт по регионална икономика и управление“

Специалност: 080507 “Управление на организации”

По темата: Фактори на околната среда и тяхната класификация.

Изпълнено:

Вълкова Виолета Сергеевна

Студент 1-ва година

Задочно обучение

Ръководител:

Овчинникова Раиса Андреевна

2008 – 2009 г

ВЪВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………..3

ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА. УСЛОВИЯ НА ОКОЛНАТА СРЕДА……………………………………...3

Абиотичен

Биотичен

Антропогенен

БИОТИЧНИ ВРЪЗКИ НА ОРГАНИЗМИТЕ ……………… ……………….6

ОБЩИ ЗАКОНОМЕРНОСТИ НА ВЛИЯНИЕТО НА ЕКОЛОГИЧНИТЕ ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА ВЪРХУ ОРГАНИЗМИТЕ………………………………………………………………………………………………….7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………………9

СПИСЪК НА РЕФЕРЕНЦИИТЕ ………… ……………………………………………………………..10

ВЪВЕДЕНИЕ

Нека си представим един вид растения или животни и в него един индивидуален, психически я изолирайки от останалия жив свят. Този индивид, докато е под влияние фактори на околната средаще бъдат повлияни от тях. Основният ще бъде факторите, обусловени от климата. Всеки добре знае например, че представители на един или друг вид растения и животни не се срещат навсякъде. Някои растения живеят само по бреговете на водни тела, други - под горския навес. Не можете да срещнете лъв в Арктика, нито полярна мечка в пустинята Гоби. Признаваме, че климатичните фактори (температура, влажност, светлина и др.) са от най-голямо значение за разпространението на видовете. За сухоземните животни, особено обитателите на почвата, и растенията физичните и химичните свойства на почвата играят важна роля. За водните организми свойствата на водата като единствено местообитание са от особено значение. Изследването на въздействието на различни природни фактори върху отделните организми е първият и най-прост раздел на екологията.

ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА. УСЛОВИЯ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

Разнообразие от фактори на околната среда. Фактори на околната среда са всички външни фактори, които имат пряко или косвено въздействие върху числеността (изобилието) и географското разпространение на животните и растенията.

Факторите на околната среда са много разнообразни както по природа, така и по въздействие върху живите организми. Условно всички фактори на околната среда се разделят на три големи групи - абиотични, биотични и антропогенни.

Абиотични фактори –това са фактори от нежива природа, предимно климатични (слънчева светлина, температура, влажност на въздуха) и местни (релеф, свойства на почвата, соленост, течения, вятър, радиация и др.). Тези фактори могат да повлияят на тялото директно(директно) като светлина и топлина, или косвено, като например терена, който определя действието на преки фактори (осветеност, влага, вятър и др.).

Антропогенни фактори –Това са онези форми на човешка дейност, които чрез въздействие върху околната среда променят условията на живот на организмите или пряко засягат определени видове растения и животни. Един от най-важните антропогенни фактори е замърсяването.

Условия на околната среда.Условията на околната среда или екологичните условия са абиотични фактори на околната среда, които варират във времето и пространството, на които организмите реагират различно в зависимост от силата си. Условията на околната среда налагат определени ограничения на организмите. Количеството светлина, проникващо през водния стълб, ограничава живота на зелените растения във водните тела. Изобилието от кислород ограничава броя на дишащите въздух животни. Температурата определя активността и контролира размножаването на много организми.

Най-важните фактори, определящи условията на живот на организмите в почти всички жизнени среди, включват температура, влажност и светлина. Нека разгледаме ефекта на тези фактори по-подробно.

температура.Всеки организъм може да живее само в определен температурен диапазон: индивидите от вида умират при твърде високи или твърде ниски температури. Някъде в този интервал температурните условия са най-благоприятни за съществуването на даден организъм, неговите жизнени функции се осъществяват най-активно. Когато температурата се приближи до границите на интервала, скоростта на жизнените процеси се забавя и накрая те напълно спират - организмът умира.

Границите на толерантност към температура варират при различните организми. Има видове, които могат да понасят температурни колебания в широк диапазон. Например лишеите и много бактерии могат да живеят при много различни температури. Сред животните топлокръвните имат най-голям диапазон на температурна поносимост. Тигърът, например, еднакво добре понася както сибирския студ, така и горещината на тропическите райони на Индия или Малайския архипелаг. Но има и видове, които могат да живеят само в повече или по-малко тесни температурни граници. Това включва много тропически растения, като орхидеи. В умерената зона те могат да растат само в оранжерии и изискват внимателна грижа. Някои рифообразуващи корали могат да живеят само в морета, където температурата на водата е поне 21 °C. Коралите обаче също умират, когато водата стане твърде гореща.

В земно-въздушната среда и дори в много области на водната среда температурата не остава постоянна и може да варира значително в зависимост от сезона на годината или времето на деня. В тропическите райони годишните температурни колебания могат да бъдат дори по-малко забележими от дневните. Обратно, в районите с умерен климат температурите варират значително през различните периоди от годината. Животните и растенията са принудени да се адаптират към неблагоприятния зимен сезон, през който активният живот е труден или просто невъзможен. В тропическите райони такива адаптации са по-слабо изразени. По време на студен период с неблагоприятни температурни условия изглежда, че има пауза в живота на много организми: зимен сън при бозайници, падане на листа при растения и др. Някои животни правят дълги миграции до места с по-подходящ климат.

Влажност.През по-голямата част от своята история дивата природа е била представена изключително от водни форми на организми. След като завладяха земята, те все пак не загубиха зависимостта си от водата. Водата е неразделна част от по-голямата част от живите същества: тя е необходима за нормалното им функциониране. Нормално развиващият се организъм постоянно губи вода и поради това не може да живее в напълно сух въздух. Рано или късно такива загуби могат да доведат до смъртта на тялото.

Във физиката влажността се измерва с количеството водна пара във въздуха. Въпреки това, най-простият и удобен индикатор, характеризиращ влажността на дадена област, е количеството на валежите, паднали там за една година или друг период от време.

Растенията извличат вода от почвата с помощта на корените си. Лишеите могат да улавят водни пари от въздуха. Растенията имат редица адаптации, които осигуряват минимална загуба на вода. Всички сухоземни животни се нуждаят от периодично снабдяване с вода, за да компенсират неизбежната загуба на вода поради изпаряване или отделяне. Много животни пият вода; други, като земноводните, някои насекоми и акари, го абсорбират в течно или парообразно състояние чрез телесните си покривки. Повечето пустинни животни никога не пият. Те задоволяват нуждите си от вода, доставяна с храната. И накрая, има животни, които получават вода по още по-сложен начин - чрез процеса на окисление на мазнините. Примерите включват камилата и някои видове насекоми, като оризови и житни дългоносици и молци за дрехи, които се хранят с мазнини. Животните, подобно на растенията, имат много адаптации за пестене на вода.

Светлина.За животните светлината, като фактор на околната среда, е несравнимо по-малко важна от температурата и влажността. Но светлината е абсолютно необходима за живата природа, тъй като тя служи като практически единствен източник на енергия за нея.

Дълго време се разграничават светлолюбиви растения, които могат да се развиват само под слънчевите лъчи, и устойчиви на сянка растения, които могат да растат добре под горския навес. По-голямата част от подлеса в буковата гора, която е особено сенчеста, е образувана от сенкоиздръжливи растения. Това е от голямо практическо значение за естественото възобновяване на горския масив: младите издънки на много дървесни видове могат да се развиват под покритието на големи дървета.

При много животни нормалните условия на осветление се проявяват в положителна или отрицателна реакция към светлина. Всеки знае как нощните насекоми се стичат към светлината или как хлебарките се разпръскват в търсене на убежище, ако в тъмна стая се включи само светлина.

Въпреки това, светлината има най-голямо екологично значение в цикъла на деня и нощта. Много животни са изключително дневни (повечето врабчоподобни), други са изключително нощни (много дребни гризачи, прилепи). Малките ракообразни, плаващи във водния стълб, остават в повърхностните води през нощта, а през деня потъват в дълбините, избягвайки прекалено ярка светлина.

В сравнение с температурата или влажността, светлината има малък пряк ефект върху животните. Той служи само като сигнал за преструктуриране на процесите, протичащи в тялото, което им позволява да реагират най-добре на текущите промени във външните условия.

Изброените по-горе фактори не изчерпват набора от условия на околната среда, които определят живота и разпространението на организмите. Така нареченият вторични климатични фактори, като вятър, атмосферно налягане, надморска височина. Вятърът има косвен ефект: увеличавайки изпарението, той увеличава сухотата. Силните ветрове допринасят за охлаждането. Това действие е важно в студени места, високи планини или полярни региони.

Антропогенни фактори. Замърсители.Антропогенните фактори са много разнообразни по своя състав. Човекът влияе върху живата природа, като прокарва пътища, строи градове, води земеделие, блокира реки и т.н. Съвременната човешка дейност все повече се проявява в замърсяване на околната среда със странични продукти, често токсични. Серен диоксид, летящ от тръбите на фабрики и топлоелектрически централи, метални съединения (мед, цинк, олово), изхвърлени в близост до мини или образувани в изгорелите газове на автомобили, остатъци от петролни продукти, изхвърлени във водни тела при измиване на петролни танкери - това са просто някои от замърсителите, които ограничават разпространението на организми (особено растения).

В индустриалните зони концепцията за замърсители понякога достига прагови нива, т.е. смъртоносни за много организми, стойности. Въпреки това, независимо от всичко, почти винаги ще има поне няколко индивида от няколко вида, които могат да оцелеят в такива условия. Причината е, че дори в естествените популации рядко се срещат устойчиви индивиди. Тъй като нивата на замърсяване се увеличават, устойчивите индивиди може да са единствените оцелели. Освен това те могат да станат основатели на стабилна популация, която е наследила имунитет към този вид замърсяване. Поради тази причина замърсяването ни дава възможност да наблюдаваме еволюцията в действие. Разбира се, не всяка популация е надарена със способността да се съпротивлява на замърсяването, дори и само под формата на единични индивиди.

Така ефектът от всеки замърсител е двоен. Ако това вещество се появи наскоро или се съдържа в много високи концентрации, тогава всеки вид, открит преди това в замърсената зона, обикновено е представен само от няколко екземпляра - точно тези, които поради естествената променливост са имали първоначална стабилност или техните най-близки потоци.

Впоследствие замърсената територия се оказва много по-гъсто населена, но като правило с много по-малък брой видове, отколкото ако нямаше замърсяване. Такива нововъзникнали съобщества с обеднен видов състав вече са се превърнали в неразделна част от човешката среда.

БИОТИЧНИ ВРЪЗКИ НА ОРГАНИЗМИТЕ

Два вида организми, живеещи на една и съща територия и в контакт помежду си, влизат в различни взаимоотношения помежду си. Позицията на вида в различни форми на взаимоотношения се обозначава с конвенционални знаци. Знакът минус (–) показва неблагоприятен ефект (индивидите от вида са потиснати или увредени). Знакът плюс (+) показва благоприятен ефект (индивидите от вида имат полза). Знакът нула (0) показва, че връзката е безразлична (без влияние).

Така всички биотични връзки могат да бъдат разделени на 6 групи: нито една от популациите не влияе на другата (00); взаимно изгодни полезни връзки (+ +); взаимоотношения, вредни и за двата вида (– –); един от видовете се възползва, другият изпитва потисничество (+ –); един вид има полза, другият не изпитва вреда (+ 0); единият вид е потиснат, другият не се възползва (– 0).

За един от видовете, живеещи заедно, влиянието на другия е отрицателно (той изпитва потисничество), докато потисникът не получава нито вреда, нито полза - това аменсализъм(–0). Пример за аменсализъм са светлолюбивите билки, растящи под смърч, страдащи от силно засенчване, докато самото дърво е безразлично към това.

Формата на връзка, при която един вид получава известно предимство, без да причинява вреда или полза на другия, се нарича коменсализъм(+ 0). Например, големите бозайници (кучета, елени) служат като носители на плодове и семена с куки (като репей), като не получават нито вреда, нито полза от това.

Коменсализмът е едностранното използване на един вид от друг, без да му се причиняват щети. Проявите на коменсализъм са разнообразни, така че се разграничават редица варианти.

„Безплатно зареждане“ е консумацията на остатъците от храна на собственика.

„Дружба“ е консумацията на различни вещества или части от една и съща храна.

„Жилище“ е използването от един вид на друг (телата им, домовете им (като подслон или дом.

В природата често се срещат взаимноизгодни взаимоотношения между видовете, като някои организми получават взаимни ползи от тези взаимоотношения. Тази група от взаимноизгодни биологични връзки включва различни симбиотиченвзаимоотношения между организмите. Пример за симбиоза са лишеите, които са тясно, взаимноизгодно съжителство на гъби и водорасли. Добре известен пример за симбиоза е съжителството на зелени растения (предимно дървета) и гъби.

Един вид взаимноизгодни отношения е протоколно сътрудничество(първично сътрудничество) (+ +). В същото време съжителството, макар и да не е задължително, е полезно и за двата вида, но не е задължително условие за оцеляване. Пример за протокооперация е разпръскването на семена от определени горски растения от мравките и опрашването на различни ливадни растения от пчелите.

Ако два или повече вида имат сходни екологични изисквания и живеят заедно, между тях може да възникне негативен тип връзка, която се нарича състезание(съперничество, конкуренция) (– –). Например, всички растения се конкурират за светлина, влага, хранителни вещества в почвата и следователно за разширяване на своята територия. Животните се борят за хранителни ресурси, убежища, а също и за територия.

Хищничество(+ –) е вид взаимодействие между организмите, при което представители на един вид убиват и изяждат представители на друг.

Това са основните видове биотични взаимодействия в природата. Трябва да се помни, че видът на връзката на определена двойка видове може да се промени в зависимост от външните условия или жизнения етап на взаимодействащите организми. Освен това в природата не само няколко вида участват едновременно в биотични взаимоотношения, а много по-голям брой от тях.

ОБЩИ ЗАКОНОМЕРНОСТИ НА ВЛИЯНИЕТО НА ЕКОЛОГИЧНИТЕ ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА ВЪРХУ ОРГАНИЗМИТЕ

Примерът с температурата показва, че този фактор се понася от тялото само в определени граници. Организмът умира, ако температурата на околната среда е твърде ниска или твърде висока. В среди, където температурите са близки до тези крайности, живите обитатели са рядкост. Броят им обаче се увеличава, когато температурата се приближи до средната стойност, която е най-добра (оптимална) за даден вид.

Този модел може да се пренесе към всеки друг фактор, който определя скоростта на определени жизнени процеси (влажност, сила на вятъра, скорост на течението и др.).

Ако начертаете крива на графика, която характеризира интензивността на определен процес (дишане, движение, хранене и т.н.) в зависимост от един от факторите на околната среда (разбира се, при условие че този фактор влияе върху основните жизнени процеси), тогава това кривата почти винаги ще бъде с форма на камбана.

Тези криви се наричат ​​криви толерантност(от гръцки толерантност- търпение, стабилност). Позицията на върха на кривата показва условията, които са оптимални за даден процес.

Някои индивиди и видове се характеризират с криви с много остри върхове. Това означава, че диапазонът от условия, при които активността на тялото достига своя максимум, е много тесен. Плоските криви съответстват на широк диапазон на толеранс.

Организмите с широки граници на устойчивост със сигурност имат шанс да станат по-широко разпространени. Но широките граници на издръжливост за един фактор не означават широки граници за всички фактори. Растението може да е толерантно към големи температурни колебания, но има тесни диапазони на водоустойчивост. Животно като пъстървата може да бъде много чувствително към температурата, но яде голямо разнообразие от храни.

Понякога по време на живота на индивида неговата толерантност може да се промени (съответно ще се промени позицията на кривата), ако индивидът се окаже в различни външни условия. Попадайки в такива условия, след известно време тялото свиква и се адаптира към тях. Последицата от това е промяна във физиологичния оптимум или изместване на купола на кривата на толерантност. Това явление се нарича адаптация, или аклиматизация.

При видовете с широко географско разпространение обитателите на географски или климатични зони често се оказват най-добре приспособени именно към онези условия, които са характерни за даден район. Това се дължи на способността на някои организми да образуват локални форми или екотипове, характеризиращи се с различни граници на устойчивост на температура, светлина или други фактори.

Да разгледаме като пример екотиповете на един от видовете медузи. Медузите се движат през водата с помощта на ритмични контракции на мускулите, които изтласкват водата от централната кухина на тялото, подобно на движението на ракета. Оптималната честота на такава пулсация е 15-20 контракции в минута. Индивидите, живеещи в моретата на северните ширини, се движат със същата скорост като медузите от същия вид в моретата на южните ширини, въпреки че температурата на водата на север може да бъде с 20 °C по-ниска. Следователно и двете форми на организми от един и същи вид успяха да се адаптират най-добре към местните условия.

Закон за минимума.Интензивността на определени биологични процеси често е чувствителна към два или повече фактора на околната среда. В този случай факторът, който присъства в минимално количество, от гледна точка на нуждите на тялото, ще бъде от решаващо значение. Това правило е формулирано от основателя на науката за минералните торове Юстус Либих(1803-1873) и получава името Закон за минимума. Ю. Либих откри, че добивът на растенията може да бъде ограничен от всяко от основните хранителни вещества, ако само този елемент е в недостиг.

Известно е, че различните фактори на околната среда могат да си взаимодействат, т.е. дефицитът на едно вещество може да доведе до дефицит на други вещества. Следователно най-общо законът за минимума може да се формулира по следния начин: успешното оцеляване на живите организми зависи от набор от условия; ограничаващ или ограничаващ фактор е всяко състояние на околната среда, което се приближава или надхвърля границата на стабилност за организмите от даден вид.

Разпоредбата за ограничаващите фактори значително улеснява изучаването на сложни ситуации. Въпреки сложността на взаимоотношенията между организмите и тяхната среда, не всички фактори имат еднакво екологично значение. Например, кислородът е фактор от физиологична необходимост за всички животни, но от екологична гледна точка той става лимитиращ само в определени местообитания. Ако рибата умре в река, първо трябва да се измери концентрацията на кислород във водата, тъй като тя е силно променлива, запасите от кислород лесно се изчерпват и често няма достатъчно кислород. Ако се наблюдава смърт на птици в природата, трябва да се търси друга причина, тъй като съдържанието на кислород във въздуха е относително постоянно и достатъчно от гледна точка на нуждите на сухоземните организми.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Екологията е жизнено важна наука за хората, която изучава непосредствената им природна среда. Човекът, наблюдавайки природата и присъщата й хармония, неволно се стреми да внесе тази хармония в живота си. Това желание стана особено остро едва сравнително наскоро, след като последиците от неразумни икономически дейности, водещи до унищожаване на природната среда, станаха много забележими. И това в крайна сметка се отрази неблагоприятно на самия човек.

Трябва да се помни, че екологията е фундаментална научна дисциплина, чиито идеи са много важни. И ако признаем важността на тази наука, трябва да се научим да използваме правилно нейните закони, понятия и термини. В крайна сметка те помагат на хората да определят своето място в околната среда и да използват природните ресурси правилно и рационално. Доказано е, че човешкото използване на природните ресурси при пълно непознаване на законите на природата често води до сериозни, непоправими последици.

Всеки човек на планетата трябва да познава основите на екологията като наука за нашия общ дом – Земята. Познаването на основите на екологията ще помогне както на обществото, така и на индивида да изградят разумно живота си; те ще помогнат на всеки да се почувства като част от великата природа, да постигне хармония и комфорт там, където преди е имало неразумна борба с природните сили.

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНАТА ЛИТЕРАТУРАЕкологични фактори на околната среда (биотични фактори; Биотичен околната среда фактори; Биотични фактори; ....5 Въпрос № 67 Природни ресурси, техен класификация. Ресурсен цикъл ПРИРОДНИ РЕСУРСИ (природни...

Това са всякакви фактори на околната среда, на които тялото реагира с адаптивни реакции.

Околната среда е едно от основните екологични понятия, което означава комплекс от условия на околната среда, които влияят върху живота на организмите. В широк смисъл околната среда се разбира като съвкупност от материални тела, явления и енергия, които влияят на тялото. Възможно е също така да има по-специфично, пространствено разбиране за околната среда като непосредствена среда на даден организъм - неговото местообитание. Местообитанието е всичко, сред което живее един организъм; това е част от природата, която заобикаля живите организми и има пряко или косвено влияние върху тях. Тези. елементи от средата, които не са безразлични към даден организъм или вид и по един или друг начин му влияят, са фактори по отношение на него.

Компонентите на околната среда са разнообразни и променливи, поради което живите организми постоянно се адаптират и регулират своята жизнена дейност в съответствие с настъпващите промени в параметрите на външната среда. Такива адаптации на организмите се наричат ​​адаптация и им позволяват да оцелеят и да се размножават.

Всички фактори на околната среда са разделени на

• Абиотичните фактори са фактори от неживата природа, които пряко или косвено влияят на тялото - светлина, температура, влажност, химичен състав на въздуха, водата и почвената среда и др. (т.е. свойства на околната среда, чието възникване и въздействие не пряко зависят от дейността на живите организми).
• Биотичните фактори са всички форми на въздействие върху организма от околните живи същества (микроорганизми, влиянието на животните върху растенията и обратно).
• Антропогенните фактори са различни форми на дейност на човешкото общество, които водят до промени в природата като местообитание на други видове или пряко засягат живота им.

Факторите на околната среда влияят на живите организми

• като дразнители, предизвикващи адаптивни промени във физиологичните и биохимичните функции;
• като ограничения, които правят невъзможно съществуването в дадени условия;
• като модификатори, които причиняват структурни и функционални промени в организмите и като сигнали, показващи промени в други фактори на околната среда.

В този случай е възможно да се установи общият характер на въздействието на факторите на околната среда върху живия организъм.

Всеки организъм има специфичен набор от адаптации към факторите на околната среда и съществува безопасно само в определени граници на тяхната променливост. Най-благоприятното ниво на фактора за живота се нарича оптимално.

При малки стойности или при прекомерно излагане на фактор жизнената активност на организмите пада рязко (забележимо инхибирана). Обхватът на действие на фактор на околната среда (областта на толерантност) е ограничен от минималните и максималните точки, съответстващи на екстремните стойности на този фактор, при които е възможно съществуването на организма.

Горното ниво на фактора, извън което жизнената дейност на организмите става невъзможна, се нарича максимум, а долното ниво се нарича минимум (фиг.). Естествено, всеки организъм се характеризира със собствени максимуми, оптимуми и минимуми на факторите на средата. Например, домашната муха може да издържи на температурни колебания от 7 до 50 ° C, но човешкият кръгъл червей живее само при температура на човешкото тяло.

Оптималните, минималните и максималните точки съставляват три кардинални точки, които определят способността на тялото да реагира на даден фактор. Крайните точки на кривата, изразяващи състоянието на потиснатост с дефицит или излишък на фактор, се наричат ​​области на песимум; те съответстват на песималните стойности на фактора. В близост до критичните точки има сублетални стойности на фактора, а извън зоната на толерантност има летални зони на фактора.

Условията на околната среда, при които всеки фактор или тяхната комбинация излиза извън зоната на комфорт и има депресиращ ефект, често се наричат ​​екстремни, гранични (екстремни, трудни) в екологията. Те характеризират не само екологични ситуации (температура, соленост), но и местообитания, където условията са близки до границите на съществуване на растения и животни.

Всеки жив организъм се влияе едновременно от комплекс от фактори, но само един от тях е ограничаващ. Фактор, който задава рамката за съществуването на организъм, вид или съобщество, се нарича ограничаващ (ограничаващ). Например разпространението на много животни и растения на север е ограничено от липсата на топлина, докато на юг ограничаващият фактор за същите видове може да бъде липсата на влага или необходимата храна. Въпреки това, границите на издръжливостта на тялото по отношение на ограничаващия фактор зависят от нивото на други фактори.

Животът на някои организми изисква условия, ограничени от тесни граници, тоест оптималният диапазон не е постоянен за вида. Оптималното действие на фактора е различно при различните видове. Обхватът на кривата, т.е. разстоянието между праговите точки, показва зоната на влияние на фактора на околната среда върху тялото (фиг. 104). В условия, близки до праговото действие на фактора, организмите се чувстват потиснати; те могат да съществуват, но не достигат пълно развитие. Растенията обикновено не плододават. При животните, напротив, пубертетът се ускорява.

Големината на обхвата на действие на фактора и особено оптималната зона позволява да се прецени издръжливостта на организмите по отношение на даден елемент от околната среда и показва тяхната екологична амплитуда. В тази връзка организмите, които могат да живеят в доста разнообразни условия на околната среда, се наричат ​​zvrybionts (от гръцки „евро“ - широк). Например кафявата мечка живее в студен и топъл климат, в сухи и влажни райони и яде разнообразна растителна и животинска храна.

Във връзка с частните фактори на околната среда се използва термин, започващ със същия префикс. Например, животни, които могат да живеят в широк диапазон от температури, се наричат ​​евритермни, докато организми, които могат да живеят само в тесни температурни диапазони, се наричат ​​стенотермни. По същия принцип един организъм може да бъде еврихидриден или стенохидриден, в зависимост от реакцията му на колебания във влажността; еврихалин или стенохалин - в зависимост от способността да понася различни стойности на соленост и др.

Съществуват и понятията екологична валентност, която представлява способността на организма да обитава различни среди, и екологична амплитуда, която отразява широчината на обхвата на даден фактор или широчината на оптималната зона.

Количествените модели на реакцията на организмите към действието на фактор на околната среда се различават в зависимост от условията им на живот. Стенобионтността или еврибионтността не характеризират специфичността на даден вид по отношение на фактор на околната среда. Например, някои животни са ограничени до тесен диапазон от температури (т.е. стенотермични) и в същото време могат да съществуват в широк диапазон на соленост на околната среда (еврихалин).

Факторите на околната среда влияят върху живия организъм едновременно и съвместно, като действието на един от тях зависи до известна степен от количественото изражение на други фактори - светлина, влажност, температура, околни организми и др. Тази закономерност се нарича взаимодействие на факторите. Понякога дефицитът на един фактор се компенсира частично от повишената активност на друг; появява се частична заменимост на ефектите от факторите на околната среда. В същото време нито един от факторите, необходими на тялото, не може да бъде напълно заменен с друг. Фототрофните растения не могат да растат без светлина при най-оптималните температурни или хранителни условия. Следователно, ако стойността на поне един от необходимите фактори надхвърли диапазона на допустимост (под минимума или над максимума), тогава съществуването на организма става невъзможно.

Екологичните фактори, които имат песимална стойност в определени условия, т.е. тези, които са най-отдалечени от оптималните, особено усложняват възможността видовете да съществуват в тези условия, въпреки оптималната комбинация от други условия. Тази зависимост се нарича закон на ограничаващите фактори. Такива фактори, които се отклоняват от оптимума, придобиват първостепенно значение в живота на даден вид или отделни индивиди, определяйки техния географски обхват.

Идентифицирането на ограничаващите фактори е много важно в селскостопанската практика за установяване на екологичната валентност, особено в най-уязвимите (критичните) периоди от онтогенезата на животните и растенията.

ЛЕКЦИЯ №4

ТЕМА: ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

ПЛАН:

1. Концепцията за факторите на околната среда и тяхната класификация.

2. Абиотични фактори.

2.1. Екологична роля на основните абиотични фактори.

2.2. Топографски фактори.

2.3. Космически фактори.

3. Биотични фактори.

4. Антропогенни фактори.

1. Концепцията за факторите на околната среда и тяхната класификация

Фактор на околната среда е всеки елемент от околната среда, който може пряко или косвено да повлияе на живия организъм, поне на един от етапите на неговото индивидуално развитие.

Факторите на околната среда са разнообразни и всеки фактор е комбинация от съответно състояние на околната среда и нейния ресурс (резерв в околната среда).

Екологичните фактори на околната среда обикновено се разделят на две групи: фактори от инертна (нежива) природа - абиотични или абиогенни; фактори на живата природа – биотични или биогенни.

Наред с горната класификация на факторите на околната среда, има много други (по-рядко срещани), които използват други отличителни характеристики. Така се идентифицират фактори, които зависят и не зависят от броя и плътността на организмите. Например ефектът на макроклиматичните фактори не се влияе от броя на животните или растенията, но епидемиите (масовите заболявания), причинени от патогенни микроорганизми, зависят от броя им на дадена територия. Известни са класификации, в които всички антропогенни фактори се класифицират като биотични.

2. Абиотични фактори

В абиотичната част на околната среда (в неживата природа) всички фактори, преди всичко, могат да бъдат разделени на физични и химични. Въпреки това, за да се разбере същността на разглежданите явления и процеси, е удобно да се представят абиотичните фактори като набор от климатични, топографски, космически фактори, както и характеристики на състава на околната среда (водна, сухоземна или почвена), и т.н.

Физически фактори- това са тези, чийто източник е физическо състояние или явление (механично, вълново и др.). Например температурата, ако е висока, ще има изгаряне, ако е много ниска, ще има измръзване. Други фактори също могат да повлияят на влиянието на температурата: във водата - течение, на сушата - вятър и влажност и др.

Химични фактори- това са тези, които произлизат от химическия състав на околната среда. Например, солеността на водата, ако е висока, животът в резервоара може напълно да отсъства (Мъртво море), но в същото време повечето морски организми не могат да живеят в прясна вода. Животът на животните на сушата и във водата и т.н. зависи от достатъчното ниво на кислород.

Едафични фактори(почва) е съвкупност от химични, физични и механични свойства на почвите и скалите, които влияят както на организмите, живеещи в тях, т.е., за които те са местообитание, така и на кореновата система на растенията. Известно е влиянието на химичните компоненти (биогенни елементи), температурата, влажността и структурата на почвата върху растежа и развитието на растенията.

2.1. Екологична роля на основните абиотични фактори

Слънчева радиация.Слънчевата радиация е основният източник на енергия за екосистемата. Енергията на Слънцето се разпространява в пространството под формата на електромагнитни вълни. За организмите са важни дължината на вълната на възприеманото лъчение, неговият интензитет и продължителността на облъчване.

Около 99% от цялата енергия на слънчевата радиация се състои от лъчи с дължина на вълната k = nm, включително 48% във видимата част на спектъра (k = nm), 45% в близката инфрачервена (k = nm) и около 7% в ултравиолетовото (Към< 400 нм).

Лъчите с X = nm са от първостепенно значение за фотосинтезата. Дълговълновата (далечна инфрачервена) слънчева радиация (k > 4000 nm) има малък ефект върху жизнените процеси на организмите. Ултравиолетовите лъчи с k > 320 nm в малки дози са необходими за животните и хората, тъй като под тяхно влияние в организма се образува витамин D. Лъчение с k< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Когато слънчевата светлина преминава през атмосферния въздух, тя се отразява, разсейва и абсорбира. Чистият сняг отразява приблизително 80-95% от слънчевата светлина, замърсеният сняг - 40-50%, черноземната почва - до 5%, сухата лека почва - 35-45%, иглолистните гори - 10-15%. Въпреки това, осветеността на земната повърхност варира значително в зависимост от времето на годината и деня, географската ширина, изложението на склона, атмосферните условия и др.

Поради въртенето на Земята периодично се редуват светли и тъмни периоди. Цъфтежът, покълването на семената при растенията, миграцията, зимният сън, размножаването на животните и много други в природата са свързани с продължителността на фотопериода (дължината на деня). Нуждата от светлина за растенията определя бързия им растеж на височина и слоестата структура на гората. Водните растения се разпространяват главно в повърхностните слоеве на водоемите.

Пряката или дифузна слънчева радиация не е необходима само на малка група живи същества - някои видове гъби, дълбоководни риби, почвени микроорганизми и др.

Най-важните физиологични и биохимични процеси, извършвани в живия организъм, дължащи се на наличието на светлина, включват следното:

1. Фотосинтеза (1-2% от слънчевата енергия, попадаща на Земята, се използва за фотосинтеза);

2. Транспирация (около 75% - за транспирация, която осигурява охлаждане на растенията и движението на водни разтвори на минерални вещества през тях);

3. Фотопериодизъм (осигурява синхронност на жизнените процеси в живите организми с периодично променящи се условия на околната среда);

4. Движение (фототропизъм при растенията и фототаксис при животни и микроорганизми);

5. Зрение (една от основните анализиращи функции на животните);

6. Други процеси (синтез на витамин D при хора на светлина, пигментация и др.).

Основата на биоценозите на централна Русия, както повечето сухоземни екосистеми, са производителите. Използването им на слънчева светлина е ограничено от редица природни фактори и на първо място от температурните условия. В тази връзка са разработени специални адаптивни реакции под формата на подреждане, мозаечни листа, фенологични различия и др. Въз основа на изискванията си към условията на осветление растенията се разделят на светло или светлолюбиви (слънчоглед, живовляк, домат, акация, пъпеш), сенчести или несветлолюбиви (горски билки, мъхове) и сенкоустойчиви (киселец, пирен, ревен, малини, къпини).

Растенията създават условията за съществуване на други видове живи същества. Ето защо тяхната реакция към условията на осветление е толкова важна. Замърсяването на околната среда води до промени в осветеността: намаляване на нивото на слънчева изолация, намаляване на количеството фотосинтетично активна радиация (PAR е частта от слънчевата радиация с дължина на вълната от 380 до 710 nm) и промяна в спектралната състав на светлината. В резултат на това се разрушават ценозите въз основа на пристигането на слънчева радиация в определени параметри.

температура.За естествените екосистеми на нашата зона температурният фактор, заедно със светлинното захранване, е определящ за всички жизнени процеси. Активността на популациите зависи от времето на годината и времето на деня, тъй като всеки от тези периоди има свои собствени температурни условия.

Температурата е свързана предимно със слънчевата радиация, но в някои случаи се определя от енергията от геотермални източници.

При температури под точката на замръзване живата клетка се уврежда физически от получените ледени кристали и умира, а при високи температури ензимите се денатурират. По-голямата част от растенията и животните не могат да издържат на отрицателни телесни температури. Горната температурна граница на живота рядко се повишава над 40–45 °C.

В диапазона между крайните граници скоростта на ензимните реакции (и следователно скоростта на метаболизма) се удвоява с всяко повишаване на температурата с 10°C.

Значителна част от организмите са в състояние да контролират (поддържат) телесната температура, предимно в най-важните органи. Такива организми се наричат хомеотермичен- топлокръвен (от гръцки homoios - подобен, therme - топлина), за разлика от пойкилотермичен- студенокръвен (от гръцки poikilos - разнообразен, променлив, разнообразен), имащ нестабилна температура, в зависимост от температурата на околната среда.

Пойкилотермичните организми през студения сезон или през деня намаляват нивото на жизнените процеси до анабиоза. Това се отнася предимно за растения, микроорганизми, гъби и пойкилотермни (студенокръвни) животни. Само хомеотермните (топлокръвни) видове остават активни. Хетеротермните организми, намиращи се в неактивно състояние, имат телесна температура не много по-висока от температурата на външната среда; в активно състояние - доста високо (мечки, таралежи, прилепи, гофери).

Терморегулацията на хомеотермичните животни се осигурява от специален тип метаболизъм, който възниква с отделянето на топлина в тялото на животното, наличието на топлоизолационни покрития, размер, физиология и др.

Що се отнася до растенията, те са развили редица свойства в процеса на еволюция:

студоустойчивост– способност да издържа продължително време на ниски положителни температури (от O°C до +5°C);

зимна издръжливост– способността на многогодишните видове да понасят комплекс от зимни неблагоприятни условия;

устойчивост на замръзване– способност да издържа на отрицателни температури за дълго време;

анабиоза– способност за издържане на период на продължителна липса на фактори на околната среда в състояние на рязък спад на метаболизма;

топлоустойчивост– способност да понася високи (над +38°…+40°C) температури без значителни метаболитни нарушения;

ефимерност– намаляване на онтогенезата (до 2-6 месеца) при видове, растящи при кратки периоди на благоприятни температурни условия.

Във водна среда, поради високия топлинен капацитет на водата, температурните промени са по-малко драматични и условията са по-стабилни, отколкото на сушата. Известно е, че в райони, където температурата варира значително през целия ден, както и между сезоните, разнообразието от видове е по-малко, отколкото в региони с по-постоянни дневни и годишни температури.

Температурата, подобно на интензитета на светлината, зависи от географската ширина, сезона, времето на деня и изложението на склона. Ефектите от екстремните температури (ниски и високи) се усилват от силните ветрове.

Промяната в температурата при издигане във въздуха или потапяне във водна среда се нарича температурна стратификация. Обикновено и в двата случая има непрекъснато понижаване на температурата с определен градиент. Има обаче и други варианти. Така през лятото повърхностните води се нагряват повече от дълбоките. Поради значително намаляване на плътността на водата при нагряване, нейната циркулация започва в нагрятия повърхностен слой, без да се смесва с по-плътната, студена вода на долните слоеве. В резултат на това между топлия и студения слой се образува междинна зона с рязък температурен градиент. Всичко това влияе върху поставянето на живи организми във вода, както и върху преноса и разпръскването на постъпващите примеси.

Подобно явление възниква в атмосферата, когато охладените слоеве въздух се изместват надолу и се намират под топлите слоеве, т.е. възниква температурна инверсия, която допринася за натрупването на замърсители в повърхностния слой на въздуха.

Някои релефни характеристики допринасят за инверсия, например ями и долини. Това се случва, когато на определена надморска височина има вещества, например аерозоли, нагрявани директно от пряка слънчева радиация, което води до по-интензивно нагряване на горните слоеве на въздуха.

В почвената среда дневната и сезонната температурна стабилност (флуктуации) зависи от дълбочината. Значителен температурен градиент (както и влажност) позволява на обитателите на почвата да си осигурят благоприятна среда чрез малки движения. Наличието и изобилието на живи организми може да повлияе на температурата. Например под короната на гората или под листата на отделно растение се получава различна температура.

Валежи, влажност.Водата е от съществено значение за живота на Земята; от екологична гледна точка тя е уникална. При почти еднакви географски условия на Земята съществуват както гореща пустиня, така и тропическа гора. Разликата е само в годишната сума на валежите: в първия случай 0,2–200 mm, а във втория 900–2000 mm.

Валежите, тясно свързани с влажността на въздуха, са резултат от кондензация и кристализация на водни пари във високите слоеве на атмосферата. В приземния слой въздух се образуват роса и мъгла, а при ниски температури се наблюдава кристализация на влагата - пада слана.

Една от основните физиологични функции на всеки организъм е да поддържа достатъчно количество вода в тялото. В процеса на еволюция организмите са развили различни приспособления за получаване и икономично използване на вода, както и за оцеляване в сухи периоди. Някои пустинни животни получават вода от храната, други чрез окисляване на навреме съхранени мазнини (например камила, която е способна да получи 107 g метаболитна вода от 100 g мазнина чрез биологично окисление); В същото време те имат минимална водопропускливост на външната обвивка на тялото, а сухотата се характеризира с изпадане в състояние на покой с минимална скорост на метаболизма.

Сухите растения получават вода главно от почвата. Ниските валежи, бързото отводняване, интензивното изпарение или комбинацията от тези фактори водят до изсушаване, а излишната влага води до преовлажняване и преовлажняване на почвите.

Балансът на влага зависи от разликата между количеството на валежите и количеството вода, изпарено от повърхностите на растенията и почвата, както и чрез транспирация]. От своя страна процесите на изпарение пряко зависят от относителната влажност на атмосферния въздух. Когато влажността е близо до 100%, изпарението практически спира, а ако температурата се понижи още, започва обратният процес - кондензация (образува се мъгла, пада роса и слана).

В допълнение към отбелязаното, влажността на въздуха като фактор на околната среда, в екстремните си стойности (висока и ниска влажност), засилва въздействието (утежнява) ефекта на температурата върху тялото.

Насищането на въздуха с водни пари рядко достига максималната си стойност. Дефицитът на влажност е разликата между максимално възможната и реално съществуващата наситеност при дадена температура. Това е един от най-важните параметри на околната среда, тъй като характеризира две величини едновременно: температура и влажност. Колкото по-голям е дефицитът на влага, толкова е по-сухо и топло и обратно.

Валежният режим е най-важният фактор, определящ миграцията на замърсителите в природната среда и измиването им от атмосферата.

Във връзка с водния режим се разграничават следните екологични групи живи същества:

хидробионти– обитатели на екосистеми, чийто целия жизнен цикъл протича във водата;

хигрофити– растения от влажни местообитания (блатен тъжник, плувец, широколистен рогоз);

хигрофили– животни, живеещи в много влажни части на екосистеми (мекотели, земноводни, комари, мокрици);

мезофити– растения от умерено влажни местообитания;

ксерофити– растения от сухи местообитания (перена трева, пелин, астрагал);

ксерофили– жители на сухи райони, които не могат да понасят висока влажност (някои видове влечуги, насекоми, пустинни гризачи и бозайници);

сукуленти– растения от най-сухите местообитания, способни да натрупват значителни запаси от влага в стъблото или листата (кактуси, алое, агаве);

склерофити– растения от много сухи райони, които могат да издържат на тежка дехидратация (обикновен камилски трън, саксаул, саксагиз);

ефемери и ефемероиди- едногодишни и многогодишни тревисти видове, които имат съкратен цикъл, съвпадащ с период на достатъчно овлажняване.

Консумацията на влага от растенията може да се характеризира със следните показатели:

устойчивост на суша– способност да понасят намалено атмосферно и (или) почвено засушаване;

устойчивост на влага– способност да понася преовлажняване;

транспирационен коефициент- количеството вода, изразходвано за образуването на единица суха маса (за бяло зеле 500-550, за тиква - 800);

общ коефициент на потребление на вода- количеството вода, изразходвано от растението и почвата за създаване на единица биомаса (за ливадни треви - 350–400 m3 вода на тон биомаса).

Нарушаването на водния режим и замърсяването на повърхностните води са опасни, а в някои случаи и пагубни за ценозите. Промените във водния цикъл в биосферата могат да доведат до непредвидими последици за всички живи организми.

Мобилност на околната среда.Причините за движението на въздушните маси (вятъра) са преди всичко неравномерното нагряване на земната повърхност, предизвикващо промени в налягането, както и въртенето на Земята. Вятърът е насочен към по-топъл въздух.

Вятърът е най-важният фактор за разпространението на дълги разстояния на влага, семена, спори, химически примеси и пр. Той допринася както за намаляване на околоземната концентрация на прах и газообразни вещества в близост до точката на тяхното навлизане в атмосфера и до повишаване на фоновите концентрации във въздуха поради емисии от отдалечени източници, включително трансграничен транспорт.

Вятърът ускорява транспирацията (изпаряване на влагата от надземните части на растенията), което особено влошава условията на живот при ниска влажност. Освен това косвено засяга всички живи организми на сушата, участвайки в процесите на изветряне и ерозия.

Подвижността в пространството и смесването на водните маси спомагат за поддържането на относителната хомогенност (хомогенност) на физичните и химичните характеристики на водните тела. Средната скорост на повърхностните течения е в диапазона 0,1-0,2 m/s, достигайки на места 1 m/s и 3 m/s в близост до Гълфстрийм.

налягане.За нормално атмосферно налягане се счита абсолютното налягане на повърхността на Световния океан от 101,3 kPa, което съответства на 760 mm Hg. Изкуство. или 1 атм. В рамките на земното кълбо има постоянни области с високо и ниско атмосферно налягане и в едни и същи точки се наблюдават сезонни и дневни колебания. С увеличаване на надморската височина спрямо нивото на океана, налягането намалява, парциалното налягане на кислорода намалява и транспирацията в растенията се увеличава.

Периодично в атмосферата се образуват области с ниско налягане с мощни въздушни течения, движещи се спираловидно към центъра, които се наричат ​​циклони. Те се характеризират с големи валежи и нестабилно време. Противоположните природни явления се наричат ​​антициклони. Те се характеризират със стабилно време, слаби ветрове и в някои случаи температурни инверсии. По време на антициклоните понякога възникват неблагоприятни метеорологични условия, които допринасят за натрупването на замърсители в повърхностния слой на атмосферата.

Има също морско и континентално атмосферно налягане.

Налягането във водната среда се увеличава, докато се гмуркате. Поради значително (800 пъти) по-голяма плътност на водата от въздуха, на всеки 10 m дълбочина в сладководно тяло налягането се увеличава с 0,1 MPa (1 atm). Абсолютното налягане на дъното на Марианската падина надвишава 110 MPa (1100 atm).

Йонизиращорадиация.Йонизиращото лъчение е лъчение, което образува двойки йони при преминаване през вещество; фон - радиация, създадена от естествени източници. Тя има два основни източника: космическа радиация и радиоактивни изотопи и елементи в минералите на земната кора, възникнали някога по време на образуването на земното вещество. Благодарение на дългия период на полуразпад, ядрата на много първични радиоактивни елементи са се запазили в недрата на Земята до наши дни. Най-важните от тях са калий-40, торий-232, уран-235 и уран-238. Под въздействието на космическата радиация в атмосферата непрекъснато се образуват нови ядра от радиоактивни атоми, основните от които са въглерод-14 и тритий.

Радиационният фон на ландшафта е един от незаменимите компоненти на неговия климат. Във формирането на фона участват всички известни източници на йонизиращи лъчения, но приносът на всеки от тях към общата доза на облъчване зависи от конкретното географско местоположение. Човекът, като обитател на естествената среда, получава по-голямата част от радиацията от естествени източници на радиация и е невъзможно да се избегне това. Целият живот на Земята е изложен на радиация от Космоса. Планинските пейзажи, поради значителната им надморска височина, се характеризират с повишен принос на космическа радиация. Ледниците, действащи като абсорбиращ екран, улавят радиацията от подлежащата скала в своята маса. Открити са разлики в съдържанието на радиоактивни аерозоли над морето и сушата. Общата радиоактивност на морския въздух е стотици и хиляди пъти по-малка от тази на континенталния въздух.

На Земята има райони, където мощността на експозиционната доза е десетки пъти по-висока от средните стойности, например райони с находища на уран и торий. Такива места се наричат ​​провинции на уран и торий. Стабилно и относително по-високо ниво на радиация се наблюдава в райони, където излизат гранитни скали.

Биологичните процеси, съпътстващи образуването на почвата, значително влияят върху натрупването на радиоактивни вещества в нея. При ниско съдържание на хумусни вещества тяхната активност е слаба, докато черноземите винаги са имали по-висока специфична активност. Особено високо е в черноземни и ливадни почви, разположени в близост до гранитни масиви. Според степента на нарастване на специфичната активност почвите могат грубо да се подредят в следния ред: торф; чернозем; почви от степната зона и горската степ; почви, развиващи се върху гранити.

Влиянието на периодичните колебания в интензитета на космическото лъчение в близост до земната повърхност върху дозата на облъчване на живите организми е практически незначително.

В много райони на земното кълбо мощността на експозиционната доза, причинена от радиация от уран и торий, достига нивото на радиация, съществувало на Земята в геологично предвидимо време, през което е протекла естествената еволюция на живите организми. Като цяло йонизиращите лъчения действат по-пагубно на силно развитите и сложни организми, като хората са особено чувствителни. Някои вещества се разпределят равномерно в тялото, като въглерод-14 или тритий, докато други се натрупват в определени органи. Така радий-224, -226, олово-210, полоний-210 се натрупват в костната тъкан. Силен ефект върху белите дробове има инертният газ радон-220, който понякога се отделя не само от находищата в литосферата, но и от минералите, добивани от хората и използвани като строителни материали. Радиоактивните вещества могат да се натрупват във вода, почва, седимент или въздух, ако скоростта на тяхното освобождаване надвишава скоростта на радиоактивно разпадане. В живите организми натрупването на радиоактивни вещества става при постъпването им с храната.

2.2. Топографски фактори

Влиянието на абиотичните фактори до голяма степен зависи от топографските характеристики на района, които могат значително да променят както климата, така и характеристиките на развитието на почвата. Основният топографски фактор е надморската височина. С надморската височина средните температури намаляват, дневната температурна разлика се увеличава, количеството на валежите, скоростта на вятъра и интензивността на радиацията се увеличават, а налягането намалява. В резултат на това в планинските райони с издигане се наблюдава вертикална зоналност в разпределението на растителността, съответстваща на последователността на промените в ширинните зони от екватора към полюсите.

Планинските вериги могат да действат като климатични бариери. Издигайки се над планините, въздухът се охлажда, което често причинява валежи и по този начин намалява абсолютното съдържание на влага. След това, достигайки другата страна на планинската верига, изсушеният въздух помага за намаляване на интензивността на дъжда (снеговалеж), като по този начин създава „сянка от дъжд“.

Планините могат да играят ролята на изолиращ фактор в процесите на видообразуване, тъй като служат като бариера за миграцията на организмите.

Важен топографски фактор е експозиция(осветяване) на склона. В Северното полукълбо е по-топло по южните склонове, а в Южното полукълбо е по-топло по северните склонове.

Друг важен фактор е стръмност на склона, засягащи дренажа. Водата се стича по склоновете, отмивайки почвата, намалявайки нейния слой. Освен това под въздействието на гравитацията почвата бавно се свлича надолу, което води до нейното натрупване в основата на склоновете. Наличието на растителност възпрепятства тези процеси, но при наклони, по-големи от 35°, почвата и растителността обикновено липсват и се образуват сипеи от рохкав материал.

2.3. пространство фактори

Нашата планета не е изолирана от процесите, протичащи в космоса. Земята периодично се сблъсква с астероиди, приближава комети и е удряна от космически прах, метеоритни вещества и различни видове радиация от Слънцето и звездите. Слънчевата активност се променя циклично (един от циклите е с период от 11,4 години).

Науката е натрупала много факти, потвърждаващи влиянието на Космоса върху живота на Земята.

3. Биотичен фактори

Всички живи същества, заобикалящи организма в неговото местообитание, съставляват биотичната среда или биота. Биотични фактори- това е набор от въздействия на жизнената дейност на едни организми върху други.

Взаимоотношенията между животните, растенията и микроорганизмите са изключително разнообразни. На първо място, разграничете еднотипенреакции, т.е. взаимодействието на индивиди от един и същи вид, и хетеротипен- взаимоотношения между представители на различни видове.

Представители на всеки вид могат да съществуват в биотична среда, където връзките с други организми им осигуряват нормални условия на живот. Основната форма на проявление на тези връзки са хранителните взаимоотношения на организми от различни категории, които формират основата на хранителните (трофични) вериги, мрежи и трофичната структура на биотата.

В допълнение към хранителните връзки между растителните и животинските организми възникват и пространствени отношения. В резултат на действието на много фактори различните видове се обединяват не в произволна комбинация, а само при условие на приспособимост към съвместен живот.

Биотичните фактори се проявяват в биотичните взаимоотношения.

Разграничават се следните форми на биотични взаимоотношения.

Симбиоза(съжителство). Това е форма на връзка, при която и двамата партньори или един от тях се възползват от другия.

Сътрудничество. Кооперацията е дългосрочно, неразделно, взаимноизгодно съжителство на два или повече вида организми. Например връзката между рак отшелник и анемония.

Коменсализъм. Коменсализмът е взаимодействие между организмите, когато жизнената дейност на един осигурява храна (свободно натоварване) или подслон (настаняване) на друг. Типични примери са хиени, които събират останки от плячка, оставена неизядена от лъвове, пържени риби, които се крият под чадърите на големи медузи, както и някои гъби, растящи в корените на дърветата.

Мутуализъм. Мутуализмът е взаимноизгодно съжителство, когато присъствието на партньор се превръща в предпоставка за съществуването на всеки от тях. Пример за това е съжителството на нодулни бактерии и бобови растения, които могат да живеят заедно на бедни на азот почви и да обогатяват почвата с него.

Антибиоза. Форма на връзка, при която и двамата партньори или един от тях изпитват отрицателно влияние, се нарича антибиоза.

Конкуренция. Това е отрицателното въздействие на организмите един върху друг в борбата за храна, местообитание и други условия, необходими за живота. Най-ярко се проявява на популационно ниво.

Хищничество.Хищничеството е връзка между хищник и плячка, която включва изяждането на един организъм от друг. Хищниците са животни или растения, които хващат и ядат животни като храна. Например лъвовете ядат тревопасни копитни животни, птиците ядат насекоми, а големите риби ядат по-малки. Хищничеството е както полезно за един организъм, така и вредно за друг.

В същото време всички тези организми се нуждаят един от друг. В процеса на взаимодействие "хищник-плячка" възникват естественият подбор и адаптивната променливост, т.е. най-важните еволюционни процеси. В естествени условия нито един вид не се стреми (и не може) да доведе до унищожаване на друг. Освен това изчезването на всеки естествен „враг“ (хищник) от местообитанието може да допринесе за изчезването на неговата плячка.

Неутрализъм. Взаимната независимост на различни видове, живеещи на една и съща територия, се нарича неутрализъм. Например катериците и лосовете не се конкурират помежду си, но сушата в гората засяга и двете, макар и в различна степен.

Напоследък се обръща все по-голямо внимание на антропогенни фактори– съвкупността от въздействия на човека върху околната среда, причинени от неговата градоустройствена и техногенна дейност.

4. Антропогенни фактори

Съвременният етап на развитие на човешката цивилизация отразява такова ниво на знания и възможности на човечеството, че неговото въздействие върху околната среда, включително биологичните системи, придобива характера на глобална планетарна сила, която причисляваме към специална категория фактори - антропогенни, т.е. от човешка дейност. Те включват:

Промени в климата на Земята в резултат на естествени геоложки процеси, засилени от парниковия ефект, причинен от промени в оптичните свойства на атмосферата чрез емисии в нея главно на CO, CO2 и други газове;

Замърсяване на околоземното пространство (ENS), последствията от което все още не са напълно разбрани, с изключение на реалната опасност за космически кораби, включително комуникационни спътници, места на земната повърхност и други, които се използват широко в съвременните системи за взаимодействие между хората , държави и правителства;

Намаляване на мощността на стратосферния озонов екран с образуването на така наречените „озонови дупки“, намаляване на защитните способности на атмосферата срещу навлизането на земната повърхност на твърда късовълнова ултравиолетова радиация, опасна за живите организми;

Химическо замърсяване на атмосферата с вещества, които допринасят за образуването на киселинни валежи, фотохимичен смог и други съединения, опасни за биосферните обекти, включително хората и създадените от тях изкуствени обекти;

Замърсяване на океана и промени в свойствата на океанските води поради нефтопродукти, насищането им с въглероден диоксид в атмосферата, от своя страна замърсени от моторни превозни средства и топлоенергетика, заравяне на силно токсични химически и радиоактивни вещества в океанските води, навлизането на замърсители с речен отток, нарушения във водния баланс на крайбрежните територии поради регулиране на реките;

Изчерпване и замърсяване на всички видове земни източници и води;

Радиоактивно замърсяване на отделни зони и райони с тенденция за разпространение по земната повърхност;

Замърсяване на почвата поради замърсени валежи (например киселинен дъжд), неоптимално използване на пестициди и минерални торове;

Промени в геохимията на ландшафта поради топлинна енергия, преразпределение на елементи между подпочвата и повърхността на Земята в резултат на минна и металургична обработка (например концентрация на тежки метали) или извличане на повърхността на необичаен състав , силно минерализирани подпочвени води и саламура;

Продължаващото натрупване на битови отпадъци и всякакви твърди и течни отпадъци на повърхността на Земята;

Нарушаване на глобалния и регионален екологичен баланс, съотношението на компонентите на околната среда в крайбрежната суша и морето;

Продължаващо, а на места и нарастващо опустиняване на планетата, задълбочаване на процеса на опустиняване;

Намаляване на площта на тропическите гори и северната тайга, тези основни източници за поддържане на кислородния баланс на планетата;

В резултат на всички горепосочени процеси, освобождаването на екологични ниши и запълването им с други видове;

Абсолютно пренаселеност на Земята и относително демографско преуплътняване на отделните региони, крайна диференциация на бедност и богатство;

Влошаване на жизнената среда в пренаселените градове и мегаполиси;

Изчерпването на много минерални находища и постепенният преход от богати към все по-бедни руди;

Нарастващата социална нестабилност, като следствие от нарастващата диференциация на богатите и бедните части от населението на много страни, нарастващото ниво на въоръжаване на населението им, криминализацията и природните екологични бедствия.

Намаляване на имунния статус и здравословното състояние на населението на много страни по света, включително Русия, многократни повторения на епидемии, които стават все по-широко разпространени и тежки по своите последствия.

Това не е пълен набор от проблеми, при решаването на всеки от които специалист може да намери своето място и бизнес.

Най-разпространеното и значимо е химическото замърсяване на околната среда с необичайни за нея вещества от химическо естество.

Физическият фактор като замърсител на човешката дейност е недопустимо ниво на топлинно замърсяване (особено радиоактивно).

Биологичното замърсяване на околната среда е разнообразие от микроорганизми, най-голямата опасност сред които са различни заболявания.

Тестове въпроси И задачи

1. Какво представляват факторите на околната среда?

2. Кои фактори на околната среда се считат за абиотични и кои се класифицират като биотични?

3. Как се нарича съвкупността от влияния на жизнената активност на едни организми върху жизнената активност на други?

4. Какви са ресурсите на живите същества, как се класифицират и какво е екологичното им значение?

5. Кои фактори трябва да се вземат предвид първо при създаването на проекти за управление на екосистеми. Защо?

Фактори на околната средае комплекс от условия на околната среда, засягащи живите организми. Разграничете неживи фактори— абиотични (климатични, едафични, орографски, хидрографски, химически, пирогенни), фактори на дивата природа— биотични (фитогенни и зоогенни) и антропогенни фактори (въздействие на човешката дейност). Ограничаващите фактори включват всички фактори, които ограничават растежа и развитието на организмите. Приспособяването на организма към околната среда се нарича адаптация. Външният вид на организма, отразяващ неговата адаптивност към условията на околната среда, се нарича форма на живот.

Концепцията за екологичните фактори на околната среда, тяхната класификация

Индивидуалните компоненти на околната среда, които влияят на живите организми, на които те реагират с адаптивни реакции (адаптации), се наричат ​​фактори на околната среда или екологични фактори. С други думи се нарича комплексът от условия на околната среда, влияещи върху живота на организмите околната среда фактори на околната среда.

Всички фактори на околната среда са разделени на групи:

1. включват компоненти и явления от неживата природа, които пряко или косвено засягат живите организми. Сред многото абиотични фактори основна роля играят:

• климатични(слънчева радиация, светлина и светлинни условия, температура, влажност, валежи, вятър, атмосферно налягане и др.);
• едафичен(механична структура и химичен състав на почвата, влагоемкост, водни, въздушни и топлинни условия на почвата, киселинност, влажност, газов състав, ниво на подпочвените води и др.);
• орографски(релеф, изложение на склона, стръмност на склона, денивелация, надморска височина);
• хидрографски(прозрачност на водата, течливост, поток, температура, киселинност, газов състав, съдържание на минерални и органични вещества и др.);
• химически(газов състав на атмосферата, солев състав на водата);
• пирогенен(излагане на огън).

2. - съвкупността от взаимоотношения между живите организми, както и взаимното им влияние върху местообитанието. Ефектът на биотичните фактори може да бъде не само пряк, но и косвен, изразяващ се в корекция на абиотичните фактори (например промени в състава на почвата, микроклимата под горския навес и др.). Биотичните фактори включват:

• фитогенен(влиянието на растенията едно върху друго и върху околната среда);
• зоогенен(влиянието на животните едно върху друго и върху околната среда).

3. отразяват интензивното влияние на човека (пряко) или човешката дейност (непряко) върху околната среда и живите организми. Такива фактори включват всички форми на човешка дейност и човешкото общество, които водят до промени в природата като местообитание за други видове и пряко засягат техния живот. Всеки жив организъм се влияе от неживата природа, организми от други видове, включително и човека, и от своя страна оказва влияние върху всеки един от тези компоненти.

Въздействието на антропогенните фактори в природата може да бъде съзнателно, случайно или несъзнателно. Човекът, разоравайки девствени и угарни земи, създава земеделски земи, отглежда високопродуктивни и устойчиви на болести форми, разпространява едни видове и унищожава други. Тези влияния (съзнателни) често са отрицателни, например необмисленото преселване на много животни, растения, микроорганизми, хищническо унищожаване на редица видове, замърсяване на околната среда и др.

Биотичните фактори на околната среда се проявяват чрез взаимоотношенията на организмите, принадлежащи към една и съща общност. В природата много видове са тясно свързани помежду си и техните взаимоотношения помежду си като компоненти на околната среда могат да бъдат изключително сложни. Що се отнася до връзките между общността и околната неорганична среда, те винаги са двупосочни, реципрочни. По този начин природата на гората зависи от съответния тип почва, но самата почва до голяма степен се формира под влиянието на гората. По същия начин температурата, влажността и светлината в гората се определят от растителността, но преобладаващите климатични условия на свой ред влияят на общността от организми, живеещи в гората.

Въздействие на факторите на околната среда върху тялото

Въздействието на околната среда се възприема от организмите чрез факторите на околната среда, т.нар околната среда.Трябва да се отбележи, че факторът на околната среда е само променящ се елемент от средата, предизвиквайки в организмите, когато се промени отново, адаптивни екологични и физиологични реакции, които са наследствено фиксирани в процеса на еволюцията. Те се делят на абиотични, биотични и антропогенни (фиг. 1).

Те назовават цялата съвкупност от фактори в неорганичната среда, които влияят върху живота и разпространението на животните и растенията. Сред тях има: физични, химични и едафични.

Физически фактори -такива, чийто източник е физическо състояние или явление (механично, вълново и др.). Например, температура.

Химични фактори- тези, които произтичат от химическия състав на околната среда. Например солеността на водата, съдържанието на кислород и др.

Едафични (или почвени) факториса съвкупност от химични, физични и механични свойства на почвите и скалите, които влияят както на организмите, за които те са местообитание, така и на кореновата система на растенията. Например влиянието на хранителните вещества, влажността, структурата на почвата, съдържанието на хумус и др. върху растежа и развитието на растенията.

Ориз. 1. Схема на въздействието на местообитанието (средата) върху тялото

— фактори на човешката дейност, влияещи върху природната среда (хидросфера, ерозия на почвата, унищожаване на гори и др.).

Ограничаващи (ограничаващи) фактори на околната средаТова са фактори, които ограничават развитието на организмите поради липса или излишък на хранителни вещества спрямо необходимостта (оптимално съдържание).

По този начин, когато се отглеждат растения при различни температури, точката, в която се наблюдава максимален растеж, ще бъде оптимално.Целият температурен диапазон, от минимум до максимум, при който все още е възможен растеж, се нарича диапазон на стабилност (издръжливост),или толерантност.Ограничаващите го точки, т.е. максималните и минималните температури, подходящи за живот, са границите на стабилност. Между оптималната зона и границите на стабилност, приближавайки се до последната, растението изпитва нарастващ стрес, т.е. ние говорим за за зоните на стрес или зоните на потисничество,в границите на стабилност (фиг. 2). С напредване нагоре и надолу по скалата от оптимума стресът не само се засилва, но и когато се достигнат границите на съпротивителните сили на организма, настъпва неговата смърт.

Ориз. 2. Зависимост на действието на фактор на средата от неговата интензивност

Така за всеки вид растение или животно има оптимум, зони на стрес и граници на стабилност (или издръжливост) по отношение на всеки фактор на околната среда. Когато факторът е близо до границите на издръжливост, организмът обикновено може да съществува само за кратко време. В по-тесен диапазон от условия е възможно дългосрочно съществуване и растеж на индивидите. В още по-тесен диапазон се извършва размножаване и видът може да съществува неограничено време. Обикновено някъде в средата на обхвата на съпротивление има условия, които са най-благоприятни за живот, растеж и размножаване. Оптимални се наричат ​​тези условия, при които индивидите от даден вид са най-пригодни, т.е. оставят най-голям брой потомци. На практика е трудно да се идентифицират такива състояния, така че оптимумът обикновено се определя от индивидуалните жизнени показатели (скорост на растеж, степен на преживяемост и др.).

Адаптациясе състои в адаптиране на тялото към условията на околната среда.

Способността за адаптиране е едно от основните свойства на живота като цяло, осигурявайки възможността за неговото съществуване, способността на организмите да оцеляват и да се възпроизвеждат. Адаптациите се проявяват на различни нива - от биохимията на клетките и поведението на отделните организми до структурата и функционирането на съобществата и екологичните системи. Всички адаптации на организмите към съществуване в различни условия са разработени исторически. В резултат на това се формират групи от растения и животни, специфични за всяка географска зона.

Възможно е да има адаптации морфологичен,когато структурата на един организъм се променя до образуването на нов вид и физиологичен,когато настъпят промени във функционирането на тялото. Тясно свързана с морфологичните адаптации е адаптивното оцветяване на животните, способността да се променя в зависимост от светлината (камбала, хамелеон и др.).

Широко известни примери за физиологична адаптация са зимната хибернация на животните, сезонните миграции на птиците.

Много важни за организмите са поведенчески адаптации.Например, инстинктивното поведение определя действието на насекоми и низши гръбначни животни: риби, земноводни, влечуги, птици и др. Това поведение е генетично програмирано и се предава по наследство (вродено поведение). Това включва: метода за изграждане на гнездо при птици, чифтосване, отглеждане на потомство и др.

Има и придобита команда, получена от индивида в хода на неговия живот. образование(или изучаване на) -основният начин за предаване на придобито поведение от едно поколение на друго.

Способността на индивида да управлява когнитивните си способности, за да оцелее при неочаквани промени в околната среда е интелигентност.Ролята на ученето и интелигентността в поведението нараства с подобряването на нервната система - увеличаване на мозъчната кора. За хората това е определящият механизъм на еволюцията. Способността на видовете да се адаптират към определен набор от фактори на околната среда се обозначава с понятието екологична мистика на вида.

Комбинираният ефект на факторите на околната среда върху тялото

Факторите на околната среда обикновено действат не един по един, а комплексно. Ефектът на един фактор зависи от силата на влиянието на другите. Комбинацията от различни фактори има осезаемо влияние върху оптималните условия на живот на организма (виж фиг. 2). Действието на един фактор не замества действието на друг. Въпреки това, при комплексното влияние на околната среда, често може да се наблюдава „ефект на заместване“, който се проявява в сходството на резултатите от влиянието на различни фактори. По този начин светлината не може да бъде заменена с излишна топлина или изобилие от въглероден диоксид, но чрез повлияване на промените в температурата е възможно да се спре, например, фотосинтезата на растенията.

При комплексното въздействие на околната среда влиянието на различните фактори върху организмите е неравномерно. Те могат да бъдат разделени на основни, съпътстващи и второстепенни. Водещите фактори са различни за различните организми, дори и да живеят на едно и също място. Ролята на водещ фактор в различни етапи от живота на организма може да играе един или друг елемент на околната среда. Така например в живота на много културни растения, като например житните, водещ фактор през периода на покълване е температурата, през периода на брашне и цъфтеж - влажността на почвата, а през периода на зреене - количеството хранителни вещества и влажността на въздуха. Ролята на водещия фактор може да се променя през различните периоди от годината.

Водещият фактор може да е различен за един и същ вид, живеещ в различни физически и географски условия.

Понятието водещи фактори не трябва да се бърка с понятието за. Фактор, чието ниво в качествено или количествено отношение (недостиг или излишък) се оказва близко до границите на издръжливост на даден организъм, наречена ограничаваща.Ефектът на ограничаващия фактор ще се прояви и в случай, че други фактори на околната среда са благоприятни или дори оптимални. Както водещите, така и вторичните фактори на околната среда могат да действат като ограничаващи фактори.

Концепцията за ограничаващи фактори е въведена през 1840 г. от химика 10. Liebig. Изследвайки влиянието на съдържанието на различни химични елементи в почвата върху растежа на растенията, той формулира принципа: „Веществото, което се намира в минимума, контролира добива и определя размера и стабилността на последния във времето.“ Този принцип е известен като закон на минимума на Либих.

Ограничаващият фактор може да бъде не само дефицит, както посочи Либих, но и излишък от фактори като например топлина, светлина и вода. Както беше отбелязано по-рано, организмите се характеризират с екологични минимуми и максимуми. Диапазонът между тези две стойности обикновено се нарича граници на стабилност или толерантност.

Като цяло, сложността на влиянието на факторите на околната среда върху тялото се отразява от закона на толерантността на В. Шелфорд: липсата или невъзможността за просперитет се определя от дефицит или, обратно, излишък на някой от редица фактори, чието ниво може да бъде близко до границите, поносими от даден организъм (1913). Тези две граници се наричат ​​граници на толерантност.

Проведени са множество изследвания върху „екологията на толерантността“, благодарение на които са станали известни границите на съществуване на много растения и животни. Такъв пример е въздействието на замърсителите на въздуха върху човешкия организъм (фиг. 3).

Ориз. 3. Влиянието на замърсителите на въздуха върху човешкия организъм. Max - максимална жизнена активност; Допълнителна - допустима жизнена активност; Opt е оптималната (не засягаща жизнената дейност) концентрация на вредно вещество; MPC е максимално допустимата концентрация на вещество, което не променя значително жизнената активност; Години - смъртоносна концентрация

Концентрацията на въздействащия фактор (вредно вещество) на фиг. 5.2 се обозначава със символа C. При стойности на концентрация C = C години, човек ще умре, но необратими промени в тялото му ще настъпят при значително по-ниски стойности на C = C MPC. Следователно обхватът на допустимото отклонение е ограничен точно от стойността C MPC = C limit. Следователно Cmax трябва да се определи експериментално за всеки замърсител или всяко вредно химическо съединение и неговата Cmax не трябва да бъде превишавана в конкретно местообитание (среда на живот).

За опазването на околната среда е важно горни граници на устойчивост на тялотокъм вредни вещества.

По този начин действителната концентрация на замърсителя C действителен не трябва да надвишава C максимално допустима концентрация (C fact ≤ C максимално допустима стойност = C lim).

Стойността на концепцията за ограничаващи фактори (Clim) е, че тя дава на еколога отправна точка при изучаване на сложни ситуации. Ако един организъм се характеризира с широк диапазон на толерантност към фактор, който е относително постоянен и той присъства в околната среда в умерени количества, тогава такъв фактор едва ли ще бъде ограничаващ. Напротив, ако е известно, че даден организъм има тесен диапазон на толерантност към някакъв променлив фактор, тогава именно този фактор заслужава внимателно проучване, тъй като може да бъде ограничаващ.

Въпрос 2. Какво влияние има температурата върху различните видове организми?
Всеки вид организъм е способен да живее само в рамките на определен температурен диапазон, в който температурните условия са най-благоприятни за неговото съществуване и неговите жизнени функции се извършват най-активно. Температурата пряко влияе върху скоростта на биохимичните реакции в телата на живите организми, които протичат в определени граници. Температурните граници, в които обикновено живеят организмите, са от 0 до 50oC. Но някои бактерии и водорасли могат да живеят в горещи извори при температури от 85-87°C. Високите температури (до 80oC) се понасят от някои едноклетъчни почвени водорасли, корови лишеи и семена от растения. Има животни и растения, които могат да понасят излагане на много ниски температури - докато замръзнат напълно. Когато се приближим до границите на температурния диапазон, скоростта на жизнените процеси се забавя, а извън неговите граници те спират напълно - организмът умира.
Повечето животни са студенокръвни (пойкилотермни) организми – телесната им температура зависи от температурата на околната среда. Това са всички видове безгръбначни животни и значителна част от гръбначните (риби, земноводни, влечуги).
Птиците и бозайниците са топлокръвни (хомеотермни) животни. Тяхната телесна температура е относително постоянна и до голяма степен зависи от метаболизма на самия организъм. Тези животни също развиват адаптации, които им позволяват да задържат телесната топлина (коса, гъсто оперение, дебел слой подкожна мастна тъкан и др.).
На по-голямата част от територията на Земята температурата има ясно изразени дневни и сезонни колебания, което определя определени биологични ритми на организмите. Температурният фактор оказва влияние и върху вертикалната зоналност на фауната и флората.

Въпрос 3: Как животните и растенията получават водата, от която се нуждаят?
вода- основният компонент на цитоплазмата на клетките, е един от най-важните фактори, влияещи върху разпространението на земните живи организми. Липсата на вода води до редица адаптации при растенията и животните.
Растенията извличат необходимата вода от почвата с помощта на корените си. Устойчивите на суша растения имат дълбока коренова система, по-малки клетки и повишена концентрация на клетъчен сок. Изпарението на водата намалява в резултат на намаляване на листата, образуване на дебела кутикула или восъчно покритие и др. Много растения могат да абсорбират влагата от въздуха (лишеи, епифити, кактуси). Редица растения имат много кратък вегетационен период (стига да има влага в почвата) - лалета, перушина и др. По време на сухо време те остават в латентно състояние под формата на подземни издънки - луковици или коренища.
Всички сухоземни животни се нуждаят от периодично снабдяване с вода, за да компенсират неизбежната загуба на вода поради изпаряване или отделяне. Много от тях пият вода, други, като земноводните, някои насекоми и кърлежи, я абсорбират през кожата на тялото в течно или парообразно състояние. При сухоземните членестоноги се образуват плътни обвивки, които предотвратяват изпарението, метаболизмът се променя - отделят се неразтворими продукти (пикочна киселина, гуанин). Много жители на пустини и степи (костенурки, змии) спят зимен сън по време на суша. Редица животни (насекоми, камили) използват за живота си метаболитна вода, която се получава при разграждането на мазнините. Много животински видове компенсират липсата на вода, като я поемат при пиене или хранене (земноводни, птици, бозайници).

Въпрос 4. Как организмите реагират на различни нива на светлина?
слънчева светлина- основният източник на енергия за живите организми. Интензитетът на светлината (осветеността) за много организми е сигнал за преструктуриране на процесите, протичащи в тялото, което им позволява да реагират най-добре на текущите промени във външните условия. Светлината е особено важна за зелените растения. Биологичният ефект на слънчевата светлина зависи от нейните характеристики: спектрален състав, интензивност, дневна и сезонна честота.
При много животни условията на осветление предизвикват положителна или отрицателна реакция към светлината. Някои насекоми (молци) се стичат към светлината, други (хлебарки) я избягват. Смяната на деня и нощта е от най-голямо екологично значение. Много животни са изключително дневни (повечето птици), други са изключително нощни (много дребни гризачи, прилепи и др.). Малките ракообразни, плаващи във водния стълб, остават в повърхностните води през нощта, а през деня се спускат в дълбините, избягвайки прекалено ярка светлина.
Ултравиолетовата част от спектъра има висока фотохимична активност: в тялото на животните участва в синтеза на витамин D, тези лъчи се възприемат от зрителните органи на насекомите.
Видимата част от спектъра (червени и сини лъчи) осигурява процеса на фотосинтеза и яркия цвят на цветята (привличане на опрашители). При животните видимата светлина участва в пространствената ориентация.
Инфрачервените лъчи са източник на топлинна енергия. Топлината е важна за терморегулацията на студенокръвните животни (безгръбначни и нисши гръбначни). В растенията инфрачервеното лъчение увеличава транспирацията, което насърчава усвояването на въглероден диоксид и движението на водата в тялото на растението.
Растенията и животните реагират на връзката между продължителността на периодите на светлина и тъмнина през деня или сезона. Това явление се нарича фотопериодизъм. Фотопериодизмът регулира ежедневните и сезонните ритми на живот на организмите, а също така е климатичен фактор, който определя жизнените цикли на много видове. При растенията фотопериодизмът се проявява в синхронизирането на периода на цъфтеж и узряване на плодовете с периода на най-активна фотосинтеза; при животните - при съвпадение на размножителния период с изобилие от храна, при миграции на птици, смяна на козината при бозайниците, зимен сън, промени в поведението и др.

Въпрос 5. Как замърсителите влияят на организмите?
В резултат на стопанската дейност на човека околната среда се замърсява от странични продукти от производството. Такива замърсители включват: сероводород, серен диоксид, соли на тежки метали (мед, олово, цинк и др.), радионуклиди, странични продукти от рафинирането на нефт и др. Особено в райони с развита промишленост, тези вещества могат да причинят смъртта на организмите и да стимулират развитието на мутационен процес, което в крайна сметка може да доведе до екологична катастрофа. Вредните вещества, намиращи се във водоемите, в почвата и в атмосферата, имат отрицателно въздействие върху растенията, животните и хората.
Много замърсители действат като отрови, причинявайки изчезването на цели растителни или животински видове. Други могат да се предават по хранителни вериги, да се натрупват в телата на организмите и да причиняват генни мутации, чието значение може да бъде оценено едва в бъдеще. Човешкият живот също става невъзможен в условията на замърсяване на околната среда, тъй като възникват множество директни отравяния с отрови, а също така се наблюдават странични ефекти от замърсената околна среда (увеличаване на инфекциозни заболявания, рак и заболявания на различни органи и системи). По правило замърсяването на околната среда води до намаляване на видовото разнообразие и нарушаване на стабилността на биоценозите.