Vides faktori nedzīvi. Vides faktoru klasifikācija

Valsts izglītības iestāde

Augstākā profesionālā izglītība.

"SANKTPETERBURGAS VALSTS UNIVERSITĀTE

PAKALPOJUMI UN EKONOMIKA"

Disciplīna: ekoloģija

Institūts (fakultāte): (IREU) “Reģionālās ekonomikas un vadības institūts”

Specialitāte: 080507 “Organizāciju vadība”

Par tēmu: Vides faktori un to klasifikācija.

Izpildīts:

Valkova Violetta Sergejevna

1. kursa studente

Nepilna laika studijas

Pārraugs:

Ovčiņņikova Raisa Andreevna

2008. – 2009. gads

IEVADS ………………………………………………………………………………………………..3

VIDES FAKTORI. VIDES APSTĀKĻI…………………………………………3

Abiotisks

Biotika

Antropogēns

ORGANISMU BIOTISKĀS ATTIECĪBAS ……………… ………………….6

EKOLOĢISKO VIDES FAKTORU IETEKMES UZ ORGANISMIEM VISPĀRĒJĀS REGULĀCIJAS…………………………………………………………………………………………………….7

SECINĀJUMS ……………………………………………………………………………………………………………9

ATSAUKSMES SARAKSTS ………… ……………………………………………………………..10

IEVADS

Iedomāsimies vienu augu vai dzīvnieku sugu un tajā vienu individuāls, garīgi izolējot viņu no pārējās dzīvās pasaules. Šī persona, atrodoties reibumā vides faktori to ietekmēs. Galvenie no tiem būs faktori, ko nosaka klimats. Visi labi zina, piemēram, ka vienas vai otras augu un dzīvnieku sugas pārstāvji nav sastopami visur. Daži augi dzīvo tikai gar ūdenstilpju krastiem, citi - zem meža lapotnes. Jūs nevarat satikt lauvu Arktikā un polārlāci Gobi tuksnesī. Mēs atzīstam, ka klimatiskajiem faktoriem (temperatūra, mitrums, gaisma utt.) ir vislielākā nozīme sugu izplatībā. Sauszemes dzīvniekiem, īpaši augsnes iemītniekiem, un augiem augsnes fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām ir liela nozīme. Ūdens organismiem ūdens kā vienīgā biotopa īpašības ir īpaši svarīgas. Dažādu dabas faktoru ietekmes uz atsevišķiem organismiem izpēte ir pirmais un vienkāršākais ekoloģijas iedalījums.

VIDES FAKTORI. VIDES APSTĀKĻI

Vides faktoru daudzveidība. Vides faktori ir jebkuri ārējie faktori, kas tieši vai netieši ietekmē dzīvnieku un augu skaitu (pārpilnību) un ģeogrāfisko izplatību.

Vides faktori ir ļoti dažādi gan pēc dabas, gan pēc to ietekmes uz dzīviem organismiem. Parasti visus vides faktorus iedala trīs lielās grupās - abiotiska, biotiska un antropogēna.

Abiotiskie faktori - tie ir nedzīvās dabas faktori, galvenokārt klimatiskie (saules gaisma, temperatūra, gaisa mitrums) un lokāli (reljefs, augsnes īpašības, sāļums, straumes, vējš, radiācija utt.). Šie faktori var ietekmēt ķermeni tieši(tieši) kā gaisma un siltums, vai netieši, piemēram, reljefs, kas nosaka tiešo faktoru (apgaismojums, mitrums, vējš utt.) darbību.

antropogēnie faktori - Tie ir tie cilvēka darbības veidi, kas, ietekmējot vidi, maina dzīvo organismu apstākļus vai tieši ietekmē noteiktas augu un dzīvnieku sugas. Viens no svarīgākajiem antropogēnajiem faktoriem ir piesārņojums.

Vides apstākļi. Vides apstākļi jeb ekoloģiskie apstākļi ir laikā un telpā mainīgi abiotiski vides faktori, uz kuriem organismi reaģē atšķirīgi atkarībā no to spēka. Vides apstākļi nosaka noteiktus ierobežojumus organismiem. Gaismas daudzums, kas iekļūst caur ūdens stabu, ierobežo zaļo augu dzīvi ūdenstilpēs. Skābekļa pārpilnība ierobežo gaisu elpojošo dzīvnieku skaitu. Temperatūra nosaka daudzu organismu darbību un kontrolē vairošanos.

Svarīgākie faktori, kas nosaka organismu dzīves apstākļus gandrīz visās dzīves vidēs, ir temperatūra, mitrums un gaisma. Ļaujiet mums sīkāk apsvērt šo faktoru ietekmi.

Temperatūra. Jebkurš organisms spēj dzīvot tikai noteiktā temperatūras diapazonā: sugas īpatņi mirst pārāk augstā vai pārāk zemā temperatūrā. Kaut kur šajā intervālā temperatūras apstākļi ir vislabvēlīgākie konkrētā organisma pastāvēšanai, visaktīvāk tiek veiktas tā dzīvībai svarīgās funkcijas. Temperatūrai tuvojoties intervāla robežām, dzīvības procesu ātrums palēninās, un visbeidzot tie apstājas pavisam – organisms iet bojā.

Temperatūras tolerances robežas dažādiem organismiem atšķiras. Ir sugas, kas var panest temperatūras svārstības plašā diapazonā. Piemēram, ķērpji un daudzas baktērijas spēj dzīvot ļoti dažādās temperatūrās. Starp dzīvniekiem siltasiņu dzīvniekiem ir vislielākā temperatūras tolerance. Tīģeris, piemēram, vienlīdz labi panes gan Sibīrijas aukstumu, gan Indijas tropisko reģionu vai Malajas arhipelāga karstumu. Bet ir arī sugas, kas spēj dzīvot tikai vairāk vai mazāk šaurās temperatūras robežās. Tas ietver daudzus tropu augus, piemēram, orhidejas. Mērenajā joslā tie var augt tikai siltumnīcās un prasa rūpīgu aprūpi. Daži rifus veidojošie koraļļi var dzīvot tikai jūrās, kur ūdens temperatūra ir vismaz 21 °C. Tomēr arī koraļļi iet bojā, kad ūdens kļūst pārāk karsts.

Sauszemes-gaisa vidē un pat daudzās ūdens vides zonās temperatūra nepaliek nemainīga un var ievērojami atšķirties atkarībā no gada sezonas vai diennakts laika. Tropu apgabalos gada temperatūras svārstības var būt pat mazāk pamanāmas nekā ikdienas. Un otrādi, mērenajos apgabalos temperatūra ievērojami atšķiras dažādos gada laikos. Dzīvnieki un augi ir spiesti pielāgoties nelabvēlīgajai ziemas sezonai, kuras laikā aktīva dzīve ir apgrūtināta vai vienkārši neiespējama. Tropu apgabalos šādi pielāgojumi nav tik izteikti. Aukstā periodā ar nelabvēlīgiem temperatūras apstākļiem šķiet, ka daudzu organismu dzīvē iestājas pauze: zīdītājiem iestājas ziemas miegs, augiem nobirst lapas utt. Daži dzīvnieki ilgstoši migrē uz vietām ar piemērotāku klimatu.

Mitrums. Lielāko daļu savas vēstures savvaļas dabu pārstāvēja tikai ūdens organismu formas. Iekarojot zemi, viņi tomēr nezaudēja atkarību no ūdens. Ūdens ir neatņemama lielākās daļas dzīvo būtņu sastāvdaļa: tas ir nepieciešams to normālai darbībai. Normāli attīstošs organisms pastāvīgi zaudē ūdeni un tāpēc nevar dzīvot pilnīgi sausā gaisā. Agrāk vai vēlāk šādi zaudējumi var izraisīt ķermeņa nāvi.

Fizikā mitrumu mēra pēc ūdens tvaiku daudzuma gaisā. Taču visvienkāršākais un ērtākais rādītājs, kas raksturo konkrētas teritorijas mitrumu, ir nokrišņu daudzums, kas tur nokritis gada vai cita laika periodā.

Augi iegūst ūdeni no augsnes, izmantojot savas saknes. Ķērpji spēj uztvert ūdens tvaikus no gaisa. Augiem ir vairāki pielāgojumi, kas nodrošina minimālu ūdens zudumu. Visiem sauszemes dzīvniekiem ir nepieciešama periodiska ūdens padeve, lai kompensētu neizbēgamo ūdens zudumu iztvaikošanas vai izdalīšanās dēļ. Daudzi dzīvnieki dzer ūdeni; citi, piemēram, abinieki, daži kukaiņi un ērces, absorbē to šķidrā vai tvaiku veidā caur ķermeņa apvalkiem. Lielākā daļa tuksneša dzīvnieku nekad nedzer. Viņi apmierina savas vajadzības no ūdens, ko piegādā ar pārtiku. Visbeidzot, ir dzīvnieki, kas ūdeni iegūst vēl sarežģītākā veidā – tauku oksidēšanās procesā. Kā piemērus var minēt kamieli un noteiktu veidu kukaiņus, piemēram, rīsus un klēts, kā arī drēbju kodes, kas barojas ar taukiem. Dzīvniekiem, tāpat kā augiem, ir daudz pielāgojumu ūdens taupīšanai.

Gaisma. Dzīvniekiem gaisma kā vides faktors ir nesalīdzināmi mazāk svarīga nekā temperatūra un mitrums. Bet dzīvajai dabai gaisma ir absolūti nepieciešama, jo tā tai praktiski kalpo kā vienīgais enerģijas avots.

Jau izsenis ir izšķirti gaismā mīlošie augi, kas spēj attīstīties tikai saules staros, un ēnā izturīgi augi, kas spēj labi augt zem meža lapotnes. Lielāko daļu pameža dižskābaržu mežā, kas ir īpaši ēnains, veido ēnu izturīgi augi. Tam ir liela praktiska nozīme mežaudzes dabiskajā atjaunošanā: lielu koku aizsegā spēj attīstīties daudzu koku sugu jaunie dzinumi.

Daudziem dzīvniekiem normāli apgaismojuma apstākļi izpaužas kā pozitīva vai negatīva reakcija uz gaismu. Ikviens zina, kā nakts kukaiņi plūst uz gaismu vai kā tarakāni izklīst, meklējot pajumti, ja tumšā telpā ieslēdz tikai gaismu.

Tomēr gaismai ir vislielākā ekoloģiskā nozīme dienas un nakts ciklā. Daudzi dzīvnieki ir tikai diennakts dzīvnieki (lielākā daļa caureju), citi ir tikai nakts dzīvnieki (daudzi mazi grauzēji, sikspārņi). Mazie vēžveidīgie, peldot ūdens kolonnā, naktī uzturas virszemes ūdeņos, un dienas laikā tie iegrimst dziļumā, izvairoties no pārāk spilgtas gaismas.

Salīdzinot ar temperatūru vai mitrumu, gaismai ir maza tieša ietekme uz dzīvniekiem. Tas kalpo tikai kā signāls organismā notiekošo procesu pārstrukturēšanai, kas ļauj tiem vislabāk reaģēt uz notiekošajām ārējo apstākļu izmaiņām.

Iepriekš uzskaitītie faktori neizsmeļ vides apstākļu kopumu, kas nosaka organismu dzīvi un izplatību. Tā sauktā sekundārie klimatiskie faktori, piemēram, vējš, atmosfēras spiediens, augstums. Vēja ietekme ir netieša: palielinot iztvaikošanu, tas palielina sausumu. Spēcīgi vēji veicina atdzišanu. Šī darbība ir svarīga aukstās vietās, augstos kalnos vai polārajos reģionos.

Antropogēni faktori. Piesārņotāji. Antropogēnie faktori ir ļoti dažādi pēc to sastāva. Cilvēks ietekmē dzīvo dabu, liekot ceļus, būvējot pilsētas, veicot lauksaimniecību, aizsprostot upes utt. Mūsdienu cilvēka darbība arvien vairāk izpaužas kā vides piesārņojums ar blakusproduktiem, bieži vien toksiskiem. Sēra dioksīds, kas izplūst no rūpnīcu un termoelektrostaciju caurulēm, metālu savienojumi (varš, cinks, svins), kas izvadīti netālu no raktuvēm vai veidojas automašīnu izplūdes gāzēs, naftas produktu atliekas, kas izplūst ūdenstilpēs, mazgājot naftas tankkuģus - tie ir tikai daži piesārņotāji, kas ierobežo organismu (īpaši augu) izplatību.

Rūpnieciskajās zonās piesārņojošo vielu jēdziens dažkārt sasniedz sliekšņa līmeņus, t.i. nāvējošs daudziem organismiem, vērtības. Tomēr, lai vai kā, gandrīz vienmēr būs vismaz daži vairāku sugu īpatņi, kas šādos apstākļos var izdzīvot. Iemesls ir tāds, ka pat dabiskās populācijās rezistenti indivīdi ir reti sastopami. Piesārņojuma līmenim palielinoties, rezistenti indivīdi var būt vienīgie, kas izdzīvo. Turklāt viņi var kļūt par stabilas populācijas dibinātājiem, kas ir mantojuši imunitāti pret šāda veida piesārņojumu. Šī iemesla dēļ piesārņojums dod mums iespēju it kā novērot evolūciju darbībā. Protams, ne katra populācija ir apveltīta ar spēju pretoties piesārņojumam, pat ja tikai atsevišķu indivīdu veidā.

Tādējādi jebkura piesārņotāja ietekme ir divējāda. Ja šī viela parādījusies nesen vai atrodas ļoti lielās koncentrācijās, tad katru iepriekš piesārņotajā teritorijā atrasto sugu parasti pārstāv tikai daži eksemplāri - tieši tādi, kuriem dabiskās mainīguma dēļ bija sākotnējā stabilitāte vai to tuvākās plūsmas.

Pēc tam piesārņotā teritorija izrādās apdzīvota daudz blīvāk, taču parasti ar daudz mazāku sugu skaitu nekā tad, ja piesārņojuma nebūtu. Šādas jaunizveidotas kopienas ar noplicinātu sugu sastāvu jau ir kļuvušas par cilvēka vides neatņemamu sastāvdaļu.

ORGANISMU BIOTISKĀS ATTIECĪBAS

Divu veidu jebkuri organismi, kas dzīvo vienā teritorijā un saskaras viens ar otru, nonāk dažādās attiecībās. Sugas stāvokli dažādās attiecību formās norāda ar nosacītām zīmēm. Mīnusa zīme (–) norāda uz nelabvēlīgu ietekmi (sugas indivīdi tiek apspiesti vai nodarīti kaitējums). Plusa zīme (+) norāda uz labvēlīgu ietekmi (sugas indivīdi gūst labumu). Nulles zīme (0) norāda, ka attiecības ir vienaldzīgas (bez ietekmes).

Tādējādi visus biotiskos savienojumus var iedalīt 6 grupās: neviena no populācijām neietekmē otru (00); abpusēji izdevīgi noderīgi savienojumi (+ +); abām sugām kaitīgas attiecības (– –); viena no sugām gūst labumu, otra piedzīvo apspiešanu (+ –); viena suga gūst labumu, otra nejūt kaitējumu (+ 0); viena suga ir apspiesta, otra negūst labumu (– 0).

Vienai no sugām, kas dzīvo kopā, otras ietekme ir negatīva (viņš piedzīvo apspiešanu), savukārt apspiedējs nesaņem ne kaitējumu, ne labumu - tas amensālisms(–0). Amensālisma piemērs ir zem egles augošie gaismas mīlošie augi, kas cieš no spēcīga ēnojuma, savukārt pašam kokam tas ir vienaldzīgs.

Tiek saukta tā attiecību forma, kurā viena suga saņem kādu priekšrocību, nenodarot otrai nekādu kaitējumu vai labumu komensālisms(+ 0). Piemēram, lielie zīdītāji (suņi, brieži) kalpo kā augļu un sēklu nesēji ar āķiem (piemēram, dadzis), negūstot no tā ne kaitējumu, ne labumu.

Kommensālisms ir vienas sugas vienpusēja izmantošana, nenodarot tai kaitējumu. Kommensālisma izpausmes ir dažādas, tāpēc tiek izdalīti vairāki varianti.

“Freeloading” ir īpašnieka pārtikas atlikumu patēriņš.

“Draudzība” ir dažādu vielu vai viena un tā paša ēdiena daļu patēriņš.

“Mājoklis” ir vienas sugas (viņu ķermeņu, mājokļu) izmantošana (kā pajumte vai mājvieta.

Dabā bieži tiek konstatētas abpusēji izdevīgas attiecības starp sugām, un daži organismi gūst abpusēju labumu no šīm attiecībām. Šajā abpusēji izdevīgo bioloģisko savienojumu grupā ietilpst dažādi simbiotisks attiecības starp organismiem. Simbiozes piemērs ir ķērpji, kas ir cieša, abpusēji izdevīga sēņu un aļģu kopdzīve. Labi zināms simbiozes piemērs ir zaļo augu (galvenokārt koku) un sēņu kopdzīve.

Viens no abpusēji izdevīgu attiecību veidiem ir protokola sadarbība(primārā sadarbība) (+ +). Tajā pašā laikā līdzāspastāvēšana, lai arī nav obligāta, ir izdevīga abām sugām, taču nav obligāts izdzīvošanas nosacījums. Protosadarbības piemērs ir atsevišķu meža augu sēklu izkliedēšana ar skudru palīdzību un dažādu pļavu augu apputeksnēšana ar bitēm.

Ja divām vai vairākām sugām ir līdzīgas ekoloģiskās prasības un tās dzīvo kopā, starp tām var rasties negatīva veida attiecības, ko sauc konkurenci(sāncensība, konkurence) (– –). Piemēram, visi augi sacenšas par gaismu, mitrumu, augsnes barības vielām un līdz ar to par savas teritorijas paplašināšanu. Dzīvnieki cīnās par pārtikas resursiem, patversmēm un arī par teritoriju.

Plēsonība(+ –) ir mijiedarbības veids starp organismiem, kurā vienas sugas pārstāvji nogalina un apēd citas sugas pārstāvjus.

Šie ir galvenie biotisko mijiedarbības veidi dabā. Jāatceras, ka konkrēta sugu pāra attiecību veids var mainīties atkarībā no ārējiem apstākļiem vai mijiedarbībā esošo organismu dzīves posma. Turklāt dabā biotiskās attiecībās vienlaikus iesaistās ne tikai pāris sugu, bet daudz lielāks to skaits.

EKOLOĢISKO VIDES FAKTORI IETEKMES UZ ORGANISMIEM VISPĀRĒJĀS REGULĀCIJAS

Temperatūras piemērs parāda, ka šo faktoru organisms panes tikai noteiktās robežās. Organisms iet bojā, ja vides temperatūra ir pārāk zema vai pārāk augsta. Vidēs, kur temperatūra ir tuvu šīm galējībām, dzīvi iedzīvotāji ir reti sastopami. Taču to skaits palielinās, temperatūrai tuvojoties vidējai vērtībai, kas ir vislabākā (optimālākā) konkrētai sugai.

Šo modeli var pārnest uz jebkuru citu faktoru, kas nosaka noteiktu dzīvības procesu ātrumu (mitrums, vēja stiprums, strāvas ātrums utt.).

Ja grafikā uzzīmē līkni, kas raksturo konkrēta procesa intensitāti (elpošana, kustība, uzturs utt.) atkarībā no kāda no vides faktoriem (protams, ar nosacījumu, ka šis faktors ietekmē galvenos dzīvības procesus), tad šī līkne gandrīz vienmēr būs zvanveida.

Šīs līknes sauc par līknēm tolerance(no grieķu val tolerance- pacietība, stabilitāte). Līknes virsotnes pozīcija norāda apstākļus, kas ir optimāli konkrētajam procesam.

Dažiem indivīdiem un sugām ir raksturīgi izliekumi ar ļoti asām virsotnēm. Tas nozīmē, ka to apstākļu diapazons, kādos ķermeņa aktivitāte sasniedz maksimumu, ir ļoti šaurs. Plakanās līknes atbilst plašam pielaides diapazonam.

Organismiem ar plašām rezistences robežām noteikti ir iespēja izplatīties. Tomēr plašas izturības robežas vienam faktoram nenozīmē plašas robežas visiem faktoriem. Augs var izturēt lielas temperatūras svārstības, taču tam ir šauri ūdens tolerances diapazoni. Dzīvnieks, piemēram, forele, var būt ļoti jutīgs pret temperatūru, bet ēd ļoti dažādus ēdienus.

Dažkārt indivīda dzīves laikā tā tolerance var mainīties (attiecīgi mainīsies līknes pozīcija), ja indivīds nonāk dažādos ārējos apstākļos. Atrodoties šādos apstākļos, pēc kāda laika organisms pierod un pielāgojas tiem. Tā sekas ir fizioloģiskā optimuma izmaiņas vai tolerances līknes kupola nobīde. Šo fenomenu sauc pielāgošanās, vai aklimatizācija.

Sugām ar plašu ģeogrāfisko izplatību ģeogrāfisko vai klimatisko zonu iedzīvotāji bieži vien izrādās vislabāk piemēroti tieši tiem apstākļiem, kas ir raksturīgi konkrētai teritorijai. Tas ir saistīts ar dažu organismu spēju veidot lokālas formas jeb ekotipus, kam raksturīgas dažādas temperatūras, gaismas vai citu faktoru izturības robežas.

Kā piemēru aplūkosim vienas medūzu sugas ekotipus. Medūzas pārvietojas pa ūdeni, izmantojot ritmiskas muskuļu kontrakcijas, kas izspiež ūdeni no ķermeņa centrālās dobuma līdzīgi kā raķetes kustībā. Šādas pulsācijas optimālais biežums ir 15-20 kontrakcijas minūtē. Ziemeļu platuma grādu jūrās dzīvojošie indivīdi pārvietojas ar tādu pašu ātrumu kā vienas sugas medūzas dienvidu platuma grādu jūrās, lai gan ūdens temperatūra ziemeļos var būt par 20 °C zemāka. Līdz ar to abas vienas sugas organismu formas spēja vislabāk pielāgoties vietējiem apstākļiem.

Minimuma likums. Dažu bioloģisko procesu intensitāte bieži ir jutīga pret diviem vai vairākiem vides faktoriem. Šajā gadījumā izšķiroša nozīme būs faktoram, kas ir minimālā daudzumā no organisma vajadzību viedokļa. Šo noteikumu formulēja minerālmēslu zinātnes pamatlicējs Justs Lībigs(1803-1873) un saņēma nosaukumu Minimuma likums. Ju.Lībigs atklāja, ka augu ražu var ierobežot jebkura no pamata barības vielām, ja vien šī elementa trūkst.

Ir zināms, ka dažādi vides faktori var mijiedarboties, tas ir, vienas vielas trūkums var izraisīt citu vielu deficītu. Tāpēc kopumā minimuma likumu var formulēt šādi: dzīvo organismu veiksmīga izdzīvošana ir atkarīga no apstākļu kopuma; ierobežojošs vai ierobežojošs faktors ir jebkurš vides stāvoklis, kas tuvojas vai pārsniedz noteiktas sugas organismu stabilitātes robežu.

Noteikums par ierobežojošiem faktoriem ievērojami atvieglo sarežģītu situāciju izpēti. Neskatoties uz to, ka attiecības starp organismiem un to vidi ir sarežģītas, ne visiem faktoriem ir vienāda ekoloģiskā nozīme. Piemēram, skābeklis ir fizioloģiskas nepieciešamības faktors visiem dzīvniekiem, bet no ekoloģiskā viedokļa tas kļūst ierobežojošs tikai noteiktos biotopos. Ja zivis upē iet bojā, vispirms ir jāmēra skābekļa koncentrācija ūdenī, jo tā ir ļoti mainīga, skābekļa rezerves ir viegli izsīkušas un skābekļa bieži vien nepietiek. Ja dabā tiek novērota putnu bojāeja, jāmeklē cits iemesls, jo skābekļa saturs gaisā ir samērā nemainīgs un pietiekams no sauszemes organismu prasībām.

SECINĀJUMS

Ekoloģija ir vitāli svarīga zinātne cilvēkiem, kas pēta viņu tuvāko dabisko vidi. Cilvēks, vērojot dabu un tai raksturīgo harmoniju, neviļus centās šo harmoniju ienest savā dzīvē. Šī vēlme kļuva īpaši aktuāla tikai salīdzinoši nesen, pēc tam, kad kļuva ļoti jūtamas nepamatotas saimnieciskās darbības sekas, kas noveda pie dabas vides iznīcināšanas. Un tas galu galā negatīvi ietekmēja pašu cilvēku.

Jāatceras, ka ekoloģija ir fundamentāla zinātnes disciplīna, kuras idejas ir ļoti svarīgas. Un, ja mēs atzīstam šīs zinātnes nozīmi, mums jāiemācās pareizi lietot tās likumus, jēdzienus un terminus. Galu galā tie palīdz cilvēkiem noteikt savu vietu vidē un pareizi un racionāli izmantot dabas resursus. Ir pierādīts, ka cilvēku dabas resursu izmantošana, pilnībā nezinot dabas likumus, bieži noved pie nopietnām, nelabojamām sekām.

Katram planētas cilvēkam ir jāzina ekoloģijas kā zinātnes pamati par mūsu kopīgām mājām – Zemi. Zināšanas par ekoloģijas pamatiem palīdzēs gan sabiedrībai, gan indivīdam gudri veidot savu dzīvi; tie palīdzēs ikvienam justies kā daļai no lielās Dabas, sasniegt harmoniju un komfortu tur, kur iepriekš bija nepamatota cīņa ar dabas spēkiem.

IZMANTOTO ATSAUCES SARAKSTS Ekoloģiskie vides faktori (Biotic faktoriem; Biotika vides faktoriem; Biotiskie faktori; ....5 Jautājums Nr. 67 Dabas resursi, viņu klasifikācija. Resursu cikls DABAS RESURSI (dabas...

Tie ir jebkuri vides faktori, uz kuriem organisms reaģē ar adaptīvām reakcijām.

Vide ir viens no galvenajiem ekoloģiskajiem jēdzieniem, kas nozīmē vides apstākļu kompleksu, kas ietekmē organismu dzīvi. Plašā nozīmē vide tiek saprasta kā materiālo ķermeņu, parādību un enerģijas kopums, kas ietekmē ķermeni. Var būt arī konkrētāka, telpiskā izpratne par vidi kā organisma tuvāko apkārtni – tā dzīvotni. Biotops ir viss, kurā dzīvo organisms, tā ir dabas daļa, kas ieskauj dzīvos organismus un tieši vai netieši ietekmē tos. Tie. vides elementi, kas nav vienaldzīgi pret konkrēto organismu vai sugu un vienā vai otrā veidā to ietekmē, ir faktori saistībā ar to.

Vides sastāvdaļas ir daudzveidīgas un mainīgas, tāpēc dzīvie organismi pastāvīgi pielāgojas un regulē savas dzīves aktivitātes atbilstoši ārējās vides parametru izmaiņām. Šādas organismu adaptācijas sauc par adaptāciju un ļauj tiem izdzīvot un vairoties.

Visi vides faktori ir sadalīti

• Abiotiskie faktori ir nedzīvas dabas faktori, kas tieši vai netieši ietekmē organismu – gaisma, temperatūra, mitrums, gaisa ķīmiskais sastāvs, ūdens un augsnes vide u.c. (t.i., vides īpašības, kuru rašanās un ietekme nekaitē. tiešā veidā ir atkarīgi no dzīvo organismu aktivitātes) .
• Biotiskie faktori ir visa veida apkārtējo dzīvo būtņu ietekme uz ķermeni (mikroorganismi, dzīvnieku ietekme uz augiem un otrādi).
• Antropogēnie faktori ir dažādas cilvēku sabiedrības darbības formas, kas izraisa izmaiņas dabā kā citu sugu dzīvotnē vai tieši ietekmē to dzīvi.

Vides faktori ietekmē dzīvos organismus

• kā kairinātāji, kas izraisa adaptīvas fizioloģisko un bioķīmisko funkciju izmaiņas;
• kā ierobežojumi, kas padara neiespējamu pastāvēt noteiktos apstākļos;
• kā modifikatori, kas izraisa strukturālas un funkcionālas izmaiņas organismos, un kā signāli, kas norāda uz izmaiņām citos vides faktoros.

Šajā gadījumā ir iespējams noteikt vides faktoru ietekmes uz dzīvo organismu vispārējo raksturu.

Jebkuram organismam ir īpašs pielāgošanās kopums vides faktoriem un tas droši pastāv tikai noteiktās to mainīguma robežās. Dzīvei labvēlīgāko faktora līmeni sauc par optimālo.

Pie mazām vērtībām vai ar pārmērīgu faktora iedarbību organismu dzīvībai svarīgā aktivitāte strauji pazeminās (ievērojami inhibēta). Vides faktora darbības diapazons (tolerances zona) ir ierobežots ar minimālajiem un maksimālajiem punktiem, kas atbilst šī faktora galējām vērtībām, pie kurām ir iespējama organisma pastāvēšana.

Faktora augšējo līmeni, pēc kura organismu dzīvībai svarīgā darbība kļūst neiespējama, sauc par maksimumu, bet apakšējo līmeni par minimumu (Zīm.). Dabiski, ka katram organismam ir raksturīgi savi vides faktoru maksimumi, optimumi un minimumi. Piemēram, mājas muša var izturēt temperatūras svārstības no 7 līdz 50 ° C, bet cilvēka apaļais tārps dzīvo tikai cilvēka ķermeņa temperatūrā.

Optimālais, minimālais un maksimālais punkts veido trīs galvenos punktus, kas nosaka ķermeņa spēju reaģēt uz noteiktu faktoru. Līknes galējos punktus, kas izsaka apspiešanas stāvokli ar faktora deficītu vai pārsniegumu, sauc par pesimu zonām; tie atbilst faktora pesimālajām vērtībām. Blakus kritiskajiem punktiem ir faktora subletālās vērtības, bet ārpus pielaides zonas ir faktora letālās zonas.

Vides apstākļus, kuros jebkurš faktors vai to kombinācija iziet ārpus komforta zonas un iedarbojas nomācoši, ekoloģijā nereti tiek saukti par ekstrēmiem, robežlīnijas (ekstrēmiem, sarežģītiem). Tie raksturo ne tikai vides situācijas (temperatūra, sāļums), bet arī biotopus, kur apstākļi ir tuvu augu un dzīvnieku eksistences robežām.

Jebkuru dzīvo organismu vienlaikus ietekmē faktoru komplekss, taču tikai viens no tiem ir ierobežojošs. Faktoru, kas nosaka organisma, sugas vai kopienas pastāvēšanas ietvaru, sauc par ierobežojošu (ierobežojošu). Piemēram, daudzu dzīvnieku un augu izplatību ziemeļos ierobežo siltuma trūkums, savukārt dienvidos vienas un tās pašas sugas ierobežojošais faktors var būt mitruma vai nepieciešamās barības trūkums. Taču ķermeņa izturības robežas attiecībā pret ierobežojošo faktoru ir atkarīgas no citu faktoru līmeņa.

Dažu organismu dzīvei nepieciešami apstākļi, ko ierobežo šauri ierobežojumi, tas ir, sugai optimālais diapazons nav nemainīgs. Faktora optimālais efekts dažādām sugām ir atšķirīgs. Līknes laidums, t.i., attālums starp sliekšņa punktiem, parāda vides faktora ietekmes laukumu uz ķermeni (104. att.). Apstākļos, kas ir tuvu faktora darbības sliekšņa iedarbībai, organismi jūtas nomākti; tie var pastāvēt, bet nesasniedz pilnīgu attīstību. Augi parasti nenes augļus. Dzīvniekiem, gluži pretēji, pubertāte paātrinās.

Faktora darbības diapazona lielums un jo īpaši optimālā zona ļauj spriest par organismu izturību attiecībā pret noteiktu vides elementu un norāda to ekoloģisko amplitūdu. Šajā sakarā organismus, kas var dzīvot diezgan dažādos vides apstākļos, sauc par zvrybiontiem (no grieķu “eiro” - plašs). Piemēram, brūnais lācis dzīvo aukstā un siltā klimatā, sausās un mitrās vietās un ēd dažādu augu un dzīvnieku pārtiku.

Saistībā ar privātajiem vides faktoriem tiek izmantots termins, kas sākas ar to pašu prefiksu. Piemēram, dzīvniekus, kas var dzīvot plašā temperatūras diapazonā, sauc par eiritermiskiem, savukārt organismus, kas spēj dzīvot tikai šauros temperatūras diapazonos, sauc par stenotermiskiem. Pēc šī paša principa organisms var būt eirihidrīds vai stenohidrīds atkarībā no tā reakcijas uz mitruma svārstībām; eurihalīns vai stenohalīns - atkarībā no spējas panest dažādas sāļuma vērtības utt.

Ir arī jēdzieni ekoloģiskā valence, kas atspoguļo organisma spēju apdzīvot dažādas vides, un ekoloģiskā amplitūda, kas atspoguļo faktora diapazona platumu vai optimālās zonas platumu.

Organismu reakcijas uz vides faktoru iedarbību kvantitatīvie modeļi atšķiras atkarībā no to dzīves apstākļiem. Stenobionitāte vai eiribionitāte neraksturo sugas specifiku attiecībā pret kādu vides faktoru. Piemēram, daži dzīvnieki ir ierobežoti ar šauru temperatūru diapazonu (t.i., stenotermiski) un tajā pašā laikā var pastāvēt plašā vides sāļuma diapazonā (eirihalīns).

Vides faktori dzīvo organismu ietekmē vienlaikus un kopīgi, un viena no tiem darbība zināmā mērā ir atkarīga no citu faktoru kvantitatīvās izpausmes - gaismas, mitruma, temperatūras, apkārtējo organismu utt. Šo modeli sauc par faktoru mijiedarbību. Dažreiz viena faktora trūkumu daļēji kompensē cita paaugstināta aktivitāte; parādās vides faktoru ietekmes daļēja aizvietojamība. Tajā pašā laikā nevienu no organismam nepieciešamajiem faktoriem nevar pilnībā aizstāt ar citu. Fototrofiskie augi nevar augt bez gaismas optimālākos temperatūras vai uztura apstākļos. Tāpēc, ja vismaz viena no nepieciešamajiem faktoriem vērtība pārsniedz tolerances diapazonu (zem minimuma vai virs maksimuma), tad organisma pastāvēšana kļūst neiespējama.

Vides faktori, kuriem konkrētos apstākļos ir pesimāla vērtība, t.i., tie, kas atrodas vistālāk no optimālā, īpaši sarežģī sugas iespējamību šajos apstākļos, neskatoties uz optimālu citu apstākļu kombināciju. Šo atkarību sauc par ierobežojošo faktoru likumu. Šādi faktori, kas novirzās no optimālā, iegūst īpašu nozīmi sugas vai atsevišķu indivīdu dzīvē, nosakot to ģeogrāfisko areālu.

Ierobežojošo faktoru identificēšana ir ļoti svarīga lauksaimniecības praksē, lai noteiktu ekoloģisko valenci, īpaši visneaizsargātākajos (kritiskajos) dzīvnieku un augu ontoģenēzes periodos.

LEKCIJA Nr.4

TĒMA: VIDES FAKTORI

PLĀNS:

1. Vides faktoru jēdziens un to klasifikācija.

2. Abiotiskie faktori.

2.1. Galveno abiotisko faktoru ekoloģiskā loma.

2.2. Topogrāfiskie faktori.

2.3. Telpas faktori.

3. Biotiskie faktori.

4. Antropogēnie faktori.

1. Vides faktoru jēdziens un to klasifikācija

Vides faktors ir jebkurš vides elements, kas var tieši vai netieši ietekmēt dzīvo organismu vismaz vienā no tā individuālās attīstības posmiem.

Vides faktori ir daudzveidīgi, un katrs faktors ir atbilstoša vides stāvokļa un tā resursa (vides rezerves) kombinācija.

Ekoloģiskos vides faktorus parasti iedala divās grupās: inertas (nedzīvas) dabas faktori – abiotiski vai abiogēni; dzīvās dabas faktori – biotiski vai biogēni.

Līdztekus iepriekš minētajai vides faktoru klasifikācijai ir daudz citu (retāk sastopamu), kas izmanto citas atšķirīgas iezīmes. Tādējādi tiek identificēti faktori, kas ir atkarīgi un nav atkarīgi no organismu skaita un blīvuma. Piemēram, makroklimatisko faktoru ietekmi neietekmē dzīvnieku vai augu skaits, bet patogēno mikroorganismu izraisītās epidēmijas (masu slimības) ir atkarīgas no to skaita noteiktā teritorijā. Ir zināmas klasifikācijas, kurās visi antropogēnie faktori tiek klasificēti kā biotiski.

2. Abiotiskie faktori

Vides abiotiskajā daļā (nedzīvajā dabā) visus faktorus, pirmkārt, var iedalīt fizikālajos un ķīmiskajos. Tomēr, lai izprastu aplūkojamo parādību un procesu būtību, abiotiskos faktorus ir ērti attēlot kā klimatisko, topogrāfisko, kosmisko faktoru kopumu, kā arī vides (ūdens, sauszemes vai augsnes) sastāva raksturlielumus, utt.

Fiziskie faktori- tie ir tie, kuru avots ir fiziskais stāvoklis vai parādība (mehāniska, viļņu utt.). Piemēram, temperatūra, ja tā ir augsta, būs apdegums, ja ļoti zema, būs apsaldējums. Temperatūras ietekmi var ietekmēt arī citi faktori: ūdenī - straume, uz sauszemes - vējš un mitrums utt.

Ķīmiskie faktori- tie ir tie, kas izriet no vides ķīmiskā sastāva. Piemēram, ūdens sāļums, ja tas ir augsts, dzīvības rezervuārā var nebūt pilnībā (Nāves jūra), bet tajā pašā laikā lielākā daļa jūras organismu nevar dzīvot saldūdenī. Dzīvnieku dzīve uz sauszemes un ūdenī utt. ir atkarīga no pietiekama skābekļa līmeņa.

Edafiskie faktori(augsne) ir augšņu un iežu ķīmisko, fizikālo un mehānisko īpašību kopums, kas ietekmē gan tajos mītošos organismus, t.i., kuriem tie ir biotops, gan augu sakņu sistēmu. Ķīmisko komponentu (biogēno elementu), temperatūras, mitruma un augsnes struktūras ietekme uz augu augšanu un attīstību ir labi zināma.

2.1. Galveno abiotisko faktoru ekoloģiskā loma

Saules radiācija. Saules starojums ir galvenais ekosistēmas enerģijas avots. Saules enerģija izplatās kosmosā elektromagnētisko viļņu veidā. Organismiem svarīgs ir uztvertā starojuma viļņa garums, tā intensitāte un iedarbības ilgums.

Apmēram 99% no visas saules starojuma enerģijas veido stari ar viļņa garumu k = nm, tostarp 48% spektra redzamajā daļā (k = nm), 45% tuvajā infrasarkanajā (k = nm) un apmēram 7% staros. ultravioletais starojums (To< 400 нм).

Stariem ar X = nm ir galvenā nozīme fotosintēzē. Garo viļņu (tālās infrasarkanais) saules starojums (k > 4000 nm) maz ietekmē organismu dzīvības procesus. Ultravioletie stari ar k > 320 nm nelielās devās ir nepieciešami dzīvniekiem un cilvēkiem, jo ​​to ietekmē organismā veidojas vitamīns D. Radiācija ar k< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Saules gaismai ejot cauri atmosfēras gaisam, tā tiek atspoguļota, izkliedēta un absorbēta. Tīrs sniegs atstaro aptuveni 80-95% saules gaismas, piesārņots sniegs - 40-50%, melnzeme - līdz 5%, sausa viegla augsne - 35-45%, skujkoku meži - 10-15%. Taču zemes virsmas apgaismojums būtiski atšķiras atkarībā no gada un diennakts laika, ģeogrāfiskā platuma, nogāžu ekspozīcijas, atmosfēras apstākļiem utt.

Zemes rotācijas dēļ gaišie un tumšie periodi periodiski mainās. Ziedēšana, sēklu dīgšana augos, migrācija, ziemošana, dzīvnieku vairošanās un daudz kas cits dabā ir saistīts ar fotoperioda ilgumu (dienas garumu). Gaismas nepieciešamība augiem nosaka to straujo augšanu augstumā un meža slāņaino struktūru. Ūdensaugi izplatās galvenokārt ūdenstilpju virszemes slāņos.

Tiešais jeb izkliedētais saules starojums nav vajadzīgs tikai nelielai dzīvo būtņu grupai – daži sēņu veidi, dziļūdens zivis, augsnes mikroorganismi u.c.

Vissvarīgākie fizioloģiskie un bioķīmiskie procesi, kas notiek dzīvā organismā gaismas klātbūtnes dēļ, ir šādi:

1. Fotosintēze (fotosintēzei izmanto 1-2% no Saules enerģijas, kas krīt uz Zemi);

2. Transpirācija (ap 75% - transpirācijai, kas nodrošina augu dzesēšanu un minerālvielu ūdens šķīdumu pārvietošanos pa tiem);

3. Fotoperiodisms (nodrošina dzīvības procesu sinhronitāti dzīvos organismos ar periodiski mainīgiem vides apstākļiem);

4. Kustība (fototropisms augos un fototakss dzīvniekiem un mikroorganismiem);

5. Redze (viena no galvenajām dzīvnieku analīzes funkcijām);

6. Citi procesi (D vitamīna sintēze cilvēkiem gaismā, pigmentācija utt.).

Centrālās Krievijas biocenožu pamatā, tāpat kā vairumam sauszemes ekosistēmu, ir ražotāji. To saules gaismas izmantošanu ierobežo vairāki dabas faktori un, pirmkārt, temperatūras apstākļi. Šajā sakarā ir izstrādātas īpašas adaptīvas reakcijas līmeņu, mozaīkas lapu, fenoloģisku atšķirību uc veidā. Pamatojoties uz to prasībām pret apgaismojuma apstākļiem, augus iedala gaišos vai gaismu mīlošajos (saulespuķes, ceļmallapas, tomāti, akācijas, melone), ēnains vai nemīlīgs (meža garšaugi, sūnas) un ēnā izturīgs (skābenes, virši, rabarberi, avenes, kazenes).

Augi veido apstākļus citu dzīvo būtņu sugu pastāvēšanai. Tāpēc viņu reakcija uz apgaismojuma apstākļiem ir tik svarīga. Vides piesārņojums izraisa apgaismojuma izmaiņas: saules insolācijas līmeņa pazemināšanos, fotosintētiski aktīvā starojuma daudzuma samazināšanos (PAR ir saules starojuma daļa ar viļņa garumu no 380 līdz 710 nm) un spektra izmaiņas. gaismas sastāvs. Rezultātā tas iznīcina cenozes, kuru pamatā ir saules starojuma ienākšana noteiktos parametros.

Temperatūra. Mūsu zonas dabiskajām ekosistēmām temperatūras faktors kopā ar gaismas padevi ir noteicošais visos dzīvības procesos. Populāciju aktivitāte ir atkarīga no gada laika un diennakts laika, jo katram no šiem periodiem ir savi temperatūras apstākļi.

Temperatūra galvenokārt ir saistīta ar saules starojumu, bet dažos gadījumos to nosaka enerģija no ģeotermālajiem avotiem.

Temperatūrā, kas zemāka par sasalšanas punktu, dzīva šūna tiek fiziski bojāta ar radušos ledus kristāliem un nomirst, un augstā temperatūrā fermenti tiek denaturēti. Lielākā daļa augu un dzīvnieku nevar izturēt negatīvu ķermeņa temperatūru. Dzīves temperatūras augšējā robeža reti paaugstinās virs 40–45 °C.

Diapazonā starp galējām robežām fermentatīvo reakciju ātrums (un līdz ar to arī vielmaiņas ātrums) dubultojas ar katru 10°C temperatūras paaugstināšanos.

Ievērojama daļa organismu spēj kontrolēt (uzturēt) ķermeņa temperatūru, galvenokārt svarīgākajos orgānos. Tādus organismus sauc homeotermisks- siltasiņu (no grieķu homoios - līdzīgs, therme - siltums), atšķirībā no poikilotermisks- aukstasiņu (no grieķu poikilos - dažādi, mainīgi, daudzveidīgi), ar nestabilu temperatūru atkarībā no apkārtējās vides temperatūras.

Poikilotermiskie organismi aukstajā sezonā vai dienā samazina dzīvības procesu līmeni līdz pat anabiozei. Tas galvenokārt attiecas uz augiem, mikroorganismiem, sēnēm un poikilotermiskiem (aukstasiņu) dzīvniekiem. Tikai homeotermiskās (siltasiņu) sugas paliek aktīvas. Heterotermiskajiem organismiem, kas atrodas neaktīvā stāvoklī, ķermeņa temperatūra nav daudz augstāka par ārējās vides temperatūru; aktīvā stāvoklī - diezgan augsts (lāči, eži, sikspārņi, gophers).

Homeotermisko dzīvnieku termoregulāciju nodrošina īpašs vielmaiņas veids, kas notiek ar siltuma izdalīšanos dzīvnieka ķermenī, siltumizolācijas pārsegu klātbūtni, izmēru, fizioloģiju utt.

Kas attiecas uz augiem, tie evolūcijas procesā ir attīstījuši vairākas īpašības:

aukstumizturība– spēja ilgstoši izturēt zemas pozitīvas temperatūras (no O°C līdz +5°C);

ziemcietība– daudzgadīgo sugu spēja izturēt ziemas nelabvēlīgo apstākļu kompleksu;

salizturība– spēja ilgstoši izturēt negatīvas temperatūras;

anabioze- spēja izturēt ilgstoša vides faktoru trūkuma periodu, kad vielmaiņa strauji pasliktinās;

karstumizturība– spēja izturēt augstu (virs +38°…+40°C) temperatūru bez būtiskiem vielmaiņas traucējumiem;

īslaicīgums– ontoģenēzes samazināšanās (līdz 2-6 mēnešiem) sugām, kas aug īsos labvēlīgos temperatūras apstākļos.

Ūdens vidē, pateicoties ūdens augstajai siltumietilpībai, temperatūras izmaiņas nav tik dramatiskas un apstākļi ir stabilāki nekā uz sauszemes. Ir zināms, ka reģionos, kur temperatūra ļoti mainās visas dienas garumā, kā arī starp sezonām, sugu daudzveidība ir mazāka nekā reģionos ar nemainīgāku dienas un gada temperatūru.

Temperatūra, tāpat kā gaismas intensitāte, ir atkarīga no platuma grādiem, gadalaika, diennakts laika un slīpuma iedarbības. Ekstrēmās temperatūras (zemās un augstās) ietekmi pastiprina spēcīgi vēji.

Temperatūras izmaiņas, paceļoties gaisā vai iegremdējot ūdens vidē, sauc par temperatūras stratifikāciju. Parasti abos gadījumos notiek nepārtraukta temperatūras pazemināšanās ar noteiktu gradientu. Tomēr ir arī citas iespējas. Tādējādi vasarā virszemes ūdeņi uzsilst vairāk nekā dziļie ūdeņi. Sakarā ar ievērojamu ūdens blīvuma samazināšanos, kad tas uzsilst, tā cirkulācija sākas uzkarsētajā virsmas slānī, nesajaucoties ar apakšējo slāņu blīvāko, auksto ūdeni. Rezultātā starp silto un auksto slāni veidojas starpzona ar asu temperatūras gradientu. Tas viss ietekmē dzīvo organismu izvietojumu ūdenī, kā arī ienākošo piemaisījumu pārvietošanos un izkliedi.

Līdzīga parādība notiek atmosfērā, kad atdzesētie gaisa slāņi nobīdās uz leju un atrodas zem siltiem slāņiem, t.i., notiek temperatūras inversija, kas veicina piesārņojošo vielu uzkrāšanos gaisa virsmas slānī.

Dažas reljefa iezīmes veicina inversiju, piemēram, bedres un ielejas. Tas rodas, ja noteiktā augstumā atrodas vielas, piemēram, aerosoli, kas tiek uzkarsēti tieši ar tiešo saules starojumu, kas izraisa intensīvāku augšējo gaisa slāņu uzsilšanu.

Augsnes vidē dienas un sezonas temperatūras stabilitāte (svārstības) ir atkarīga no dziļuma. Ievērojams temperatūras gradients (kā arī mitrums) ļauj augsnes iemītniekiem nodrošināt sev labvēlīgu vidi ar nelielām kustībām. Dzīvu organismu klātbūtne un pārpilnība var ietekmēt temperatūru. Piemēram, zem meža lapotnes vai atsevišķa auga lapām ir atšķirīga temperatūra.

Nokrišņi, mitrums.Ūdens ir būtisks dzīvībai uz Zemes; ekoloģiskā ziņā tas ir unikāls. Gandrīz identiskos ģeogrāfiskos apstākļos uz Zemes pastāv gan karsts tuksnesis, gan tropu mežs. Atšķirība ir tikai gada nokrišņu daudzumā: pirmajā gadījumā 0,2–200 mm, bet otrajā – 900–2000 mm.

Nokrišņi, kas ir cieši saistīti ar gaisa mitrumu, ir ūdens tvaiku kondensācijas un kristalizācijas rezultāts augstos atmosfēras slāņos. Gaisa zemes slānī veidojas rasa un migla, un zemā temperatūrā tiek novērota mitruma kristalizācija - krīt sals.

Viena no jebkura organisma galvenajām fizioloģiskajām funkcijām ir pietiekama ūdens līmeņa uzturēšana organismā. Organismi evolūcijas procesā ir izstrādājuši dažādus pielāgojumus ūdens iegūšanai un ekonomiskai izmantošanai, kā arī sausuma periodu pārdzīvošanai. Daži tuksneša dzīvnieki ūdeni iegūst no pārtikas, citi, oksidējot laikus uzkrātos taukus (piemēram, kamielis, kas bioloģiskās oksidācijas ceļā spēj iegūt 107 g vielmaiņas ūdens no 100 g tauku); Tajā pašā laikā tiem ir minimāla ķermeņa ārējā apvalka ūdens caurlaidība, un sausumu raksturo nokļūšana miera stāvoklī ar minimālu vielmaiņas ātrumu.

Sauszemes augi ūdeni iegūst galvenokārt no augsnes. Mazs nokrišņu daudzums, ātra drenāža, intensīva iztvaikošana vai šo faktoru kombinācija izraisa izžūšanu, un pārmērīgs mitrums izraisa augsnes aizsērēšanu un aizsērēšanu.

Mitruma bilance ir atkarīga no starpības starp nokrišņu daudzumu un ūdens daudzumu, kas iztvaikojis no augu virsmām un augsnes, kā arī transpirācijas ceļā]. Savukārt iztvaikošanas procesi ir tieši atkarīgi no atmosfēras gaisa relatīvā mitruma. Kad mitrums ir tuvu 100%, iztvaikošana praktiski apstājas, un, ja temperatūra vēl pazeminās, sākas apgrieztais process - kondensācija (veidojas migla, izkrīt rasa un sarma).

Papildus iepriekšminētajam gaisa mitrums kā vides faktors tā galējās vērtībās (augsts un zems mitrums) pastiprina (pastiprina) temperatūras ietekmi uz ķermeni.

Gaisa piesātinājums ar ūdens tvaikiem reti sasniedz maksimālo vērtību. Mitruma deficīts ir starpība starp maksimālo iespējamo un faktiski esošo piesātinājumu noteiktā temperatūrā. Tas ir viens no svarīgākajiem vides parametriem, jo ​​tas raksturo divus lielumus vienlaikus: temperatūru un mitrumu. Jo lielāks mitruma deficīts, jo sausāks un siltāks, un otrādi.

Nokrišņu režīms ir svarīgākais faktors, kas nosaka piesārņojošo vielu migrāciju dabiskajā vidē un to izskalošanos no atmosfēras.

Saistībā ar ūdens režīmu izšķir šādas dzīvo būtņu ekoloģiskās grupas:

hidrobionti– ekosistēmu iedzīvotāji, kuru viss dzīves cikls noris ūdenī;

higrofīti– slapjo biotopu augi (purva kliņģerīte, Eiropas peldētājs, platlapju kaķene);

higrofīli– dzīvnieki, kas dzīvo ļoti mitrās ekosistēmu daļās (mīkstmieši, abinieki, odi, mežu utis);

mezofīti– vidēji mitru biotopu augi;

kserofīti– sausu biotopu augi (spalvu zāle, vērmeles, astragalus);

kserofili– sauso apgabalu iedzīvotāji, kas nepanes augstu mitrumu (dažas rāpuļu sugas, kukaiņi, tuksneša grauzēji un zīdītāji);

sukulenti– sausāko biotopu augi, kas stumbra vai lapu iekšpusē spēj uzkrāt ievērojamas mitruma rezerves (kaktusi, alveja, agave);

sklerofīti– ļoti sausu apgabalu augi, kas var izturēt smagu dehidratāciju (parastais kamieļa ērkšķis, saksauls, saksagīzi);

efemēri un efemeroīdi- viengadīgas un daudzgadīgas zālaugu sugas, kurām ir saīsināts cikls, kas sakrīt ar pietiekama mitruma periodu.

Augu mitruma patēriņu var raksturot ar šādiem rādītājiem:

izturība pret sausumu– spēja paciest samazinātu atmosfēras un (vai) augsnes sausumu;

mitruma izturība– spēja paciest aizsērēšanu;

transpirācijas koeficients- ūdens daudzums, kas iztērēts sausas masas vienības veidošanai (baltajiem kāpostiem 500-550, ķirbjiem - 800);

kopējais ūdens patēriņa koeficients- ūdens daudzums, ko patērē augs un augsne, lai izveidotu biomasas vienību (pļavu stiebrzālēm - 350–400 m3 ūdens uz tonnu biomasas).

Ūdens režīma pārkāpumi un virszemes ūdeņu piesārņošana ir bīstami un atsevišķos gadījumos kaitē cenozes. Ūdens cikla izmaiņas biosfērā var radīt neparedzamas sekas visiem dzīvajiem organismiem.

Vides mobilitāte. Gaisa masu kustības (vēja) cēloņi primāri ir nevienmērīga zemes virsmas uzkaršana, izraisot spiediena izmaiņas, kā arī Zemes rotācija. Vējš ir vērsts uz siltāku gaisu.

Vējš ir vissvarīgākais faktors mitruma, sēklu, sporu, ķīmisko piemaisījumu uc izplatīšanā lielos attālumos. Tas veicina gan putekļu, gan gāzveida vielu koncentrācijas samazināšanos zemei ​​tuvu to iekļūšanas vietā. atmosfērā, kā arī fona koncentrācijas palielināšanos gaisā, ko izraisa emisijas no attāliem avotiem, tostarp pārrobežu transporta.

Vējš paātrina transpirāciju (mitruma iztvaikošanu no augu virszemes daļām), kas īpaši pasliktina dzīves apstākļus pie zema mitruma. Turklāt tas netieši ietekmē visus dzīvos organismus uz sauszemes, piedaloties laikapstākļu un erozijas procesos.

Mobilitāte telpā un ūdens masu sajaukšanās palīdz uzturēt ūdenstilpju fizikālo un ķīmisko īpašību relatīvo viendabīgumu (viendabīgumu). Virszemes straumju vidējais ātrums ir robežās no 0,1-0,2 m/s, vietām sasniedzot 1 m/s, bet Golfa straumes tuvumā 3 m/s.

Spiediens. Par normālu atmosfēras spiedienu tiek uzskatīts absolūtais spiediens Pasaules okeāna virsmā 101,3 kPa, kas atbilst 760 mm Hg. Art. vai 1 atm. Zemeslodē pastāv nemainīgi augsta un zema atmosfēras spiediena apgabali, un tajos pašos punktos tiek novērotas sezonālās un ikdienas svārstības. Palielinoties augstumam attiecībā pret okeāna līmeni, spiediens samazinās, samazinās skābekļa daļējais spiediens un palielinās transpirācija augos.

Periodiski atmosfērā veidojas zema spiediena apgabali ar spēcīgām gaisa plūsmām, kas spirālē virzās uz centru, ko sauc par cikloniem. Tiem raksturīgs liels nokrišņu daudzums un nestabili laikapstākļi. Pretējas dabas parādības sauc par anticikloniem. Tiem raksturīgi stabili laikapstākļi, vājš vējš un atsevišķos gadījumos temperatūras maiņas. Anticiklonu laikā dažkārt rodas nelabvēlīgi meteoroloģiskie apstākļi, kas veicina piesārņojošo vielu uzkrāšanos atmosfēras virsmas slānī.

Ir arī jūras un kontinentālais atmosfēras spiediens.

Spiediens ūdens vidē palielinās niršanas laikā. Sakarā ar ievērojami (800 reižu) lielāku ūdens blīvumu nekā gaiss, uz katriem 10 m dziļuma saldūdens objektā spiediens palielinās par 0,1 MPa (1 atm). Absolūtais spiediens Marianas tranšejas apakšā pārsniedz 110 MPa (1100 atm).

Jonizējošastarojums. Jonizējošais starojums ir starojums, kas, ejot cauri vielai, veido jonu pārus; fons - dabisko avotu radītais starojums. Tam ir divi galvenie avoti: kosmiskais starojums un radioaktīvie izotopi, kā arī elementi zemes garozas minerālos, kas savulaik radušies Zemes vielas veidošanās laikā. Pateicoties ilgajam pussabrukšanas periodam, līdz mūsdienām Zemes zarnās ir saglabājušies daudzu pirmatnējo radioaktīvo elementu kodoli. Nozīmīgākie no tiem ir kālijs-40, torijs-232, urāns-235 un urāns-238. Kosmiskā starojuma ietekmē atmosfērā pastāvīgi veidojas jauni radioaktīvo atomu kodoli, no kuriem galvenie ir ogleklis-14 un tritijs.

Ainavas radiācijas fons ir viena no tās klimata neaizstājamām sastāvdaļām. Fona veidošanā piedalās visi zināmie jonizējošā starojuma avoti, bet katra devums kopējā starojuma dozā ir atkarīgs no konkrētas ģeogrāfiskās vietas. Cilvēks kā dabiskās vides iemītnieks lielāko daļu starojuma saņem no dabiskiem starojuma avotiem, un no tā nav iespējams izvairīties. Visa dzīvība uz Zemes ir pakļauta kosmosa starojumam. Kalnu ainavas, ņemot vērā to ievērojamo augstumu virs jūras līmeņa, raksturo palielināts kosmiskā starojuma devums. Ledāji, kas darbojas kā absorbējošs ekrāns, savā masā aiztur starojumu no pamatā esošā pamatieža. Tika atklātas atšķirības radioaktīvo aerosolu saturā virs jūras un sauszemes. Jūras gaisa kopējā radioaktivitāte ir simtiem un tūkstošiem reižu mazāka nekā kontinentālā gaisa radioaktivitāte.

Uz Zemes ir apgabali, kur ekspozīcijas dozas jauda ir desmitiem reižu lielāka par vidējām vērtībām, piemēram, urāna un torija atradņu apgabali. Šādas vietas sauc par urāna un torija provincēm. Stabils un salīdzinoši augstāks starojuma līmenis tiek novērots vietās, kur rodas granīta ieži.

Bioloģiskie procesi, kas pavada augsnes veidošanos, būtiski ietekmē radioaktīvo vielu uzkrāšanos tajās. Ar zemu humusvielu saturu to aktivitāte ir vāja, savukārt melnzemēm vienmēr bijusi augstāka īpatnējā aktivitāte. Īpaši augsts tas ir melnzemju un pļavu augsnēs, kas atrodas tuvu granīta masīviem. Atbilstoši īpatnējās aktivitātes pieauguma pakāpei augsnes var aptuveni sakārtot šādā secībā: kūdra; melnzeme; stepju zonas un meža-stepju augsnes; augsnes, kas veidojas uz granīta.

Periodisku kosmiskā starojuma intensitātes svārstību ietekme uz dzīvo organismu starojuma devu zemes virsmas tuvumā ir praktiski nenozīmīga.

Daudzos zemeslodes apgabalos urāna un torija starojuma radītā ekspozīcijas dozas jauda sasniedz tādu radiācijas līmeni, kāds pastāvēja uz Zemes ģeoloģiski paredzamā laikā, kura laikā notika dzīvo organismu dabiskā evolūcija. Kopumā jonizējošajam starojumam ir daudz kaitīgāka ietekme uz augsti attīstītiem un sarežģītiem organismiem, un cilvēki ir īpaši jutīgi. Dažas vielas ir vienmērīgi sadalītas visā ķermenī, piemēram, ogleklis-14 vai tritijs, bet citas uzkrājas noteiktos orgānos. Tādējādi rādijs-224, -226, svins-210, polonijs-210 uzkrājas kaulu audos. Inertā gāze radons-220, kas dažkārt izdalās ne tikai no nogulumiem litosfērā, bet arī no cilvēka iegūtajiem un kā būvmateriāliem izmantotajiem minerāliem, spēcīgi iedarbojas uz plaušām. Radioaktīvās vielas var uzkrāties ūdenī, augsnē, nogulumos vai gaisā, ja to izdalīšanās ātrums pārsniedz radioaktīvās sabrukšanas ātrumu. Dzīvos organismos radioaktīvo vielu uzkrāšanās notiek, kad tās nonāk ar pārtiku.

2.2. Topogrāfiskais faktoriem

Abiotisko faktoru ietekme lielā mērā ir atkarīga no apgabala topogrāfiskajām īpašībām, kas var būtiski mainīt gan klimatu, gan augsnes attīstības īpatnības. Galvenais topogrāfiskais faktors ir augstums. Pieaugot augstumam, vidējā temperatūra pazeminās, dienas temperatūras starpība palielinās, nokrišņu daudzums, vēja ātrums un radiācijas intensitāte palielinās, spiediens samazinās. Tā rezultātā kalnu apvidos, paceļoties, veģetācijas izplatībā tiek novērota vertikāla zonalitāte, kas atbilst platuma zonu izmaiņu secībai no ekvatora līdz poliem.

Kalnu grēdas var darboties kā klimata barjeras. Paceļoties virs kalniem, gaiss atdziest, kas bieži izraisa nokrišņus un tādējādi samazina tā absolūto mitruma saturu. Pēc tam, sasniedzot kalnu grēdas otru pusi, izžuvušais gaiss palīdz samazināt lietus (sniegputenis) intensitāti, tādējādi radot “lietus ēnu”.

Kalni var spēlēt kā izolējošs faktors sugu veidošanās procesos, jo tie kalpo kā šķērslis organismu migrācijai.

Svarīgs topogrāfiskais faktors ir ekspozīcija(apgaismojums) nogāzē. Ziemeļu puslodē siltāks ir dienvidu nogāzēs, bet dienvidu puslodē siltāks ziemeļu nogāzēs.

Vēl viens svarīgs faktors ir nogāzes stāvums, kas ietekmē drenāžu. Ūdens plūst lejup pa nogāzēm, izskalojot augsni, samazinot tās slāni. Turklāt gravitācijas ietekmē augsne lēnām slīd uz leju, kas noved pie tās uzkrāšanās nogāžu pamatnē. Veģetācijas klātbūtne kavē šos procesus, taču ar slīpumiem, kas lielāki par 35°, parasti nav augsnes un veģetācijas, un veidojas irdena materiāla slāņi.

2.3. Kosmoss faktoriem

Mūsu planēta nav izolēta no kosmosā notiekošajiem procesiem. Zeme periodiski saduras ar asteroīdiem, tuvojas komētām, un to skar kosmiskie putekļi, meteorītu vielas un dažāda veida Saules un zvaigžņu starojums. Saules aktivitāte mainās cikliski (viena no cikliem ir 11,4 gadu periods).

Zinātne ir uzkrājusi daudzus faktus, kas apstiprina Kosmosa ietekmi uz Zemes dzīvi.

3. Biotika faktoriem

Visas dzīvās būtnes, kas ieskauj organismu tā dzīvotnē, veido biotisko vidi vai biota. Biotiskie faktori- tas ir dažu organismu dzīves aktivitātes ietekmes kopums uz citiem.

Attiecības starp dzīvniekiem, augiem un mikroorganismiem ir ļoti dažādas. Pirmkārt, atšķirt homotipisks reakcijas, t.i., vienas sugas indivīdu mijiedarbība, un heterotipisks- attiecības starp dažādu sugu pārstāvjiem.

Katras sugas pārstāvji spēj eksistēt biotiskā vidē, kur savienojumi ar citiem organismiem nodrošina tiem normālus dzīves apstākļus. Šo savienojumu galvenā izpausmes forma ir dažādu kategoriju organismu barības attiecības, kas veido barības (trofisko) ķēžu, tīklu un biotas trofiskās struktūras pamatu.

Papildus pārtikas savienojumiem starp augu un dzīvnieku organismiem rodas arī telpiskās attiecības. Daudzu faktoru darbības rezultātā dažādas sugas tiek apvienotas nevis patvaļīgā kombinācijā, bet tikai ar nosacījumu, ka tās spēj pielāgoties kopdzīvei.

Biotiskie faktori izpaužas biotiskās attiecībās.

Izšķir šādas biotisko attiecību formas.

Simbioze(kopdzīve). Tā ir attiecību forma, kurā abi partneri vai viens no viņiem gūst labumu no otra.

Sadarbība. Sadarbība ir divu vai vairāku sugu organismu ilgstoša, nedalāma, abpusēji izdevīga kopdzīve. Piemēram, attiecības starp vientuļnieku krabi un anemonu.

Kommensālisms. Kommensālisms ir mijiedarbība starp organismiem, kad viena dzīvības aktivitāte nodrošina citam pārtiku (bezmaksas) vai pajumti (izmitināšanu). Tipiski piemēri ir hiēnas, kas savāc lauvu neapēstās laupījuma atliekas, zivju mazuļi, kas slēpjas zem lielo medūzu lietussargiem, kā arī dažas sēnes, kas aug pie koku saknēm.

Mutuālisms. Mutuālisms ir abpusēji izdevīga kopdzīve, kad partnera klātbūtne kļūst par katra no viņiem pastāvēšanas priekšnoteikumu. Kā piemēru var minēt mezglu baktēriju un pākšaugu kopdzīvi, kas var dzīvot kopā ar slāpekli nabadzīgās augsnēs un bagātināt ar to augsni.

Antibioze. Attiecību formu, kurā abi partneri vai viens no viņiem piedzīvo negatīvu ietekmi, sauc par antibiozi.

Sacensības. Tā ir organismu negatīvā ietekme vienam uz otru cīņā par pārtiku, dzīvotni un citiem dzīvībai nepieciešamajiem apstākļiem. Visskaidrāk tas izpaužas iedzīvotāju līmenī.

Plēsonība. Plēsonis ir attiecības starp plēsēju un upuri, kas ietver to, ka vienu organismu apēd cits. Plēsēji ir dzīvnieki vai augi, kas ķer un ēd dzīvniekus kā pārtiku. Piemēram, lauvas ēd zālēdājus nagaiņus, putni ēd kukaiņus, bet lielās zivis ēd mazākus. Plēsoņa ir gan labvēlīga vienam organismam, gan kaitē citam.

Tajā pašā laikā visi šie organismi ir vajadzīgi viens otram. “Plēsoņa-laupījuma” mijiedarbības procesā notiek dabiskā atlase un adaptīvā mainīgums, t.i., svarīgākie evolūcijas procesi. Dabiskos apstākļos neviena suga necenšas (un nevar) novest pie citas iznīcināšanas. Turklāt jebkura dabiskā “ienaidnieka” (plēsoņa) pazušana no dzīvotnes var veicināt tā upura izzušanu.

Neitrālisms. Dažādu vienā teritorijā dzīvojošo sugu savstarpējo neatkarību sauc par neitralizāciju. Piemēram, vāveres un aļņi savā starpā nekonkurē, taču sausums mežā ietekmē abus, lai gan dažādās pakāpēs.

Pēdējā laikā arvien lielāka uzmanība tiek pievērsta antropogēnie faktori– cilvēka ietekmes uz vidi kopums, ko izraisa tās pilsēttehnogēnās darbības.

4. Antropogēnie faktori

Pašreizējā cilvēces civilizācijas stadija atspoguļo tādu cilvēces zināšanu un spēju līmeni, ka tās ietekme uz vidi, tostarp bioloģiskajām sistēmām, iegūst globāla planetāra spēka raksturu, ko mēs iedalām īpašai faktoru kategorijai – antropogēniem, t.i., radītiem. ar cilvēka darbību. Tie ietver:

Zemes klimata izmaiņas dabisko ģeoloģisko procesu rezultātā, ko pastiprina siltumnīcas efekts, ko izraisa atmosfēras optisko īpašību izmaiņas, tajā izlaižot galvenokārt CO, CO2 un citas gāzes;

Zemei tuvās telpas (ENS) piegružošana, kuras sekas vēl nav pilnībā izprastas, izņemot reālo apdraudējumu kosmosa kuģiem, tostarp sakaru satelītiem, zemes virsmas atrašanās vietām un citiem, ko plaši izmanto mūsdienu cilvēku mijiedarbības sistēmās. , valstis un valdības;

Stratosfēras ozona ekrāna jaudas samazināšana, veidojot tā sauktos “ozona caurumus”, samazinot atmosfēras aizsargspējas pret dzīvajiem organismiem bīstamā cietā īsviļņu ultravioletā starojuma iekļūšanu Zemes virsmā;

Atmosfēras ķīmiskais piesārņojums ar vielām, kas veicina skābju nokrišņu, fotoķīmiskā smoga un citu biosfēras objektiem, tai skaitā cilvēkiem un to radītajiem mākslīgajiem objektiem, bīstamu savienojumu veidošanos;

Okeānu piesārņojums un okeānu ūdeņu īpašību izmaiņas, ko izraisa naftas produkti, to piesātinājums ar oglekļa dioksīdu atmosfērā, savukārt piesārņots ar autotransportu un siltumenerģētiku, ļoti toksisku ķīmisko un radioaktīvo vielu apglabāšana okeāna ūdeņos, piesārņotāji ar upju noteci, piekrastes zonu ūdens bilances traucējumi regulēšanas upju dēļ;

Visu veidu zemes avotu un ūdeņu noplicināšana un piesārņošana;

Atsevišķu apgabalu un reģionu radioaktīvais piesārņojums ar tendenci izplatīties pa Zemes virsmu;

Augsnes piesārņojums piesārņotu nokrišņu (piemēram, skābo lietu) dēļ, neoptimālas pesticīdu un minerālmēslu lietošanas dēļ;

Ainavu ģeoķīmijas izmaiņas siltumenerģijas dēļ, elementu pārdale starp zemes dzīlēm un Zemes virsmu ieguves un metalurģiskās apstrādes rezultātā (piemēram, smago metālu koncentrācija) vai nenormāla sastāva ekstrakcija uz virsmas. , augsti mineralizēts gruntsūdens un sālījumi;

Pastāvīga sadzīves atkritumu un visu veidu cieto un šķidro atkritumu uzkrāšanās uz Zemes virsmas;

Globālā un reģionālā ekoloģiskā līdzsvara, vides komponentu attiecības pārkāpums piekrastes zemē un jūrā;

Planētas pārtuksnešošanās turpināšanās un dažviet pieaugoša, pārtuksnešošanās procesa padziļināšana;

Tropu mežu un ziemeļu taigas platības samazināšana, šie galvenie planētas skābekļa līdzsvara uzturēšanas avoti;

Visu iepriekšminēto procesu rezultātā ekoloģisko nišu atbrīvošanās un aizpildīšana ar citām sugām;

Absolūta Zemes pārapdzīvotība un atsevišķu reģionu relatīvā demogrāfiskā pārblīvēšanās, galēja nabadzības un bagātības diferenciācija;

Dzīves vides pasliktināšanās pārapdzīvotās pilsētās un megapolēs;

Daudzu derīgo izrakteņu atradņu izsīkšana un pakāpeniska pāreja no bagātām rūdām uz arvien nabadzīgākām;

Sociālās nestabilitātes palielināšanās, ko izraisa daudzu valstu bagāto un nabadzīgo iedzīvotāju daļas pieaugošā diferenciācija, iedzīvotāju pieaugošais bruņojuma līmenis, kriminalizācija un dabas katastrofas.

Daudzu pasaules valstu, tostarp Krievijas, iedzīvotāju imunitātes un veselības stāvokļa samazināšanās, epidēmiju atkārtošanās, kas kļūst arvien izplatītākas un smagākas pēc sekām.

Tas nav pilnīgs problēmu loks, kuru risināšanā speciālists var atrast savu vietu un biznesu.

Visizplatītākais un nozīmīgākais ir vides ķīmiskais piesārņojums ar tai neparastām ķīmiskas dabas vielām.

Fiziskais faktors kā cilvēka darbības piesārņotājs ir nepieņemams termiskā piesārņojuma līmenis (īpaši radioaktīvais).

Bioloģiskais vides piesārņojums ir dažādi mikroorganismi, no kuriem lielākās briesmas ir dažādas slimības.

Pārbaudes jautājumiem Un uzdevumus

1. Kas ir vides faktori?

2. Kuri vides faktori tiek uzskatīti par abiotiskiem un kuri klasificēti kā biotiski?

3. Kā sauc visu organismu dzīvības aktivitātes ietekmi uz citu organismu dzīvības aktivitāti?

4. Kādi ir dzīvo būtņu resursi, kā tie tiek klasificēti un kāda ir to ekoloģiskā nozīme?

5. Kādi faktori vispirms jāņem vērā, veidojot ekosistēmu apsaimniekošanas projektus. Kāpēc?

Vides faktori ir vides apstākļu komplekss, kas ietekmē dzīvos organismus. Atšķirt nedzīvi faktori— abiotisks (klimatisks, edafisks, orogrāfisks, hidrogrāfisks, ķīmisks, pirogēns), savvaļas faktori— biotiskie (fitogēnie un zoogēnie) un antropogēnie faktori (cilvēka darbības ietekme). Ierobežojošie faktori ietver visus faktorus, kas ierobežo organismu augšanu un attīstību. Organisma pielāgošanos videi sauc par adaptāciju. Organisma ārējo izskatu, kas atspoguļo tā pielāgošanos vides apstākļiem, sauc par dzīvības formu.

Vides vides faktoru jēdziens, to klasifikācija

Atsevišķas vides sastāvdaļas, kas ietekmē dzīvos organismus, uz kurām tie reaģē ar adaptīvām reakcijām (adaptācijām), sauc par vides faktoriem jeb vides faktoriem. Citiem vārdiem sakot, tiek saukts vides apstākļu komplekss, kas ietekmē organismu dzīvi vides vides faktori.

Visi vides faktori ir sadalīti grupās:

1. ietver nedzīvas dabas sastāvdaļas un parādības, kas tieši vai netieši ietekmē dzīvos organismus. Starp daudzajiem abiotiskajiem faktoriem galvenā loma ir:

• klimatiskie(saules starojums, gaismas un gaismas apstākļi, temperatūra, mitrums, nokrišņi, vējš, atmosfēras spiediens utt.);
• edafisks(augsnes mehāniskā uzbūve un ķīmiskais sastāvs, mitruma kapacitāte, ūdens, gaisa un augsnes termiskie apstākļi, skābums, mitrums, gāzu sastāvs, gruntsūdens līmenis u.c.);
• orogrāfisks(reljefs, nogāžu ekspozīcija, nogāzes stāvums, augstuma atšķirība, augstums virs jūras līmeņa);
• hidrogrāfiskais(ūdens caurspīdīgums, plūstamība, plūsma, temperatūra, skābums, gāzes sastāvs, minerālvielu un organisko vielu saturs utt.);
• ķīmiska(atmosfēras gāzes sastāvs, ūdens sāls sastāvs);
• pirogēns(pakļaušana uguns iedarbībai).

2. - dzīvo organismu attiecību kopums, kā arī to savstarpējā ietekme uz biotopu. Biotisko faktoru ietekme var būt ne tikai tieša, bet arī netieša, kas izpaužas abiotisko faktoru pielāgošanā (piemēram, augsnes sastāva izmaiņas, mikroklimats zem meža lapotnes u.c.). Biotiskie faktori ietver:

• fitogēns(augu ietekme vienam uz otru un uz vidi);
• zoogēns(dzīvnieku ietekme vienam uz otru un uz vidi).

3. atspoguļo cilvēku (tiešu) vai cilvēka darbības (netieši) intensīvo ietekmi uz vidi un dzīviem organismiem. Pie šādiem faktoriem pieder visa veida cilvēka darbība un cilvēku sabiedrība, kas izraisa izmaiņas dabā kā citu sugu dzīvotnē un tieši ietekmē to dzīvi. Ikvienu dzīvo organismu ietekmē nedzīvā daba, citu sugu organismi, tajā skaitā arī cilvēks, un savukārt tas ietekmē katru no šīm sastāvdaļām.

Antropogēno faktoru ietekme dabā var būt gan apzināta, gan nejauša, gan neapzināta. Cilvēks, arot neapstrādātas un papuves, veido lauksaimniecības zemi, audzē ļoti produktīvas un pret slimībām izturīgas formas, izplata dažas sugas un iznīcina citas. Šīs (apzinātās) ietekmes bieži ir negatīvas, piemēram, daudzu dzīvnieku, augu, mikroorganismu neapdomāta pārvietošana, vairāku sugu plēsonīga iznīcināšana, vides piesārņojums utt.

Biotiskie vides faktori izpaužas caur vienai kopienai piederošu organismu attiecībām. Dabā daudzas sugas ir cieši saistītas, un to savstarpējās attiecības kā vides sastāvdaļas var būt ārkārtīgi sarežģītas. Kas attiecas uz saiknēm starp kopienu un apkārtējo neorganisko vidi, tās vienmēr ir divvirzienu, abpusējas. Tātad meža raksturs ir atkarīgs no atbilstošā augsnes veida, bet pati augsne lielā mērā veidojas meža ietekmē. Tāpat temperatūru, mitrumu un gaismu mežā nosaka veģetācija, bet valdošie klimatiskie apstākļi savukārt ietekmē mežā mītošo organismu kopienu.

Vides faktoru ietekme uz organismu

Vides ietekmi organismi uztver caur vides faktoriem, ko sauc vides. Jāņem vērā, ka vides faktors ir tikai mainīgs vides elements, izraisot organismos, kad tas atkal mainās, adaptīvas ekoloģiskas un fizioloģiskas reakcijas, kas iedzimti fiksētas evolūcijas procesā. Tos iedala abiotiskajos, biotiskajos un antropogēnos (1. att.).

Viņi nosauc visu neorganiskās vides faktoru kopumu, kas ietekmē dzīvnieku un augu dzīvi un izplatību. Starp tiem ir: fiziskā, ķīmiskā un edafiskā.

Fiziskie faktori - tie, kuru avots ir fiziskais stāvoklis vai parādība (mehāniska, viļņu utt.). Piemēram, temperatūra.

Ķīmiskie faktori- tie, kas rodas no vides ķīmiskā sastāva. Piemēram, ūdens sāļums, skābekļa saturs utt.

Edafiskie (vai augsnes) faktori ir augsnes un iežu ķīmisko, fizikālo un mehānisko īpašību kopums, kas ietekmē gan organismus, kuriem tie ir dzīvotne, gan augu sakņu sistēmu. Piemēram, barības vielu ietekme, mitrums, augsnes struktūra, trūdvielu saturs u.c. par augu augšanu un attīstību.

Rīsi. 1. Biotopa (vides) ietekmes uz ķermeni shēma

— cilvēka darbības faktori, kas ietekmē dabisko vidi (hidrosfēra, augsnes erozija, mežu iznīcināšana utt.).

Ierobežojošie (ierobežojošie) vides faktori Tie ir faktori, kas ierobežo organismu attīstību barības vielu trūkuma vai pārpalikuma dēļ salīdzinājumā ar vajadzību (optimālais saturs).

Tādējādi, audzējot augus dažādās temperatūrās, būs maksimālais augšanas punkts optimāls. Tiek saukts viss temperatūras diapazons no minimālās līdz maksimālajai, kurā joprojām ir iespējama izaugsme stabilitātes diapazons (izturība), vai tolerance. To ierobežojošie punkti, t.i. dzīvībai piemērota maksimālā un minimālā temperatūra ir stabilitātes robežas. Starp optimālo zonu un stabilitātes robežām, tuvojoties pēdējai, augs piedzīvo pieaugošu stresu, t.i. mēs runājam par par stresa zonām vai apspiešanas zonām, stabilitātes diapazonā (2. att.). Virzoties uz leju un uz augšu skalā no optimālā, stress ne tikai pastiprinās, bet, sasniedzot ķermeņa pretestības robežas, iestājas tā nāve.

Rīsi. 2. Vides faktora darbības atkarība no tā intensitātes

Tādējādi katrai augu vai dzīvnieku sugai ir optimāls, stresa zonas un stabilitātes (vai izturības) robežas attiecībā pret katru vides faktoru. Kad faktors ir tuvu izturības robežām, organisms parasti var pastāvēt tikai īsu laiku. Šaurākā apstākļu diapazonā iespējama indivīdu ilgstoša eksistence un izaugsme. Vēl šaurākā diapazonā notiek vairošanās, un suga var pastāvēt bezgalīgi. Parasti kaut kur pretestības diapazona vidū ir apstākļi, kas ir vislabvēlīgākie dzīvībai, augšanai un vairošanai. Šos apstākļus sauc par optimālajiem, kuros konkrētās sugas īpatņi ir vispiemērotākie, t.i. atstāt lielāko skaitu pēcnācēju. Praksē šādus stāvokļus ir grūti noteikt, tāpēc optimālo parasti nosaka atsevišķas dzīvībai svarīgas pazīmes (augšanas ātrums, izdzīvošanas rādītājs utt.).

Pielāgošanās sastāv no ķermeņa pielāgošanas vides apstākļiem.

Spēja pielāgoties ir viena no galvenajām dzīvības īpašībām kopumā, kas nodrošina tās pastāvēšanas iespēju, organismu spēju izdzīvot un vairoties. Adaptācijas izpaužas dažādos līmeņos – no šūnu bioķīmijas un atsevišķu organismu uzvedības līdz kopienu un ekoloģisko sistēmu uzbūvei un funkcionēšanai. Visas organismu adaptācijas eksistencei dažādos apstākļos ir veidojušās vēsturiski. Rezultātā izveidojās katrai ģeogrāfiskajai zonai raksturīgi augu un dzīvnieku grupējumi.

Pielāgojumi var būt morfoloģiskā, kad mainās organisma uzbūve līdz veidojas jauna suga, un fizioloģiska, kad notiek izmaiņas organisma darbībā. Ar morfoloģiskajām adaptācijām cieši saistīta ir dzīvnieku adaptīvā krāsošanās, spēja to mainīt atkarībā no gaismas (plekste, hameleons u.c.).

Plaši zināmi fizioloģiskās adaptācijas piemēri ir dzīvnieku ziemas miegs, putnu sezonālās migrācijas.

Ļoti svarīgi organismiem ir uzvedības pielāgojumi. Piemēram, instinktīva uzvedība nosaka kukaiņu un zemāko mugurkaulnieku darbību: zivis, abinieki, rāpuļi, putni utt. Šī uzvedība ir ģenētiski ieprogrammēta un iedzimta (iedzimta uzvedība). Tas ietver: putnu ligzdas veidošanas metodi, pārošanos, pēcnācēju audzēšanu utt.

Ir arī iegūta komanda, ko indivīds saņem savas dzīves laikā. Izglītība(vai mācīšanās) - galvenais veids, kā pārnest iegūto uzvedību no vienas paaudzes uz otru.

Indivīda spēja pārvaldīt savas kognitīvās spējas, lai pārdzīvotu negaidītas izmaiņas savā vidē, ir inteliģence. Mācīšanās un intelekta loma uzvedībā palielinās līdz ar nervu sistēmas uzlabošanos - smadzeņu garozas palielināšanos. Cilvēkiem tas ir noteicošais evolūcijas mehānisms. Ar šo jēdzienu apzīmē sugu spēju pielāgoties noteiktam vides faktoru lokam sugas ekoloģiskā mistika.

Vides faktoru kopējā ietekme uz ķermeni

Vides faktori parasti darbojas nevis pa vienam, bet gan kompleksi. Viena faktora ietekme ir atkarīga no citu ietekmes stipruma. Dažādu faktoru kombinācijai ir jūtama ietekme uz optimāliem organisma dzīves apstākļiem (skat. 2. att.). Viena faktora darbība neaizstāj cita faktora darbību. Taču ar vides sarežģīto ietekmi bieži var novērot “aizvietošanas efektu”, kas izpaužas dažādu faktoru ietekmes rezultātu līdzībā. Tādējādi gaismu nevar aizstāt ar lieko siltumu vai oglekļa dioksīda pārpilnību, bet, ietekmējot temperatūras izmaiņas, iespējams apturēt, piemēram, augu fotosintēzi.

Vides kompleksajā iedarbībā dažādu faktoru ietekme uz organismiem ir nevienlīdzīga. Tos var iedalīt galvenajos, pavadošajos un sekundārajos. Vadošie faktori dažādiem organismiem ir atšķirīgi, pat ja tie dzīvo vienā un tajā pašā vietā. Vadošā faktora lomu dažādos organisma dzīves posmos var spēlēt viens vai otrs vides elements. Piemēram, daudzu kultivēto augu, piemēram, labības, dzīvē vadošais faktors dīgtspējas periodā ir temperatūra, augšanas un ziedēšanas periodā - augsnes mitrums, bet nogatavošanās periodā - barības vielu daudzums un gaisa mitrums. Vadošā faktora loma var mainīties dažādos gada laikos.

Vadošais faktors var būt atšķirīgs vienai un tai pašai sugai, kas dzīvo dažādos fiziskos un ģeogrāfiskos apstākļos.

Vadošo faktoru jēdzienu nevajadzētu jaukt ar jēdzienu. Faktors, kura līmenis kvalitatīvā vai kvantitatīvā izteiksmē (trūkums vai pārpalikums) izrādās tuvs konkrētā organisma izturības robežām, sauc par ierobežošanu. Ierobežojošā faktora ietekme izpaudīsies arī gadījumā, ja citi vides faktori būs labvēlīgi vai pat optimāli. Gan vadošie, gan sekundārie vides faktori var darboties kā ierobežojošie faktori.

Ierobežojošo faktoru jēdzienu 1840. gadā ieviesa ķīmiķis 10. Liebigs. Pētot dažādu augsnē esošo ķīmisko elementu satura ietekmi uz augu augšanu, viņš formulēja principu: "Minimumā atrodamā viela kontrolē ražu un nosaka tās lielumu un stabilitāti laika gaitā." Šis princips ir pazīstams kā Lībiga minimuma likums.

Ierobežojošais faktors var būt ne tikai trūkums, kā norādīja Lībigs, bet arī tādu faktoru kā, piemēram, siltums, gaisma un ūdens, pārpalikums. Kā minēts iepriekš, organismiem ir raksturīgi ekoloģiskie minimumi un maksimumi. Diapazonu starp šīm divām vērtībām parasti sauc par stabilitātes vai pielaides robežām.

Kopumā vides faktoru ietekmes uz organismu sarežģītību atspoguļo V. Šelforda tolerances likums: labklājības neesamību vai neiespējamību nosaka kāda no vairāku faktoru deficīts vai, gluži otrādi, pārmērība, kura līmenis var būt tuvu robežām, ko pieļauj konkrētais organisms (1913). Šīs divas robežas sauc par pielaides robežām.

Ir veikti daudzi pētījumi par “tolerances ekoloģiju”, pateicoties kuriem ir kļuvušas zināmas daudzu augu un dzīvnieku eksistences robežas. Šāds piemērs ir gaisa piesārņotāju ietekme uz cilvēka organismu (3. att.).

Rīsi. 3. Gaisa piesārņojošo vielu ietekme uz cilvēka organismu. Max - maksimālā vitālā aktivitāte; Papildu - pieļaujamā dzīvībai svarīgā aktivitāte; Opt ir kaitīgās vielas optimālā (neiespaido dzīvībai svarīgo aktivitāti) koncentrācija; MPC ir maksimāli pieļaujamā vielas koncentrācija, kas būtiski nemaina dzīvībai svarīgo aktivitāti; Gadi - letāla koncentrācija

Ietekmējošā faktora (kaitīgās vielas) koncentrācija att. 5.2 ir apzīmēts ar simbolu C. Pie koncentrācijas vērtībām C = C gadi, cilvēks mirs, bet pie ievērojami zemākām C = C MPC vērtībām viņa ķermenī notiks neatgriezeniskas izmaiņas. Līdz ar to pielaides diapazons ir precīzi ierobežots ar vērtību C MPC = C robeža. Tādējādi Cmax ir jānosaka eksperimentāli katram piesārņotājam vai jebkuram kaitīgam ķīmiskam savienojumam, un tā Cmax nedrīkst pārsniegt noteiktā biotopā (dzīves vidē).

Vides aizsardzībā tas ir svarīgi ķermeņa pretestības augšējās robežas uz kaitīgām vielām.

Tādējādi faktiskā piesārņojošās vielas C faktiskā koncentrācija nedrīkst pārsniegt C maksimāli pieļaujamo koncentrāciju (C fakts ≤ C maksimālā pieļaujamā vērtība = C lim).

Ierobežojošo faktoru (Clim) jēdziena vērtība ir tāda, ka tas dod ekologam sākumpunktu, pētot sarežģītas situācijas. Ja organismam ir raksturīgs plašs tolerances diapazons pret kādu faktoru, kas ir relatīvi nemainīgs, un tas atrodas vidē mērenos daudzumos, tad šāds faktors, visticamāk, nebūs ierobežojošs. Gluži pretēji, ja ir zināms, ka konkrētam organismam ir šaurs tolerances diapazons pret kādu mainīgu faktoru, tad tieši šis faktors ir pelnījis rūpīgu izpēti, jo tas var būt ierobežojošs.

2. jautājums. Kādu ietekmi temperatūra atstāj uz dažāda veida organismiem?
Jebkurš organismu tips spēj dzīvot tikai noteiktā temperatūras diapazonā, kurā tā pastāvēšanai ir vislabvēlīgākie temperatūras apstākļi un visaktīvāk tiek veiktas dzīvības funkcijas. Temperatūra tieši ietekmē bioķīmisko reakciju ātrumu dzīvo organismu ķermeņos, kas notiek noteiktās robežās. Temperatūras robežas, kurās organismi parasti dzīvo, ir no 0 līdz 50oC. Bet dažas baktērijas un aļģes var dzīvot karstajos avotos 85-87 ° C temperatūrā. Augstu temperatūru (līdz 80oC) pacieš dažas vienšūnas augsnes aļģes, garozas ķērpji, augu sēklas. Ir dzīvnieki un augi, kas var paciest ļoti zemu temperatūru – līdz tie pilnībā sasalst. Tuvojoties temperatūras diapazona robežām, dzīvības procesu ātrums palēninās, un aiz tā robežām tie apstājas pavisam – organisms iet bojā.
Lielākā daļa dzīvnieku ir aukstasiņu (poikilotermiski) organismi – to ķermeņa temperatūra ir atkarīga no apkārtējās vides temperatūras. Tie ir visu veidu bezmugurkaulnieki un ievērojama daļa mugurkaulnieku (zivis, abinieki, rāpuļi).
Putni un zīdītāji ir siltasiņu (homeotermiski) dzīvnieki. Viņu ķermeņa temperatūra ir relatīvi nemainīga un lielā mērā ir atkarīga no paša ķermeņa vielmaiņas. Šie dzīvnieki attīsta arī adaptācijas, kas ļauj saglabāt ķermeņa siltumu (apmatojums, blīvs apspalvojums, biezs zemādas taukaudu slānis utt.).
Lielākajā daļā Zemes teritorijas temperatūrai ir skaidri noteiktas ikdienas un sezonālās svārstības, kas nosaka noteiktus organismu bioloģiskos ritmus. Temperatūras faktors ietekmē arī faunas un floras vertikālo zonējumu.

3. jautājums: kā dzīvnieki un augi iegūst vajadzīgo ūdeni?
Ūdens- galvenā šūnu citoplazmas sastāvdaļa, ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē sauszemes dzīvo organismu izplatību. Ūdens trūkums izraisa vairākas augu un dzīvnieku adaptācijas.
Augi iegūst nepieciešamo ūdeni no augsnes, izmantojot savas saknes. Sausumam izturīgiem augiem ir dziļa sakņu sistēma, mazākas šūnas un palielināta šūnu sulas koncentrācija. Ūdens iztvaikošana samazinās lapu samazināšanas, biezas kutikulas vai vaska pārklājuma veidošanās rezultātā u.c. Daudzi augi spēj absorbēt mitrumu no gaisa (ķērpji, epifīti, kaktusi). Vairākiem augiem ir ļoti īss veģetācijas periods (kamēr augsnē ir mitrums) - tulpes, spalvu zāle u.c. Sausuma laikā tie paliek neaktīvi pazemes dzinumu - sīpolpuķu vai sakneņu veidā.
Visiem sauszemes dzīvniekiem ir nepieciešama periodiska ūdens padeve, lai kompensētu neizbēgamo ūdens zudumu iztvaikošanas vai izdalīšanās dēļ. Daudzi no viņiem dzer ūdeni, citi, piemēram, abinieki, daži kukaiņi un ērces, absorbē to caur ķermeņa apvalku šķidrā vai tvaiku stāvoklī. Sauszemes posmkājiem veidojas blīvi vāki, kas novērš iztvaikošanu, tiek pārveidota vielmaiņa - izdalās nešķīstoši produkti (urīnskābe, guanīns). Daudzi tuksnešu un stepju iedzīvotāji (bruņurupuči, čūskas) pārziemo sausuma periodos. Vairāki dzīvnieki (kukaiņi, kamieļi) savai dzīvei izmanto vielmaiņas ūdeni, kas rodas tauku sadalīšanās laikā. Daudzas dzīvnieku sugas kompensē ūdens trūkumu, uzņemot to dzerot vai ēdot (abinieki, putni, zīdītāji).

4. jautājums. Kā organismi reaģē uz dažādiem gaismas līmeņiem?
saules gaisma- galvenais dzīvo organismu enerģijas avots. Gaismas intensitāte (apgaismojums) daudziem organismiem ir signāls organismā notiekošo procesu pārstrukturēšanai, kas ļauj tiem vislabāk reaģēt uz notiekošajām ārējo apstākļu izmaiņām. Gaisma ir īpaši svarīga zaļajiem augiem. Saules gaismas bioloģiskā iedarbība ir atkarīga no tās īpašībām: spektrālā sastāva, intensitātes, dienas un sezonas biežuma.
Daudziem dzīvniekiem apgaismojuma apstākļi izraisa pozitīvu vai negatīvu reakciju uz gaismu. Daži kukaiņi (kodes) plūst uz gaismu, citi (prusaki) no tās izvairās. Dienas un nakts maiņai ir vislielākā ekoloģiskā nozīme. Daudzi dzīvnieki ir tikai diennakts dzīvnieki (lielākā daļa putnu), citi ir tikai nakts dzīvnieki (daudzi mazi grauzēji, sikspārņi utt.). Mazie vēžveidīgie, kas peld ūdens kolonnā, naktī uzturas virszemes ūdeņos, un dienas laikā tie nolaižas dziļumā, izvairoties no pārāk spilgtas gaismas.
Spektra ultravioletajai daļai ir augsta fotoķīmiskā aktivitāte: dzīvnieku organismā tā ir iesaistīta D vitamīna sintēzē, šos starus uztver kukaiņu redzes orgāni.
Spektra redzamā daļa (sarkanie un zilie stari) nodrošina fotosintēzes procesu un ziedu košo krāsu (piesaistot apputeksnētājus). Dzīvniekiem redzamā gaisma ir iesaistīta telpiskajā orientācijā.
Infrasarkanie stari ir siltumenerģijas avots. Siltums ir svarīgs aukstasiņu dzīvnieku (bezmugurkaulnieku un zemāko mugurkaulnieku) termoregulācijai. Augos infrasarkanais starojums palielina transpirāciju, kas veicina oglekļa dioksīda uzsūkšanos un ūdens kustību pa visu augu ķermeni.
Augi un dzīvnieki reaģē uz attiecību starp gaismas un tumsas periodu ilgumu dienas vai sezonas laikā. Šo parādību sauc par fotoperiodismu. Fotoperiodisms regulē organismu ikdienas un sezonālo dzīves ritmu, kā arī ir klimatiskais faktors, kas nosaka daudzu sugu dzīves ciklus. Augos fotoperiodisms izpaužas ziedēšanas un augļu nogatavošanās perioda sinhronizācijā ar aktīvākās fotosintēzes periodu; dzīvniekiem - vairošanās sezonas sakritībā ar barības pārpilnību, putnu migrācijās, apmatojuma maiņās zīdītājiem, ziemas miegā, uzvedības izmaiņām utt.

5. jautājums. Kā piesārņotāji ietekmē organismus?
Cilvēku saimnieciskās darbības rezultātā vide tiek piesārņota ar ražošanas blakusproduktiem. Pie šādiem piesārņotājiem pieder: sērūdeņradis, sēra dioksīds, smago metālu sāļi (varš, svins, cinks uc), radionuklīdi, naftas pārstrādes blakusprodukti utt. Īpaši apgabalos ar attīstītu rūpniecību šīs vielas var izraisīt organismu nāvi un stimulēt mutācijas procesa attīstību, kas galu galā var izraisīt vides katastrofu. Kaitīgās vielas, kas atrodamas ūdenstilpēs, augsnē un atmosfērā, negatīvi ietekmē augus, dzīvniekus un cilvēkus.
Daudzi piesārņotāji darbojas kā indes, izraisot visu augu vai dzīvnieku sugu izzušanu. Citi var tikt pārnesti pa barības ķēdēm, uzkrāties organismu ķermeņos un izraisīt gēnu mutācijas, kuru nozīmi varēs novērtēt tikai nākotnē. Cilvēka dzīvība kļūst neiespējama arī vides piesārņojuma apstākļos, jo ar indēm notiek neskaitāmas tiešas saindēšanās gadījumi, tiek novērotas arī piesārņotas vides blaknes (infekcijas slimību, vēža un dažādu orgānu sistēmu saslimšanu pieaugums). Parasti vides piesārņojums izraisa sugu daudzveidības samazināšanos un biocenožu stabilitātes traucējumus.