Czynniki środowiskowe nieożywione. Klasyfikacja czynników środowiskowych

Państwowa instytucja edukacyjna

Wykształcenie wyższe zawodowe.

„Uniwersytet Państwowy w Petersburgu

SERWIS I GOSPODARKA”

Dyscyplina: Ekologia

Instytut (Wydział): (IREU) „Instytut Gospodarki i Zarządzania Regionalnego”

Specjalność: 080507 „Zarządzanie organizacjami”

Na temat: Czynniki środowiskowe i ich klasyfikacja.

Wykonane:

Valkova Violetta Sergeevna

Studentka I roku

Studia niestacjonarne

Kierownik:

Ovchinnikova Raisa Andreevna

2008 – 2009

WSTĘP ………………………………………………………… …………………………………..3

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE. WARUNKI ŚRODOWISKOWE…………………………………...3

Abiotyczny

Biotyczny

Antropogeniczny

BIOTYCZNE ZWIĄZKI ORGANIZMÓW ……………… ……………….6

OGÓLNE ZASADY WPŁYWU EKOLOGICZNYCH CZYNNIKÓW ŚRODOWISKOWYCH NA ORGANIZMY…………………………………………………………………… …………………………….7

WNIOSEK ……………………………………………………………………………… ………………………9

WYKAZ BIBLIOGRAFII ………… …………………………………………………………..10

WSTĘP

Wyobraźmy sobie jeden gatunek roślin lub zwierząt, a w nim jeden indywidualny, izolując ją psychicznie od reszty świata żywych. Ta osoba będąca pod wpływem czynniki środowiskowe będzie pod ich wpływem. Najważniejszym z nich będą czynniki zdeterminowane klimatem. Na przykład wszyscy doskonale zdają sobie sprawę, że nie wszędzie można spotkać przedstawicieli tego czy innego gatunku roślin i zwierząt. Niektóre rośliny żyją tylko wzdłuż brzegów zbiorników wodnych, inne - pod okapem lasu. Nie można spotkać lwa w Arktyce ani niedźwiedzia polarnego na pustyni Gobi. Uznajemy, że czynniki klimatyczne (temperatura, wilgotność, światło itp.) mają największe znaczenie w rozmieszczeniu gatunków. W przypadku zwierząt lądowych, zwłaszcza żyjących w glebie, i roślin, właściwości fizyczne i chemiczne gleby odgrywają ważną rolę. Dla organizmów wodnych szczególne znaczenie mają właściwości wody jako jedynego siedliska. Badanie wpływu różnych czynników naturalnych na poszczególne organizmy jest pierwszym i najprostszym działem ekologii.

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE. WARUNKI ŚRODOWISKA

Różnorodność czynników środowiskowych. Czynniki środowiskowe to wszelkie czynniki zewnętrzne, które mają bezpośredni lub pośredni wpływ na liczbę (liczność) i rozmieszczenie geograficzne zwierząt i roślin.

Czynniki środowiskowe są bardzo zróżnicowane zarówno pod względem natury, jak i wpływu na organizmy żywe. Konwencjonalnie wszystkie czynniki środowiskowe dzieli się na trzy duże grupy - abiotyczne, biotyczne i antropogeniczne.

Czynniki abiotyczne - są to czynniki natury nieożywionej, przede wszystkim klimatyczne (nasłonecznienie, temperatura, wilgotność powietrza) i lokalne (rzeźba terenu, właściwości gleby, zasolenie, prądy, wiatr, promieniowanie itp.). Czynniki te mogą wpływać na organizm bezpośrednio(bezpośrednio) jako światło i ciepło, lub pośrednio, jak np. ukształtowanie terenu, które determinuje działanie czynników bezpośrednich (oświetlenie, wilgoć, wiatr itp.).

Czynniki antropogeniczne – Są to te formy działalności człowieka, które poprzez oddziaływanie na środowisko zmieniają warunki życia organizmów żywych lub bezpośrednio wpływają na niektóre gatunki roślin i zwierząt. Jednym z najważniejszych czynników antropogenicznych są zanieczyszczenia.

Warunki środowiska. Warunki środowiskowe, czyli warunki ekologiczne, to abiotyczne czynniki środowiskowe zmieniające się w czasie i przestrzeni, na które organizmy reagują odmiennie w zależności od swojej siły. Warunki środowiskowe nakładają na organizmy pewne ograniczenia. Ilość światła przenikającego przez słup wody ogranicza życie roślin zielonych w zbiornikach wodnych. Obfitość tlenu ogranicza liczbę zwierząt oddychających powietrzem. Temperatura determinuje aktywność i kontroluje rozmnażanie wielu organizmów.

Do najważniejszych czynników determinujących warunki życia organizmów niemal we wszystkich środowiskach życia zalicza się temperaturę, wilgotność i światło. Rozważmy bardziej szczegółowo wpływ tych czynników.

Temperatura. Każdy organizm jest w stanie żyć tylko w określonym zakresie temperatur: osobniki tego gatunku umierają w zbyt wysokich lub zbyt niskich temperaturach. Gdzieś w tym przedziale warunki temperaturowe są najkorzystniejsze dla istnienia danego organizmu, jego funkcje życiowe realizowane są najaktywniej. Gdy temperatura zbliża się do granic przedziału, tempo procesów życiowych zwalnia, aż w końcu całkowicie ustają – organizm umiera.

Granice tolerancji temperatury są różne dla różnych organizmów. Istnieją gatunki, które tolerują wahania temperatury w szerokim zakresie. Na przykład porosty i wiele bakterii mogą żyć w bardzo różnych temperaturach. Wśród zwierząt największy zakres tolerancji temperatur mają zwierzęta stałocieplne. Na przykład tygrys równie dobrze znosi zarówno syberyjski chłód, jak i upał panujący w tropikalnych regionach Indii czy Archipelagu Malajskiego. Ale są też gatunki, które mogą żyć tylko w mniej lub bardziej wąskich granicach temperatur. Obejmuje to wiele roślin tropikalnych, takich jak storczyki. W strefie umiarkowanej mogą rosnąć tylko w szklarniach i wymagają starannej pielęgnacji. Niektóre korale tworzące rafy mogą żyć tylko w morzach, w których temperatura wody wynosi co najmniej 21 °C. Jednak koralowce giną również, gdy woda staje się zbyt gorąca.

W środowisku lądowo-powietrznym, a nawet w wielu obszarach środowiska wodnego temperatura nie pozostaje stała i może znacznie się wahać w zależności od pory roku czy pory dnia. Na obszarach tropikalnych roczne wahania temperatury mogą być jeszcze mniej zauważalne niż dzienne. I odwrotnie, na obszarach umiarkowanych temperatury różnią się znacznie w różnych porach roku. Zwierzęta i rośliny zmuszone są przystosować się do niesprzyjającej pory zimowej, podczas której aktywne życie jest utrudnione lub po prostu niemożliwe. Na obszarach tropikalnych takie adaptacje są mniej wyraźne. W zimnym okresie z niesprzyjającymi warunkami temperaturowymi wydaje się, że w życiu wielu organizmów następuje przerwa: hibernacja u ssaków, zrzucanie liści u roślin itp. Niektóre zwierzęta dokonują długich migracji do miejsc o bardziej odpowiednim klimacie.

Wilgotność. Przez większą część swojej historii dziką przyrodę reprezentowały wyłącznie wodne formy organizmów. Podbiwszy ziemię, nie stracili jednak zależności od wody. Woda jest integralną częścią zdecydowanej większości żywych istot: jest niezbędna do ich normalnego funkcjonowania. Normalnie rozwijający się organizm stale traci wodę i dlatego nie może żyć w całkowicie suchym powietrzu. Wcześniej czy później takie straty mogą doprowadzić do śmierci organizmu.

W fizyce wilgotność mierzy się ilością pary wodnej w powietrzu. Jednak najprostszym i najwygodniejszym wskaźnikiem charakteryzującym wilgotność danego obszaru jest ilość opadów spadających tam w ciągu roku lub innego okresu.

Rośliny pobierają wodę z gleby za pomocą korzeni. Porosty potrafią wychwytywać parę wodną z powietrza. Rośliny posiadają szereg adaptacji zapewniających minimalną utratę wody. Wszystkie zwierzęta lądowe wymagają okresowego dostarczania wody, aby zrekompensować nieuniknioną utratę wody w wyniku parowania lub wydalania. Wiele zwierząt pije wodę; inne, takie jak płazy, niektóre owady i roztocza, wchłaniają go w postaci cieczy lub pary przez swoje powłoki ciała. Większość zwierząt pustynnych nigdy nie pije. Swoje potrzeby zaspokajają z wody dostarczanej wraz z pożywieniem. Wreszcie są zwierzęta, które pozyskują wodę w jeszcze bardziej złożony sposób – poprzez proces utleniania tłuszczu. Przykładami są wielbłąd i niektóre rodzaje owadów, takie jak ryjkowce ryżowe i zbożowe oraz ćmy odzieżowe, które żywią się tłuszczem. Zwierzęta, podobnie jak rośliny, mają wiele przystosowań do oszczędzania wody.

Światło. Dla zwierząt światło jako czynnik środowiskowy jest nieporównywalnie mniej istotne niż temperatura i wilgotność. Ale światło jest absolutnie niezbędne dla żywej przyrody, ponieważ służy jej praktycznie jako jedyne źródło energii.

Od dawna istnieje rozróżnienie między roślinami światłolubnymi, które mogą rozwijać się tylko pod promieniami słońca, a roślinami tolerującymi cień, które mogą dobrze rosnąć pod okapem lasu. Większość runa bukowego, który jest szczególnie zacieniony, tworzą rośliny tolerujące cień. Ma to ogromne znaczenie praktyczne dla naturalnego odnowienia drzewostanu: pod osłoną dużych drzew mogą rozwijać się młode pędy wielu gatunków drzew.

U wielu zwierząt normalne warunki oświetleniowe objawiają się pozytywną lub negatywną reakcją na światło. Każdy wie, jak nocne owady gromadzą się w stronę światła lub jak karaluchy rozpraszają się w poszukiwaniu schronienia, jeśli tylko w ciemnym pokoju zapali się światło.

Największe znaczenie ekologiczne w cyklu dnia i nocy ma jednak światło. Wiele zwierząt prowadzi wyłącznie dzienny tryb życia (większość wróblowych), inne prowadzą wyłącznie nocny tryb życia (wiele małych gryzoni, nietoperze). Małe skorupiaki, unoszące się w słupie wody, nocą przebywają w wodach powierzchniowych, a w ciągu dnia opadają w głębiny, unikając zbyt jasnego światła.

W porównaniu z temperaturą i wilgotnością światło ma niewielki bezpośredni wpływ na zwierzęta. Służy jedynie jako sygnał do restrukturyzacji procesów zachodzących w organizmie, co pozwala im najlepiej reagować na zachodzące zmiany warunków zewnętrznych.

Wymienione powyżej czynniki nie wyczerpują zespołu warunków środowiskowych determinujących życie i rozmieszczenie organizmów. Tak zwany wtórne czynniki klimatyczne takie jak wiatr, ciśnienie atmosferyczne, wysokość nad poziomem morza. Wiatr działa pośrednio: zwiększając parowanie, zwiększa suchość. Silne wiatry przyczyniają się do ochłodzenia. Czynność ta jest ważna w zimnych miejscach, w wysokich górach lub w regionach polarnych.

Czynniki antropogeniczne. Zanieczyszczenia. Czynniki antropogeniczne są bardzo zróżnicowane pod względem składu. Człowiek oddziałuje na przyrodę żywą poprzez układanie dróg, budowę miast, prowadzenie rolnictwa, blokowanie rzek itp. Współczesna działalność człowieka coraz częściej objawia się zanieczyszczeniem środowiska produktami ubocznymi, często toksycznymi. Dwutlenek siarki wydobywający się z rur fabryk i elektrociepłowni, związki metali (miedź, cynk, ołów) odprowadzane w pobliżu kopalń lub powstające w spalinach samochodów, pozostałości produktów naftowych odprowadzane do zbiorników wodnych podczas mycia tankowców - to tylko niektóre zanieczyszczenia ograniczające rozprzestrzenianie się organizmów (zwłaszcza roślin).

Na obszarach przemysłowych pojęcie substancji zanieczyszczających czasami osiąga poziomy progowe, tj. zabójcze dla wielu organizmów, wartości. Jednak bez względu na wszystko prawie zawsze będzie co najmniej kilka osobników kilku gatunków, które będą w stanie przetrwać w takich warunkach. Powodem jest to, że nawet w populacjach naturalnych rzadko spotyka się osobniki odporne. W miarę wzrostu poziomu zanieczyszczeń tylko oporne osobniki mogą przetrwać. Co więcej, mogą stać się założycielami stabilnej populacji, która odziedziczyła odporność na tego typu zanieczyszczenia. Z tego powodu zanieczyszczenia dają nam możliwość niejako obserwacji ewolucji w działaniu. Oczywiście nie każda populacja jest obdarzona zdolnością przeciwstawiania się zanieczyszczeniom, nawet jeśli występują one tylko w postaci pojedynczych osobników.

Zatem wpływ jakiejkolwiek substancji zanieczyszczającej jest dwojaki. Jeśli substancja ta pojawiła się niedawno lub występuje w bardzo dużych stężeniach, to każdy gatunek występujący wcześniej na skażonym obszarze jest zwykle reprezentowany przez zaledwie kilka okazów - właśnie takie, które ze względu na naturalną zmienność miały pierwotną stabilność lub swoje najbliższe przepływy.

W dalszej kolejności okazuje się, że zanieczyszczony obszar jest zaludniony znacznie gęściej, ale z reguły ze znacznie mniejszą liczbą gatunków, niż gdyby zanieczyszczeń nie było. Takie nowo powstałe zbiorowiska o zubożonym składzie gatunkowym stały się już integralną częścią środowiska człowieka.

BIOTYCZNE ZWIĄZKI ORGANIZMÓW

Dwa rodzaje dowolnych organizmów żyjących na tym samym terytorium i stykających się ze sobą wchodzą ze sobą w różne relacje. Pozycję gatunku w różnych formach relacji wyznaczają znaki konwencjonalne. Znak minus (–) oznacza niekorzystny skutek (osobniki danego gatunku są uciskane lub krzywdzone). Znak plus (+) wskazuje na korzystny efekt (osobniki gatunku korzystają). Znak zerowy (0) oznacza, że ​​związek jest obojętny (brak wpływu).

Zatem wszystkie powiązania biotyczne można podzielić na 6 grup: żadna z populacji nie wpływa na drugą (00); wzajemnie korzystne przydatne połączenia (+ +); związki szkodliwe dla obu gatunków (– –); jeden z gatunków odnosi korzyści, drugi doświadcza ucisku (+ –); jeden gatunek odnosi korzyści, drugi nie doznaje szkody (+ 0); jeden gatunek jest uciskany, drugi nie odnosi korzyści (– 0).

Na jeden z gatunków żyjących wspólnie wpływ drugiego jest negatywny (doświadcza ucisku), natomiast prześladowca nie odnosi ani szkody, ani korzyści – to amensalizm(–0). Przykładem amensalizmu są światłolubne zioła rosnące pod świerkiem, cierpiące na silne zacienienie, podczas gdy samo drzewo jest na to obojętne.

Forma związku, w której jeden gatunek odnosi pewną korzyść, nie powodując szkody ani korzyści drugiemu, nazywa się komensalizm(+ 0). Na przykład duże ssaki (psy, jelenie) służą jako nosiciele owoców i nasion za pomocą haczyków (jak łopian), nie ponosząc z tego ani szkody, ani korzyści.

Komensalizm to jednostronne wykorzystanie jednego gatunku przez drugi bez wyrządzania mu szkody. Przejawy komensalizmu są różnorodne, dlatego wyróżnia się wiele wariantów.

„Freeloading” to konsumpcja resztek jedzenia właściciela.

„Towarzystwo” to spożywanie różnych substancji lub części tego samego pożywienia.

„Mieszkanie” to korzystanie przez jeden gatunek z innego gatunku (swoich ciał, swoich domów (jako schronienia lub domu).

W naturze często stwierdza się wzajemnie korzystne relacje między gatunkami, a niektóre organizmy czerpią z tych relacji obopólne korzyści. Ta grupa wzajemnie korzystnych powiązań biologicznych obejmuje różnorodne symbiotyczny relacje między organizmami. Przykładem symbiozy są porosty, które stanowią bliskie, wzajemnie korzystne współżycie grzybów i glonów. Dobrze znanym przykładem symbiozy jest współżycie roślin zielonych (głównie drzew) i grzybów.

Jednym z rodzajów wzajemnie korzystnych relacji jest protokooperacja(podstawowa współpraca) (+ +). Jednocześnie współistnienie, choć nie obowiązkowe, jest korzystne dla obu gatunków, ale nie jest niezbędnym warunkiem przetrwania. Przykładem protokooperacji jest rozsiewanie nasion niektórych roślin leśnych przez mrówki i zapylanie różnych roślin łąkowych przez pszczoły.

Jeśli dwa lub więcej gatunków ma podobne wymagania ekologiczne i żyje razem, może powstać między nimi negatywny typ relacji, tzw konkurs(rywalizacja, współzawodnictwo) (– –). Na przykład wszystkie rośliny konkurują o światło, wilgoć i składniki odżywcze gleby, a tym samym o rozszerzenie swojego terytorium. Zwierzęta walczą o zasoby pożywienia, schronienia, a także o terytorium.

Drapieżnictwo(+ –) to rodzaj interakcji między organizmami, w której przedstawiciele jednego gatunku zabijają i zjadają przedstawicieli innego gatunku.

Są to główne rodzaje interakcji biotycznych w przyrodzie. Należy pamiętać, że rodzaj pokrewieństwa danej pary gatunków może się zmieniać w zależności od warunków zewnętrznych czy etapu życiowego oddziałujących na siebie organizmów. Co więcej, w przyrodzie w związkach biotycznych uczestniczy jednocześnie nie tylko kilka gatunków, ale znacznie większa ich liczba.

OGÓLNE PRAWIDŁOWOŚCI WPŁYWU EKOLOGICZNYCH CZYNNIKÓW ŚRODOWISKOWYCH NA ORGANIZMY

Przykład temperatury pokazuje, że czynnik ten jest tolerowany przez organizm jedynie w określonych granicach. Organizm umiera, jeśli temperatura otoczenia jest zbyt niska lub zbyt wysoka. W środowiskach, w których temperatury są zbliżone do tych ekstremalnych, żywi mieszkańcy są rzadkością. Ich liczba wzrasta jednak w miarę zbliżania się temperatury do wartości średniej, która jest najlepsza (optymalna) dla danego gatunku.

Wzorzec ten można przenieść na dowolny inny czynnik determinujący szybkość niektórych procesów życiowych (wilgotność, siła wiatru, prędkość prądu itp.).

Jeśli narysujesz na wykresie krzywą charakteryzującą intensywność danego procesu (oddychanie, ruch, odżywianie itp.) w zależności od jednego z czynników środowiskowych (oczywiście pod warunkiem, że czynnik ten wpływa na główne procesy życiowe), to to krzywa będzie prawie zawsze miała kształt dzwonu.

Krzywe te nazywane są krzywymi tolerancja(z greckiego tolerancja- cierpliwość, stabilność). Położenie wierzchołka krzywej wskazuje warunki optymalne dla danego procesu.

Niektóre osobniki i gatunki charakteryzują się krzywiznami z bardzo ostrymi szczytami. Oznacza to, że zakres warunków, w których aktywność organizmu osiąga maksimum, jest bardzo wąski. Płaskie krzywizny odpowiadają szerokiemu zakresowi tolerancji.

Organizmy o szerokim marginesie oporności z pewnością mają szansę na szersze rozpowszechnienie się. Jednakże szerokie granice wytrzymałości dla jednego czynnika nie oznaczają szerokich granic dla wszystkich czynników. Roślina może być tolerancyjna na duże wahania temperatury, ale ma wąskie zakresy tolerancji na wodę. Zwierzę takie jak pstrąg może być bardzo wrażliwe na temperaturę, ale żywi się różnorodną żywnością.

Czasami w ciągu życia jednostki jej tolerancja może się zmienić (odpowiednio zmieni się położenie krzywej), jeśli jednostka znajdzie się w odmiennych warunkach zewnętrznych. Znajdując się w takich warunkach, organizm po pewnym czasie przyzwyczaja się do nich i dostosowuje się do nich. Konsekwencją tego jest zmiana maksimum fizjologicznego, czyli przesunięcie kopuły krzywej tolerancji. Zjawisko to nazywa się dostosowanie, Lub aklimatyzacja.

U gatunków o szerokim rozmieszczeniu geograficznym często mieszkańcy stref geograficznych lub klimatycznych okazują się najlepiej przystosowani właśnie do tych warunków, które są charakterystyczne dla danego obszaru. Wynika to ze zdolności niektórych organizmów do tworzenia form lokalnych, czyli ekotypów, charakteryzujących się różnymi granicami odporności na temperaturę, światło czy inne czynniki.

Rozważmy jako przykład ekotypy jednego z gatunków meduz. Meduzy poruszają się po wodzie za pomocą rytmicznych skurczów mięśni, które wypychają wodę z centralnej jamy ciała, podobnie jak ruch rakiety. Optymalna częstotliwość takiej pulsacji wynosi 15-20 skurczów na minutę. Osobniki żyjące w morzach północnych szerokości geograficznych poruszają się z tą samą prędkością, co meduzy tego samego gatunku w morzach południowych szerokości geograficznych, chociaż temperatura wody na północy może być o 20°C niższa. W rezultacie obie formy organizmów tego samego gatunku były w stanie najlepiej przystosować się do lokalnych warunków.

Prawo minimum. Intensywność niektórych procesów biologicznych jest często wrażliwa na dwa lub więcej czynników środowiskowych. W tym przypadku decydujące znaczenie będzie miał czynnik występujący w ilości minimalnej z punktu widzenia potrzeb organizmu. Zasada ta została sformułowana przez twórcę nauki o nawozach mineralnych Justusa Liebiga(1803-1873) i otrzymał imię Prawo minimum. Yu Liebig odkrył, że plon roślin może być ograniczony przez którykolwiek z podstawowych składników pokarmowych, jeśli tylko tego pierwiastka brakuje.

Wiadomo, że różne czynniki środowiskowe mogą oddziaływać na siebie, co oznacza, że ​​niedobór jednej substancji może prowadzić do niedoboru innych substancji. Dlatego ogólnie prawo minimum można sformułować w następujący sposób: pomyślne przetrwanie organizmów żywych zależy od zestawu warunków; czynnikiem ograniczającym lub ograniczającym jest każdy stan środowiska zbliżający się lub przekraczający granicę stabilności organizmów danego gatunku.

Przepis dotyczący czynników ograniczających znacznie ułatwia badanie złożonych sytuacji. Pomimo złożoności relacji między organizmami a ich środowiskiem, nie wszystkie czynniki mają takie samo znaczenie ekologiczne. Na przykład tlen jest czynnikiem konieczności fizjologicznej dla wszystkich zwierząt, ale z ekologicznego punktu widzenia staje się ograniczający tylko w niektórych siedliskach. Jeśli ryby padną w rzece, należy najpierw zmierzyć stężenie tlenu w wodzie, ponieważ jest ono bardzo zmienne, zapasy tlenu łatwo się wyczerpują i często nie ma wystarczającej ilości tlenu. Jeśli w przyrodzie obserwuje się śmierć ptaków, należy szukać innej przyczyny, ponieważ zawartość tlenu w powietrzu jest stosunkowo stała i wystarczająca z punktu widzenia potrzeb organizmów lądowych.

WNIOSEK

Ekologia jest nauką niezwykle ważną dla człowieka, badającą jego bezpośrednie środowisko naturalne. Człowiek obserwując przyrodę i jej wrodzoną harmonię, mimowolnie starał się tę harmonię wprowadzić do swojego życia. Pragnienie to nabrało szczególnego wyrazu dopiero stosunkowo niedawno, gdy bardzo widoczne stały się konsekwencje nieuzasadnionych działań gospodarczych, prowadzących do niszczenia środowiska naturalnego. A to ostatecznie miało niekorzystny wpływ na samą osobę.

Należy pamiętać, że ekologia jest podstawową dyscypliną naukową, której idee są bardzo ważne. A jeśli uznamy wagę tej nauki, musimy nauczyć się poprawnie używać jej praw, pojęć i terminów. Pomagają bowiem człowiekowi określić swoje miejsce w swoim otoczeniu oraz prawidłowo i racjonalnie korzystać z zasobów przyrody. Udowodniono, że korzystanie przez człowieka z zasobów naturalnych przy całkowitej nieznajomości praw natury często prowadzi do poważnych, nieodwracalnych konsekwencji.

Każdy człowiek na planecie powinien znać podstawy ekologii jako nauki o naszym wspólnym domu – Ziemi. Znajomość podstaw ekologii pomoże zarówno społeczeństwu, jak i jednostce mądrze budować swoje życie; pomogą każdemu poczuć się częścią wielkiej Natury, osiągnąć harmonię i komfort tam, gdzie wcześniej toczyła się nieuzasadniona walka z siłami natury.

WYKAZ WYKORZYSTANYCH BIBLIOGRAFII Ekologiczne czynniki środowiskowe (Biotic czynniki; Biotyczny środowiskowy czynniki; Czynniki biotyczne; ....5 Pytanie nr 67 Zasoby naturalne, ich Klasyfikacja. Cykl zasobów ZASOBY NATURALNE (naturalne...

Są to wszelkie czynniki środowiskowe, na które organizm reaguje reakcjami adaptacyjnymi.

Środowisko to jedna z głównych koncepcji ekologicznych, co oznacza zespół warunków środowiskowych wpływających na życie organizmów. W szerokim znaczeniu środowisko rozumiane jest jako ogół ciał materialnych, zjawisk i energii oddziałujących na organizm. Możliwe jest także bardziej szczegółowe, przestrzenne rozumienie środowiska jako bezpośredniego otoczenia organizmu – jego siedliska. Siedliskiem jest wszystko, wśród czego żyje organizm, jest to część przyrody, która otacza organizmy żywe i ma na nie bezpośredni lub pośredni wpływ. Te. elementy środowiska, które nie są obojętne danemu organizmowi lub gatunkowi i w taki czy inny sposób wpływają na niego, są czynnikami z nim związanymi.

Składniki środowiska są różnorodne i zmienne, dlatego organizmy żywe stale dostosowują się i regulują swoją aktywność życiową zgodnie z zachodzącymi zmianami parametrów środowiska zewnętrznego. Takie adaptacje organizmów nazywane są adaptacją i pozwalają im przetrwać i rozmnażać się.

Wszystkie czynniki środowiskowe są podzielone na

• Czynniki abiotyczne to czynniki natury nieożywionej, które bezpośrednio lub pośrednio oddziałują na organizm – światło, temperatura, wilgotność, skład chemiczny powietrza, środowiska wodnego, glebowego itp. (tj. właściwości środowiska, których występowanie i oddziaływanie nie ma wpływu na bezpośrednio zależą od aktywności organizmów żywych).
• Czynniki biotyczne to wszelkie formy oddziaływania na organizm otaczających istot żywych (mikroorganizmy, wpływ zwierząt na rośliny i odwrotnie).
• Czynniki antropogeniczne to różne formy aktywności społeczeństwa ludzkiego, które prowadzą do zmian w przyrodzie jako siedlisku innych gatunków lub bezpośrednio wpływają na ich życie.

Czynniki środowiskowe wpływają na organizmy żywe

• jako substancje drażniące powodujące adaptacyjne zmiany funkcji fizjologicznych i biochemicznych;
• jako ograniczenia uniemożliwiające egzystencję w danych warunkach;
• jako modyfikatory powodujące zmiany strukturalne i funkcjonalne w organizmach oraz jako sygnały wskazujące na zmiany innych czynników środowiskowych.

W tym przypadku możliwe jest ustalenie ogólnego charakteru wpływu czynników środowiskowych na żywy organizm.

Każdy organizm ma określony zestaw adaptacji do czynników środowiskowych i istnieje bezpiecznie tylko w pewnych granicach ich zmienności. Najbardziej korzystny poziom czynnika dla życia nazywa się optymalnym.

Przy małych wartościach lub przy nadmiernym narażeniu na czynnik aktywność życiowa organizmów gwałtownie spada (zauważalnie hamowana). Zasięg działania czynnika środowiskowego (obszar tolerancji) jest ograniczony przez punkty minimalne i maksymalne odpowiadające skrajnym wartościom tego czynnika, przy których możliwe jest istnienie organizmu.

Górny poziom czynnika, powyżej którego aktywność życiowa organizmów staje się niemożliwa, nazywa się maksimum, a dolny poziom - minimum (ryc.). Naturalnie każdy organizm charakteryzuje się własnymi maksimami, optymalami i minimami czynników środowiskowych. Na przykład mucha domowa może wytrzymać wahania temperatury od 7 do 50 ° C, ale ludzka glista żyje tylko w temperaturze ludzkiego ciała.

Punkty optymalny, minimalny i maksymalny tworzą trzy punkty kardynalne, które określają zdolność organizmu do reakcji na dany czynnik. Skrajne punkty krzywej, wyrażające stan ucisku z niedoborem lub nadmiarem czynnika, nazywane są obszarami pesimum; odpowiadają one wartościom pesymalnym współczynnika. W pobliżu punktów krytycznych występują wartości subletalne czynnika, a poza strefą tolerancji znajdują się strefy śmiertelne czynnika.

Warunki środowiskowe, w których jakikolwiek czynnik lub ich kombinacja wykracza poza strefę komfortu i działa przygnębiająco, często nazywane są w ekologii ekstremalnymi, granicznymi (ekstremalnymi, trudnymi). Charakteryzują nie tylko sytuacje środowiskowe (temperatura, zasolenie), ale także siedliska, w których warunki są bliskie granicom bytu roślin i zwierząt.

Na każdy żywy organizm wpływa jednocześnie zespół czynników, ale tylko jeden z nich jest ograniczający. Czynnik wyznaczający ramy istnienia organizmu, gatunku lub zbiorowiska nazywany jest ograniczającym (ograniczającym). Przykładowo rozmieszczenie wielu zwierząt i roślin na północy jest ograniczone brakiem ciepła, natomiast na południu czynnikiem ograniczającym dla tego samego gatunku może być brak wilgoci lub niezbędnego pożywienia. Granice wytrzymałości organizmu w stosunku do czynnika ograniczającego zależą jednak od poziomu innych czynników.

Życie niektórych organizmów wymaga warunków ograniczonych wąskimi granicami, czyli zakres optymalny nie jest stały dla gatunku. Optymalne działanie tego czynnika jest różne u różnych gatunków. Rozpiętość krzywej, czyli odległość pomiędzy punktami progowymi, pokazuje obszar oddziaływania czynnika środowiskowego na organizm (ryc. 104). W warunkach zbliżonych do progowego działania czynnika organizm odczuwa depresję; mogą istnieć, ale nie osiągają pełnego rozwoju. Rośliny zwykle nie owocują. Przeciwnie, u zwierząt dojrzewanie przyspiesza.

Wielkość zasięgu działania czynnika, a zwłaszcza strefy optymalnej, pozwala ocenić wytrzymałość organizmów w stosunku do danego elementu środowiska i wskazuje ich amplitudę ekologiczną. Pod tym względem organizmy, które mogą żyć w dość zróżnicowanych warunkach środowiskowych, nazywane są zvrybiontami (od greckiego „euro” - szerokie). Na przykład niedźwiedź brunatny żyje w zimnym i ciepłym klimacie, na obszarach suchych i wilgotnych i zjada różnorodne pokarmy roślinne i zwierzęce.

W odniesieniu do prywatnych czynników środowiskowych stosuje się termin rozpoczynający się od tego samego przedrostka. Na przykład zwierzęta, które mogą żyć w szerokim zakresie temperatur, nazywane są eurytermicznymi, natomiast organizmy, które mogą żyć tylko w wąskich zakresach temperatur, nazywane są stenotermicznymi. Na tej samej zasadzie organizm może być euryhydridem lub stenohydridem, w zależności od jego reakcji na wahania wilgotności; euryhalinowy lub stenohalinowy – w zależności od zdolności do tolerowania różnych wartości zasolenia itp.

Istnieją także koncepcje wartościowości ekologicznej, która reprezentuje zdolność organizmu do zasiedlania różnorodnych środowisk oraz amplitudy ekologicznej, która odzwierciedla szerokość zakresu czynnika lub szerokość strefy optymalnej.

Ilościowe wzorce reakcji organizmów na działanie czynnika środowiskowego różnią się w zależności od warunków ich życia. Stenobiontyczność czy eurybiontyczność nie charakteryzuje specyfiki gatunku w odniesieniu do jakiegokolwiek czynnika środowiskowego. Na przykład niektóre zwierzęta żyją w wąskim zakresie temperatur (tj. stenotermicznym), a jednocześnie mogą żyć w szerokim zakresie zasolenia środowiska (euryhalinowego).

Czynniki środowiskowe wpływają na żywy organizm jednocześnie i łącznie, a działanie jednego z nich zależy w pewnym stopniu od ilościowego wyrażenia innych czynników - światła, wilgotności, temperatury, otaczających organizmów itp. Ten wzór nazywa się interakcją czynników. Czasami niedobór jednego czynnika jest częściowo kompensowany zwiększoną aktywnością innego; pojawia się częściowa substytucyjność oddziaływania czynników środowiskowych. Jednocześnie żadnego z czynników niezbędnych dla organizmu nie można całkowicie zastąpić innym. Rośliny fototroficzne nie mogą rosnąć bez światła w najbardziej optymalnych warunkach temperatury i odżywiania. Zatem jeśli wartość chociaż jednego z niezbędnych czynników wykracza poza zakres tolerancji (poniżej minimum lub powyżej maksimum), wówczas istnienie organizmu staje się niemożliwe.

Czynniki środowiskowe, które w określonych warunkach mają wartość pesymalną, czyli takie, które są najbardziej odległe od optymalnego, szczególnie komplikują możliwość istnienia gatunku w tych warunkach, pomimo optymalnego połączenia innych warunków. Zależność ta nazywana jest prawem czynników ograniczających. Takie czynniki odbiegające od optymalnego nabierają ogromnego znaczenia w życiu gatunku lub poszczególnych osobników, determinując ich zasięg geograficzny.

Identyfikacja czynników ograniczających jest bardzo ważna w praktyce rolniczej w celu ustalenia wartościowości ekologicznej, szczególnie w najbardziej wrażliwych (krytycznych) okresach ontogenezy zwierząt i roślin.

WYKŁAD nr 4

TEMAT: CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

PLAN:

1. Pojęcie czynników środowiskowych i ich klasyfikacja.

2. Czynniki abiotyczne.

2.1. Ekologiczna rola głównych czynników abiotycznych.

2.2. Czynniki topograficzne.

2.3. Czynniki przestrzenne.

3. Czynniki biotyczne.

4. Czynniki antropogeniczne.

1. Pojęcie czynników środowiskowych i ich klasyfikacja

Czynnikiem środowiskowym jest każdy element środowiska, który może bezpośrednio lub pośrednio oddziaływać na organizm żywy, przynajmniej na jednym z etapów jego indywidualnego rozwoju.

Czynniki środowiskowe są różnorodne, a każdy czynnik jest kombinacją odpowiedniego stanu środowiska i jego zasobu (rezerwy w środowisku).

Ekologiczne czynniki środowiska dzieli się zwykle na dwie grupy: czynniki o charakterze obojętnym (nieożywionym) - abiotyczne lub abiogenne; czynniki przyrody ożywionej - biotyczne lub biogenne.

Oprócz powyższej klasyfikacji czynników środowiskowych istnieje wiele innych (mniej powszechnych), które wykorzystują inne cechy wyróżniające. W ten sposób identyfikuje się czynniki, które zależą i nie zależą od liczby i gęstości organizmów. Przykładowo na działanie czynników makroklimatycznych nie ma wpływu liczba zwierząt czy roślin, natomiast epidemie (masowe choroby) wywołane przez mikroorganizmy chorobotwórcze zależą od ich liczebności na danym terytorium. Znane są klasyfikacje, w których wszystkie czynniki antropogeniczne zaliczane są do biotycznych.

2. Czynniki abiotyczne

W abiotycznej części środowiska (w przyrodzie nieożywionej) wszystkie czynniki można przede wszystkim podzielić na fizyczne i chemiczne. Aby jednak zrozumieć istotę rozpatrywanych zjawisk i procesów, wygodnie jest przedstawić czynniki abiotyczne jako zbiór czynników klimatycznych, topograficznych, kosmicznych, a także cech składu środowiska (wodnego, lądowego lub glebowego), itp.

Czynniki fizyczne- to takie, których źródłem jest stan fizyczny lub zjawisko (mechaniczne, falowe itp.). Na przykład temperatura, jeśli jest wysoka, nastąpi oparzenie, jeśli jest bardzo niska, nastąpi odmrożenie. Na wpływ temperatury mogą mieć również wpływ inne czynniki: w wodzie – prąd, na lądzie – wiatr i wilgotność, itp.

Czynniki chemiczne- są to te, które wynikają ze składu chemicznego środowiska. Na przykład zasolenie wody, jeśli jest wysokie, życie w zbiorniku może być całkowicie nieobecne (Morze Martwe), ale jednocześnie większość organizmów morskich nie może żyć w słodkiej wodzie. Życie zwierząt na lądzie, w wodzie itp. zależy od wystarczającego poziomu tlenu.

Czynniki edaficzne(gleba) to zespół właściwości chemicznych, fizycznych i mechanicznych gleb i skał, które wpływają zarówno na organizmy w nich żyjące, czyli dla których są siedliskiem, jak i na system korzeniowy roślin. Znany jest wpływ składników chemicznych (pierwiastków biogennych), temperatury, wilgotności i struktury gleby na wzrost i rozwój roślin.

2.1. Ekologiczna rola głównych czynników abiotycznych

Promieniowania słonecznego. Głównym źródłem energii dla ekosystemu jest promieniowanie słoneczne. Energia Słońca rozchodzi się w przestrzeni w postaci fal elektromagnetycznych. W przypadku organizmów ważna jest długość fali odbieranego promieniowania, jego intensywność i czas trwania ekspozycji.

Około 99% całej energii promieniowania słonecznego składa się z promieni o długości fali k = nm, w tym 48% z widzialnej części widma (k = nm), 45% z bliskiej podczerwieni (k = nm) i około 7% z ultrafiolet (tj< 400 нм).

Promienie o X = nm mają pierwszorzędne znaczenie w fotosyntezie. Długofalowe (dalekiej podczerwieni) promieniowanie słoneczne (k > 4000 nm) ma niewielki wpływ na procesy życiowe organizmów. Promienie ultrafioletowe o długości k > 320 nm w małych dawkach są niezbędne zwierzętom i ludziom, gdyż pod ich wpływem w organizmie powstaje witamina D. Promieniowanie k< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Gdy światło słoneczne przechodzi przez powietrze atmosferyczne, jest odbijane, rozpraszane i pochłaniane. Czysty śnieg odbija około 80-95% światła słonecznego, zanieczyszczony śnieg - 40-50%, czarnoziem - do 5%, sucha lekka gleba - 35-45%, lasy iglaste - 10-15%. Jednak oświetlenie powierzchni ziemi różni się znacznie w zależności od pory roku i dnia, szerokości geograficznej, ekspozycji zbocza, warunków atmosferycznych itp.

Z powodu obrotu Ziemi okresy jasne i ciemne okresowo następują naprzemiennie. Kwitnienie, kiełkowanie nasion u roślin, migracja, hibernacja, rozmnażanie zwierząt i wiele innych zjawisk w przyrodzie są związane z długością fotoperiodu (długością dnia). Potrzeba światła dla roślin determinuje ich szybki wzrost i warstwową strukturę lasu. Rośliny wodne rozprzestrzeniają się głównie w powierzchniowych warstwach zbiorników wodnych.

Bezpośredniego lub rozproszonego promieniowania słonecznego nie potrzebuje tylko niewielka grupa istot żywych – niektóre rodzaje grzybów, ryby głębinowe, mikroorganizmy glebowe itp.

Do najważniejszych procesów fizjologicznych i biochemicznych zachodzących w żywym organizmie pod wpływem światła zalicza się:

1. Fotosynteza (1-2% energii słonecznej padającej na Ziemię wykorzystuje się do fotosyntezy);

2. Transpiracja (około 75% - w przypadku transpiracji, która zapewnia chłodzenie roślin i przepływ przez nie wodnych roztworów substancji mineralnych);

3. Fotoperiodyzm (zapewnia synchronizację procesów życiowych organizmów żywych z okresowo zmieniającymi się warunkami środowiskowymi);

4. Ruch (fototropizm u roślin i fototaksja u zwierząt i mikroorganizmów);

5. Wzrok (jedna z głównych funkcji analitycznych zwierząt);

6. Inne procesy (synteza witaminy D u człowieka pod wpływem światła, pigmentacja itp.).

Podstawą biocenoz środkowej Rosji, podobnie jak większości ekosystemów lądowych, są producenci. Ich wykorzystanie światła słonecznego jest ograniczone szeregiem czynników naturalnych, a przede wszystkim warunkami temperaturowymi. W związku z tym opracowano specjalne reakcje adaptacyjne w postaci warstw, mozaikowych liści, różnic fenologicznych itp. W oparciu o ich wymagania dotyczące warunków oświetleniowych rośliny dzielą się na światło lub światłolubne (słonecznik, babka, pomidor, akacja, melon), cienistych lub mało światłolubnych (zioła leśne, mchy) i tolerujących cień (szczaw, wrzos, rabarbar, maliny, jeżyny).

Rośliny stwarzają warunki do istnienia innych gatunków istot żywych. Dlatego tak ważna jest ich reakcja na warunki oświetleniowe. Zanieczyszczenie środowiska powoduje zmiany w oświetleniu: zmniejszenie poziomu nasłonecznienia, zmniejszenie ilości promieniowania fotosyntetycznie czynnego (PAR to część promieniowania słonecznego o długości fali od 380 do 710 nm), zmianę widma kompozycja światła. W rezultacie niszczy to cenozy oparte na przybyciu promieniowania słonecznego o określonych parametrach.

Temperatura. Dla naturalnych ekosystemów naszej strefy czynnik temperatury wraz z dopływem światła ma decydujące znaczenie dla wszystkich procesów życiowych. Aktywność populacji zależy od pory roku i pory dnia, ponieważ każdy z tych okresów ma swoje własne warunki temperaturowe.

Temperatura jest przede wszystkim związana z promieniowaniem słonecznym, ale w niektórych przypadkach zależy od energii ze źródeł geotermalnych.

W temperaturach poniżej punktu zamarzania żywa komórka zostaje fizycznie uszkodzona przez powstałe kryształki lodu i obumiera, a w wysokich temperaturach enzymy ulegają denaturacji. Zdecydowana większość roślin i zwierząt nie jest w stanie wytrzymać ujemnych temperatur ciała. Górna granica temperatury życia rzadko przekracza 40–45 °C.

W zakresie pomiędzy skrajnymi granicami szybkość reakcji enzymatycznych (a zatem i tempo metabolizmu) podwaja się przy każdym wzroście temperatury o 10°C.

Znaczna część organizmów potrafi kontrolować (utrzymywać) temperaturę ciała, przede wszystkim w najważniejszych narządach. Takie organizmy nazywane są homeotermiczny- ciepłokrwisty (od greckiego homoios - podobny, therme - ciepło), w przeciwieństwie do poikilotermiczne- zimnokrwisty (z greckiego poikilos - różnorodny, zmienny, różnorodny), posiadający niestabilną temperaturę, zależną od temperatury otoczenia.

Organizmy poikilotermiczne w zimnych porach roku lub w dzień redukują poziom procesów życiowych aż do anabiozy. Dotyczy to przede wszystkim roślin, mikroorganizmów, grzybów i zwierząt poikilotermicznych (zimnokrwistych). Aktywne pozostają jedynie gatunki homeotermiczne (stałocieplne). Organizmy heterotermiczne, będąc w stanie nieaktywnym, mają temperaturę ciała niewiele wyższą od temperatury środowiska zewnętrznego; w stanie aktywnym - dość wysoki (niedźwiedzie, jeże, nietoperze, susły).

Termoregulację zwierząt homeotermicznych zapewnia specjalny rodzaj metabolizmu, który zachodzi wraz z uwalnianiem ciepła w ciele zwierzęcia, obecnością osłon termoizolacyjnych, wielkością, fizjologią itp.

Jeśli chodzi o rośliny, w procesie ewolucji rozwinęły one szereg właściwości:

Odporność na zimno– odporność na niskie dodatnie temperatury przez długi czas (od 0°C do +5°C);

zimotrwalosc– zdolność gatunków wieloletnich do tolerowania zespołu niekorzystnych warunków zimowych;

mrozoodporność– zdolność do wytrzymywania ujemnych temperatur przez długi czas;

anabioza– zdolność do przetrwania okresu długotrwałego braku czynników środowiskowych w stanie gwałtownego spadku metabolizmu;

wytrzymałość cieplna– zdolność do tolerowania wysokich (powyżej +38°…+40°C) temperatur bez znaczących zaburzeń metabolicznych;

efemeryczność– skrócenie ontogenezy (do 2-6 miesięcy) u gatunków rosnących w krótkich okresach korzystnych warunków temperaturowych.

W środowisku wodnym, ze względu na dużą pojemność cieplną wody, zmiany temperatury są mniej gwałtowne, a warunki są bardziej stabilne niż na lądzie. Wiadomo, że w regionach, w których temperatura zmienia się znacznie w ciągu dnia, a także między porami roku, różnorodność gatunków jest mniejsza niż w regionach o bardziej stałych temperaturach dziennych i rocznych.

Temperatura, podobnie jak intensywność światła, zależy od szerokości geograficznej, pory roku, pory dnia i ekspozycji zbocza. Skutki ekstremalnych temperatur (niskich i wysokich) potęgują silne wiatry.

Zmiana temperatury podczas unoszenia się w powietrzu lub zanurzania się w środowisku wodnym nazywana jest stratyfikacją temperatury. Zazwyczaj w obu przypadkach następuje ciągły spadek temperatury z pewnym gradientem. Istnieją jednak inne opcje. Dlatego latem wody powierzchniowe nagrzewają się bardziej niż wody głębokie. Ze względu na znaczny spadek gęstości wody w miarę jej nagrzewania, jej cyrkulacja rozpoczyna się w nagrzanej warstwie powierzchniowej, bez mieszania się z gęstszą, zimną wodą warstw leżących poniżej. W rezultacie pomiędzy warstwą ciepłą i zimną tworzy się strefa pośrednia z ostrym gradientem temperatury. Wszystko to wpływa na osadzanie się organizmów żywych w wodzie, a także na przenoszenie i dyspersję napływających zanieczyszczeń.

Podobne zjawisko występuje w atmosferze, gdy ochłodzone warstwy powietrza przesuwają się w dół i znajdują się pod warstwami ciepłymi, czyli następuje inwersja temperatury, która przyczynia się do gromadzenia się zanieczyszczeń w powierzchniowej warstwie powietrza.

Niektóre elementy reliefowe przyczyniają się do inwersji, na przykład doły i doliny. Dzieje się tak, gdy na określonej wysokości znajdują się substancje, np. aerozole, które nagrzewają się bezpośrednio pod wpływem bezpośredniego promieniowania słonecznego, co powoduje intensywniejsze nagrzewanie górnych warstw powietrza.

W środowisku glebowym dobowa i sezonowa stabilność (wahania) temperatury zależy od głębokości. Znaczący gradient temperatury (a także wilgotność) pozwala mieszkańcom gleby zapewnić sobie sprzyjające środowisko poprzez niewielkie ruchy. Obecność i liczebność organizmów żywych może wpływać na temperaturę. Na przykład pod baldachimem lasu lub pod liśćmi pojedynczej rośliny występuje inna temperatura.

Opady, wilgotność. Woda jest niezbędna do życia na Ziemi, jest wyjątkowa z ekologicznego punktu widzenia. W niemal identycznych warunkach geograficznych na Ziemi istnieje zarówno gorąca pustynia, jak i las tropikalny. Różnica polega jedynie na rocznej wielkości opadów: w pierwszym przypadku 0,2–200 mm, a w drugim 900–2000 mm.

Opady atmosferyczne, ściśle związane z wilgotnością powietrza, powstają w wyniku kondensacji i krystalizacji pary wodnej w wysokich warstwach atmosfery. W przyziemnej warstwie powietrza tworzą się rosa i mgła, a przy niskich temperaturach obserwuje się krystalizację wilgoci - pojawiają się szrony.

Jedną z głównych funkcji fizjologicznych każdego organizmu jest utrzymanie wystarczającego poziomu wody w organizmie. W procesie ewolucji organizmy wykształciły różne przystosowania do pozyskiwania i ekonomicznego wykorzystania wody, a także do przetrwania okresów suchych. Niektóre zwierzęta pustynne pozyskują wodę z pożywienia, inne poprzez utlenianie terminowo zmagazynowanych tłuszczów (na przykład wielbłąd, który w wyniku biologicznego utleniania jest w stanie uzyskać 107 g wody metabolicznej ze 100 g tłuszczu); Jednocześnie mają minimalną przepuszczalność wody przez zewnętrzną powłokę ciała, a suchość charakteryzuje się wpadnięciem w stan spoczynku przy minimalnym tempie metabolizmu.

Rośliny lądowe pozyskują wodę głównie z gleby. Niskie opady, szybki drenaż, intensywne parowanie lub kombinacja tych czynników prowadzą do wysuszenia, a nadmiar wilgoci prowadzi do podlewania i podtapiania gleb.

Bilans wilgoci zależy od różnicy pomiędzy ilością opadów a ilością wody odparowanej z powierzchni roślin i gleby oraz w wyniku transpiracji]. Z kolei procesy parowania zależą bezpośrednio od wilgotności względnej powietrza atmosferycznego. Gdy wilgotność powietrza zbliża się do 100%, parowanie praktycznie zatrzymuje się, a w przypadku dalszego spadku temperatury rozpoczyna się proces odwrotny - kondensacja (tworzy się mgła, pojawia się rosa i szron).

Oprócz tego, co zostało zauważone, wilgotność powietrza jako czynnik środowiskowy, przy jej skrajnych wartościach (wysoka i niska wilgotność), wzmacnia działanie (pogarsza) działanie temperatury na organizm.

Nasycenie powietrza parą wodną rzadko osiąga wartość maksymalną. Niedobór wilgoci to różnica pomiędzy maksymalnym możliwym a faktycznie istniejącym nasyceniem w danej temperaturze. Jest to jeden z najważniejszych parametrów środowiskowych, ponieważ charakteryzuje jednocześnie dwie wielkości: temperaturę i wilgotność. Im wyższy deficyt wilgoci, tym jest bardziej sucho i cieplej i odwrotnie.

Reżim opadów jest najważniejszym czynnikiem determinującym migrację substancji zanieczyszczających w środowisku przyrodniczym i ich wymywanie z atmosfery.

W odniesieniu do reżimu wodnego wyróżnia się następujące grupy ekologiczne istot żywych:

hydrobionty– mieszkańcy ekosystemów, których cały cykl życiowy odbywa się w wodzie;

higrofity– rośliny siedlisk wilgotnych (nagietek bagienny, pływak europejski, ożypałka szerokolistna);

higrofile– zwierzęta żyjące w bardzo wilgotnych częściach ekosystemów (mięczaki, płazy, komary, wszy);

mezofity– rośliny siedlisk umiarkowanie wilgotnych;

kserofity– rośliny siedlisk suchych (piołun, piołun, astragalus);

kserofile– mieszkańcy terenów suchych, nietolerujących dużej wilgotności (niektóre gatunki gadów, owadów, gryzoni pustynnych i ssaków);

sukulenty– rośliny siedlisk najbardziej suchych, zdolne do gromadzenia znacznych zapasów wilgoci wewnątrz łodygi lub liści (kaktusy, aloes, agawa);

sklerofity– rośliny obszarów bardzo suchych, które mogą wytrzymać silne odwodnienie (cierń wielbłąda pospolitego, saxaul, saksagyz);

efemerydy i efemerydy- jednoroczne i wieloletnie gatunki zielne, które mają skrócony cykl, zbiegający się z okresem wystarczającej wilgoci.

Zużycie wilgoci przez rośliny można scharakteryzować za pomocą następujących wskaźników:

odporność na suszę– zdolność tolerowania zmniejszonej suszy atmosferycznej i (lub) glebowej;

odporność na wilgoć– tolerancja podmokłości;

współczynnik transpiracji- ilość wody zużytej na uformowanie jednostki suchej masy (dla białej kapusty 500-550, dla dyni - 800);

współczynnik całkowitego zużycia wody- ilość wody zużytej przez roślinę i glebę do wytworzenia jednostki biomasy (dla traw łąkowych - 350–400 m3 wody na tonę biomasy).

Naruszanie reżimu wodnego i zanieczyszczenie wód powierzchniowych są niebezpieczne, a w niektórych przypadkach szkodliwe dla cenoz. Zmiany w obiegu wody w biosferze mogą prowadzić do nieprzewidywalnych konsekwencji dla wszystkich żywych organizmów.

Mobilność środowiska. Przyczynami ruchu mas powietrza (wiatru) są przede wszystkim nierównomierne nagrzewanie powierzchni Ziemi, powodujące zmiany ciśnienia, a także obrót Ziemi. Wiatr kieruje się w stronę cieplejszego powietrza.

Wiatr jest najważniejszym czynnikiem rozprzestrzeniania się na duże odległości wilgoci, nasion, zarodników, zanieczyszczeń chemicznych itp. Przyczynia się zarówno do zmniejszenia przyziemskiego stężenia pyłów, jak i substancji gazowych w pobliżu miejsca ich przedostania się do atmosfery. atmosferze oraz do wzrostu stężeń tła w powietrzu na skutek emisji z odległych źródeł, w tym z transportu transgranicznego.

Wiatr przyspiesza transpirację (odparowywanie wilgoci z nadziemnych części roślin), co szczególnie pogarsza warunki życia przy niskiej wilgotności. Ponadto pośrednio wpływa na wszystkie organizmy żywe na lądzie, uczestnicząc w procesach wietrzenia i erozji.

Mobilność w przestrzeni i mieszanie się mas wody pomagają utrzymać względną jednorodność (jednorodność) właściwości fizycznych i chemicznych zbiorników wodnych. Średnia prędkość prądów powierzchniowych mieści się w przedziale 0,1-0,2 m/s, miejscami osiągając 1 m/s, a w pobliżu Prądu Zatokowego 3 m/s.

Ciśnienie. Za normalne ciśnienie atmosferyczne uważa się ciśnienie bezwzględne na powierzchni Oceanu Światowego wynoszące 101,3 kPa, co odpowiada 760 mm Hg. Sztuka. lub 1 atm. Na kuli ziemskiej występują stałe obszary wysokiego i niskiego ciśnienia atmosferycznego, a w tych samych punktach obserwuje się wahania sezonowe i dobowe. Wraz ze wzrostem wysokości w stosunku do poziomu oceanu ciśnienie maleje, ciśnienie parcjalne tlenu maleje i wzrasta transpiracja u roślin.

Okresowo w atmosferze tworzą się obszary niskiego ciśnienia z potężnymi prądami powietrza poruszającymi się spiralnie w kierunku centrum, zwane cyklonami. Charakteryzują się dużymi opadami deszczu i niestabilną pogodą. Przeciwne zjawiska naturalne nazywane są antycyklonami. Charakteryzują się stabilną pogodą, słabymi wiatrami i w niektórych przypadkach inwersjami temperatur. W okresie antycyklonów czasami powstają niekorzystne warunki meteorologiczne, które przyczyniają się do gromadzenia się zanieczyszczeń w powierzchniowej warstwie atmosfery.

Istnieją również ciśnienia atmosferyczne morskie i kontynentalne.

Podczas nurkowania wzrasta ciśnienie w środowisku wodnym. Ze względu na znacznie (800 razy) większą gęstość wody niż powietrza, na każde 10 m głębokości w zbiorniku słodkowodnym ciśnienie wzrasta o 0,1 MPa (1 atm). Ciśnienie bezwzględne na dnie rowu Mariana przekracza 110 MPa (1100 atm).

Jonizującypromieniowanie. Promieniowanie jonizujące to promieniowanie, które podczas przechodzenia przez substancję tworzy pary jonów; tło - promieniowanie wytwarzane przez źródła naturalne. Ma dwa główne źródła: promieniowanie kosmiczne i izotopy promieniotwórcze oraz pierwiastki zawarte w minerałach skorupy ziemskiej, które powstały kiedyś podczas formowania się substancji ziemskiej. Ze względu na długi okres półtrwania jądra wielu pierwotnych pierwiastków promieniotwórczych zachowały się w trzewiach Ziemi do dnia dzisiejszego. Najważniejsze z nich to potas-40, tor-232, uran-235 i uran-238. Pod wpływem promieniowania kosmicznego w atmosferze stale powstają nowe jądra atomów radioaktywnych, z których głównymi są węgiel-14 i tryt.

Tło radiacyjne krajobrazu jest jednym z nieodzownych elementów jego klimatu. W tworzeniu tła biorą udział wszystkie znane źródła promieniowania jonizującego, jednak udział każdego z nich w całkowitej dawce promieniowania zależy od konkretnego położenia geograficznego. Człowiek, jako mieszkaniec środowiska naturalnego, otrzymuje większość promieniowania z naturalnych źródeł promieniowania i nie da się tego uniknąć. Całe życie na Ziemi jest narażone na promieniowanie z kosmosu. Krajobrazy górskie, ze względu na znaczną wysokość nad poziomem morza, charakteryzują się zwiększonym udziałem promieniowania kosmicznego. Lodowce, pełniąc rolę ekranu pochłaniającego, zatrzymują w swojej masie promieniowanie z podłoża skalnego. Odkryto różnice w zawartości aerozoli radioaktywnych nad morzem i lądem. Całkowita radioaktywność powietrza morskiego jest setki i tysiące razy mniejsza niż powietrza kontynentalnego.

Są obszary na Ziemi, gdzie moc dawki ekspozycyjnej jest dziesiątki razy większa niż wartości średnie, np. obszary złóż uranu i toru. Miejsca takie nazywane są prowincjami uranu i toru. Stabilny i stosunkowo wyższy poziom promieniowania obserwuje się na obszarach występowania skał granitowych.

Procesy biologiczne towarzyszące powstawaniu gleb w istotny sposób wpływają na akumulację w nich substancji radioaktywnych. Przy niskiej zawartości substancji humusowych ich aktywność jest słaba, natomiast czarnoziemy zawsze miały wyższą aktywność właściwą. Szczególnie wysoka jest w glebach czarnoziemów i łąk położonych w pobliżu masywów granitowych. W zależności od stopnia wzrostu aktywności właściwej gleby można z grubsza uszeregować w następującej kolejności: torf; czarnoziem; gleby strefy stepowej i stepu leśnego; gleby rozwijające się na granitach.

Wpływ okresowych wahań natężenia promieniowania kosmicznego w pobliżu powierzchni Ziemi na dawkę promieniowania dla organizmów żywych jest praktycznie nieistotny.

W wielu obszarach globu moc dawki ekspozycyjnej wywołanej promieniowaniem uranu i toru osiąga poziom promieniowania, jaki istniał na Ziemi w przewidywalnym geologicznie czasie, w którym miała miejsce naturalna ewolucja organizmów żywych. Ogólnie rzecz biorąc, promieniowanie jonizujące ma bardziej szkodliwy wpływ na organizmy wysoko rozwinięte i złożone, a ludzie są szczególnie wrażliwi. Niektóre substancje, takie jak węgiel-14 lub tryt, są równomiernie rozmieszczone w całym organizmie, inne zaś gromadzą się w określonych narządach. Zatem rad-224, -226, ołów-210, polon-210 gromadzą się w tkance kostnej. Gaz obojętny radon-220, który czasami jest uwalniany nie tylko ze złóż litosfery, ale także z minerałów wydobywanych przez człowieka i wykorzystywanych jako materiały budowlane, silnie oddziałuje na płuca. Substancje radioaktywne mogą gromadzić się w wodzie, glebie, osadach lub powietrzu, jeśli szybkość ich uwalniania przekracza szybkość rozpadu radioaktywnego. W organizmach żywych gromadzenie się substancji radioaktywnych następuje, gdy dostają się one z pożywieniem.

2.2. Topograficzne czynniki

Wpływ czynników abiotycznych w dużej mierze zależy od cech topograficznych obszaru, które mogą znacznie zmienić zarówno klimat, jak i cechy rozwoju gleby. Głównym czynnikiem topograficznym jest wysokość. Wraz z wysokością zmniejszają się średnie temperatury, zwiększa się dobowa różnica temperatur, zwiększa się ilość opadów, prędkość wiatru i intensywność promieniowania, a ciśnienie maleje. W rezultacie na obszarach górskich w miarę wznoszenia się obserwuje się pionową strefowość w rozmieszczeniu roślinności, odpowiadającą sekwencji zmian w strefach równoleżnikowych od równika do biegunów.

Pasma górskie mogą działać jako bariery klimatyczne. Unoszące się nad górami powietrze ochładza się, co często powoduje opady atmosferyczne i tym samym zmniejsza się jego wilgotność bezwzględna. Docierając następnie na drugą stronę pasma górskiego, wysuszone powietrze pomaga zmniejszyć intensywność deszczu (opady śniegu), tworząc w ten sposób „cień deszczu”.

Góry mogą pełnić rolę czynnika izolującego w procesach specjacji, stanowiąc barierę dla migracji organizmów.

Ważnym czynnikiem topograficznym jest ekspozycja(oświetlenie) stoku. Na półkuli północnej jest cieplej na południowych stokach, a na półkuli południowej cieplej na północnych stokach.

Kolejnym ważnym czynnikiem jest stromość zbocza, wpływając na drenaż. Woda spływa po zboczach, zmywając glebę, zmniejszając jej warstwę. Ponadto pod wpływem grawitacji gleba powoli się osuwa, co prowadzi do jej akumulacji u podstawy zboczy. Obecność roślinności hamuje te procesy, jednakże przy nachyleniu większym niż 35° zwykle nie ma gleby i roślinności, tworzą się piargi materiału sypkiego.

2.3. Przestrzeń czynniki

Nasza planeta nie jest odizolowana od procesów zachodzących w przestrzeni kosmicznej. Ziemia okresowo zderza się z asteroidami, zbliża się do komet, jest uderzana przez kosmiczny pył, substancje meteorytowe oraz różnego rodzaju promieniowanie Słońca i gwiazd. Aktywność Słońca zmienia się cyklicznie (jeden z cykli trwa 11,4 lat).

Nauka zgromadziła wiele faktów potwierdzających wpływ Kosmosu na życie Ziemi.

3. Biotyczny czynniki

Wszystkie żywe istoty otaczające organizm w jego siedlisku stanowią środowisko biotyczne lub biota. Czynniki biotyczne- jest to zespół wpływów aktywności życiowej niektórych organizmów na inne.

Relacje między zwierzętami, roślinami i mikroorganizmami są niezwykle różnorodne. Przede wszystkim rozróżnij homotypowy reakcje, tj. interakcja osobników tego samego gatunku, oraz heterotypowy- relacje między przedstawicielami różnych gatunków.

Przedstawiciele każdego gatunku potrafią egzystować w środowisku biotycznym, gdzie połączenia z innymi organizmami zapewniają im normalne warunki życia. Główną formą przejawu tych połączeń są relacje pokarmowe organizmów różnych kategorii, które stanowią podstawę łańcuchów pokarmowych (troficznych), sieci i struktury troficznej fauny i flory.

Oprócz powiązań pokarmowych powstają także relacje przestrzenne pomiędzy organizmami roślinnymi i zwierzęcymi. W wyniku działania wielu czynników różne gatunki łączą się nie w dowolnej kombinacji, ale tylko pod warunkiem przystosowania się do wspólnego życia.

Czynniki biotyczne przejawiają się w związkach biotycznych.

Wyróżnia się następujące formy relacji biotycznych.

Symbioza(współżycie). Jest to forma relacji, w której obaj partnerzy lub jeden z nich czerpie korzyści z drugiego.

Współpraca. Współpraca to długotrwałe, nierozerwalne, wzajemnie korzystne współżycie dwóch lub więcej gatunków organizmów. Na przykład związek między krabem pustelnikiem a ukwiałem.

Komensalizm. Komensalizm to interakcja między organizmami, gdy aktywność życiowa jednego zapewnia pożywienie (darmowy załadunek) lub schronienie (zakwaterowanie) drugiemu. Typowymi przykładami są hieny zbierające resztki ofiary pozostawione przez lwy, narybek ukrywający się pod parasolami dużych meduz, a także niektóre grzyby rosnące u korzeni drzew.

Mutualizm. Mutualizm to wzajemnie korzystne współżycie, w którym obecność partnera staje się warunkiem istnienia każdego z nich. Przykładem jest współżycie bakterii brodawkowych i roślin strączkowych, które mogą wspólnie żyć na glebach ubogich w azot i wzbogacać nim glebę.

Antybioza. Forma związku, w której oboje partnerzy lub jedno z nich doświadczają negatywnego wpływu, nazywa się antybiotykozą.

Konkurs. Jest to negatywny wpływ organizmów na siebie w walce o pożywienie, siedlisko i inne warunki niezbędne do życia. Najdobitniej objawia się to na poziomie populacji.

Drapieżnictwo. Drapieżnictwo to relacja między drapieżnikiem a ofiarą, polegająca na zjadaniu jednego organizmu przez inny. Drapieżniki to zwierzęta lub rośliny, które łapią i zjadają zwierzęta jako pożywienie. Na przykład lwy zjadają roślinożerne zwierzęta kopytne, ptaki zjadają owady, a duże ryby zjadają mniejsze. Drapieżnictwo jest zarówno korzystne dla jednego organizmu, jak i szkodliwe dla innego.

Jednocześnie wszystkie te organizmy potrzebują siebie nawzajem. W procesie interakcji „drapieżnik-ofiara” zachodzi dobór naturalny i zmienność adaptacyjna, czyli najważniejsze procesy ewolucyjne. W warunkach naturalnych żaden gatunek nie stara się (i nie może) doprowadzić do zagłady innego gatunku. Co więcej, zniknięcie dowolnego naturalnego „wroga” (drapieżnika) z siedliska może przyczynić się do wyginięcia jego ofiary.

Neutralność. Wzajemną niezależność różnych gatunków żyjących na tym samym terytorium nazywa się neutralizmem. Na przykład wiewiórki i łosie nie konkurują ze sobą, ale susza w lesie wpływa na jedno i drugie, chociaż w różnym stopniu.

Ostatnio coraz większą uwagę poświęca się czynniki antropogeniczne– ogół oddziaływań człowieka na środowisko, spowodowanych jego działalnością miejsko-technogenną.

4. Czynniki antropogeniczne

Obecny stan cywilizacji ludzkiej odzwierciedla taki poziom wiedzy i możliwości ludzkości, że jej wpływ na środowisko, w tym na systemy biologiczne, nabiera charakteru globalnej siły planetarnej, którą zaliczamy do szczególnej kategorii czynników – antropogenicznych, tj. wygenerowanych. przez działalność człowieka. Obejmują one:

Zmiany klimatu Ziemi na skutek naturalnych procesów geologicznych, spotęgowane efektem cieplarnianym wywołanym zmianami właściwości optycznych atmosfery poprzez emisję do niej głównie CO, CO2 i innych gazów;

Zaśmiecanie przestrzeni bliskiej Ziemi (ENS), którego konsekwencje nie zostały jeszcze w pełni poznane, z wyjątkiem realnego zagrożenia dla statków kosmicznych, w tym satelitów komunikacyjnych, lokalizacji na powierzchni Ziemi i innych, które są szeroko stosowane we współczesnych systemach interakcji między ludźmi , stany i rządy;

Zmniejszenie mocy stratosferycznego ekranu ozonowego wraz z powstawaniem tzw. „dziur ozonowych”, zmniejszenie zdolności ochronnych atmosfery przed przedostawaniem się do powierzchni Ziemi twardego, krótkofalowego promieniowania ultrafioletowego niebezpiecznego dla organizmów żywych;

Chemiczne zanieczyszczenie atmosfery substancjami przyczyniającymi się do powstawania kwaśnych opadów atmosferycznych, smogu fotochemicznego i innych związków niebezpiecznych dla obiektów biosfery, w tym człowieka i obiektów sztucznych, które tworzą;

Zanieczyszczenie oceanów i zmiany właściwości wód oceanicznych na skutek produktów naftowych, ich nasycenie dwutlenkiem węgla w atmosferze, zanieczyszczonej z kolei przez pojazdy mechaniczne i energetykę cieplną, zakopywanie w wodach oceanicznych silnie toksycznych substancji chemicznych i radioaktywnych, przedostawanie się zanieczyszczenia ze spływu rzecznego, zaburzenia bilansu wodnego obszarów przybrzeżnych na skutek regulacji rzek;

Wyczerpanie i zanieczyszczenie wszystkich rodzajów źródeł lądowych i wód;

Skażenia radioaktywne poszczególnych obszarów i regionów z tendencją do rozprzestrzeniania się na powierzchni Ziemi;

Zanieczyszczenie gleby na skutek zanieczyszczonych opadów atmosferycznych (np. kwaśnych deszczy), nieoptymalnego stosowania pestycydów i nawozów mineralnych;

Zmiany w geochemii krajobrazu na skutek energii cieplnej, redystrybucji pierwiastków pomiędzy podłożem a powierzchnią Ziemi w wyniku procesów górniczo-hutniczych (np. stężenia metali ciężkich) lub wydobycia na powierzchnię nieprawidłowego składu , wysokozmineralizowane wody gruntowe i solanki;

Ciągłe gromadzenie się śmieci domowych oraz wszelkiego rodzaju odpadów stałych i płynnych na powierzchni Ziemi;

Naruszenie globalnej i regionalnej równowagi ekologicznej, proporcji składników środowiska w przybrzeżnym lądzie i morzu;

Kontynuowanie, a miejscami narastanie pustynnienia planety, pogłębianie się procesu pustynnienia;

Zmniejszenie powierzchni lasów tropikalnych i północnej tajgi, to główne źródła utrzymania równowagi tlenowej planety;

W wyniku wszystkich powyższych procesów wyzwolenie nisz ekologicznych i wypełnienie ich innymi gatunkami;

Absolutne przeludnienie Ziemi i względne przegęszczenie demograficzne poszczególnych regionów, skrajne zróżnicowanie biedy i bogactwa;

Pogorszenie środowiska życia w przeludnionych miastach i megalopoliach;

Wyczerpywanie się wielu złóż minerałów i stopniowe przechodzenie od rud bogatych do coraz biedniejszych;

Rosnąca niestabilność społeczna, będąca konsekwencją rosnącego zróżnicowania bogatych i biednych części ludności wielu krajów, rosnącego poziomu uzbrojenia ich ludności, kryminalizacji i klęsk żywiołowych.

Spadek poziomu odporności i stanu zdrowia ludności wielu krajów świata, w tym Rosji, wielokrotne powtarzanie się epidemii, które są coraz bardziej powszechne i dotkliwe w swoich konsekwencjach.

Nie jest to pełny zakres problemów, przy rozwiązywaniu każdego z nich specjalista może znaleźć swoje miejsce i biznes.

Najbardziej rozpowszechnione i znaczące jest chemiczne zanieczyszczenie środowiska nietypowymi dla niego substancjami o charakterze chemicznym.

Czynnikiem fizycznym jako zanieczyszczeniem działalności człowieka jest niedopuszczalny poziom zanieczyszczeń termicznych (zwłaszcza radioaktywnych).

Biologiczne zanieczyszczenie środowiska to różnorodne mikroorganizmy, wśród których największym zagrożeniem są różne choroby.

Testy pytania I zadania

1. Czym są czynniki środowiskowe?

2. Które czynniki środowiskowe zaliczamy do abiotycznych, a które do biotycznych?

3. Jak nazywa się ogół wpływów aktywności życiowej niektórych organizmów na aktywność życiową innych?

4. Jakie są zasoby istot żywych, jak się je klasyfikuje i jakie jest ich znaczenie ekologiczne?

5. Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę w pierwszej kolejności podczas tworzenia projektów zarządzania ekosystemem. Dlaczego?

Czynniki środowiskowe to zespół warunków środowiskowych wpływających na organizmy żywe. Wyróżnić czynniki nieożywione— abiotyczny (klimatyczny, edaficzny, orograficzny, hydrograficzny, chemiczny, pirogeniczny), czynniki związane z dziką przyrodą— czynniki biotyczne (fitogeniczne i zoogeniczne) i antropogeniczne (wpływ działalności człowieka). Czynniki ograniczające obejmują wszelkie czynniki ograniczające wzrost i rozwój organizmów. Adaptacją organizmu do środowiska nazywa się adaptacją. Wygląd zewnętrzny organizmu, odzwierciedlający jego zdolność przystosowania się do warunków środowiskowych, nazywany jest formą życia.

Pojęcie czynników środowiskowych środowiska, ich klasyfikacja

Poszczególne składniki środowiska oddziałujące na organizmy żywe, na które reagują reakcjami adaptacyjnymi (adaptacjami), nazywane są czynnikami środowiskowymi lub czynnikami ekologicznymi. Innymi słowy, nazywa się zespół warunków środowiskowych wpływających na życie organizmów środowisko Czynniki środowiskowe.

Wszystkie czynniki środowiskowe są podzielone na grupy:

1. obejmują elementy i zjawiska przyrody nieożywionej, które bezpośrednio lub pośrednio oddziałują na organizmy żywe. Wśród wielu czynników abiotycznych główną rolę odgrywają:

• klimatyczny(promieniowanie słoneczne, światło i warunki świetlne, temperatura, wilgotność, opady, wiatr, ciśnienie atmosferyczne itp.);
• edaficzny(struktura mechaniczna i skład chemiczny gleby, wilgotność, warunki wodne, powietrzne i termiczne gleby, kwasowość, wilgotność, skład gazowy, poziom wód gruntowych itp.);
• orograficzne(rzeźba terenu, ekspozycja zbocza, nachylenie zbocza, różnica wzniesień, wysokość nad poziomem morza);
• hydrograficzne(przezroczystość wody, płynność, przepływ, temperatura, kwasowość, skład gazu, zawartość substancji mineralnych i organicznych itp.);
• chemiczny(skład gazowy atmosfery, skład soli w wodzie);
• pirogenne(narażenie na ogień).

2. - ogół powiązań między organizmami żywymi i ich wzajemny wpływ na siedlisko. Wpływ czynników biotycznych może być nie tylko bezpośredni, ale także pośredni, wyrażający się w dostosowaniu czynników abiotycznych (na przykład zmiany składu gleby, mikroklimat pod okapem lasu itp.). Czynniki biotyczne obejmują:

• fitogeniczny(wpływ roślin na siebie nawzajem i na środowisko);
• zoogeniczny(wpływ zwierząt na siebie nawzajem i na środowisko).

3. odzwierciedlać intensywny wpływ człowieka (bezpośrednio) lub działalności człowieka (pośrednio) na środowisko i organizmy żywe. Czynnikami tymi są wszelkie formy działalności człowieka i społeczeństwa ludzkiego, które prowadzą do zmian w przyrodzie jako siedlisku innych gatunków i bezpośrednio wpływają na ich życie. Na każdy organizm żywy wpływa przyroda nieożywiona, organizmy innych gatunków, w tym człowiek, i z kolei oddziałuje na każdy z tych składników.

Wpływ czynników antropogenicznych na przyrodę może być świadomy, przypadkowy lub nieświadomy. Człowiek orąc dziewicze i ugory, tworzy grunty rolne, hoduje formy wysoce produktywne i odporne na choroby, rozprzestrzenia jedne gatunki, inne niszczy. Wpływy te (świadome) są często negatywne, na przykład bezmyślne przesiedlanie wielu zwierząt, roślin, mikroorganizmów, drapieżne niszczenie szeregu gatunków, zanieczyszczenie środowiska itp.

Biotyczne czynniki środowiskowe manifestują się poprzez powiązania organizmów należących do tej samej zbiorowości. W przyrodzie wiele gatunków jest ze sobą ściśle powiązanych, a ich wzajemne relacje jako elementów środowiska mogą być niezwykle złożone. Jeśli chodzi o powiązania społeczności z otaczającym ją środowiskiem nieorganicznym, są one zawsze dwukierunkowe i wzajemne. Zatem charakter lasu zależy od odpowiedniego rodzaju gleby, ale sama gleba powstaje w dużej mierze pod wpływem lasu. Podobnie o temperaturze, wilgotności i świetle w lesie determinuje roślinność, ale panujące warunki klimatyczne z kolei wpływają na zbiorowość organizmów żyjących w lesie.

Wpływ czynników środowiskowych na organizm

Oddziaływanie środowiska jest postrzegane przez organizmy poprzez czynniki środowiskowe tzw środowiskowy. Należy zauważyć, że czynnikiem środowiskowym jest jedynie zmiennym elementem otoczenia, wywołując w organizmach, gdy ponownie się zmienia, adaptacyjne reakcje ekologiczne i fizjologiczne, które są dziedzicznie utrwalone w procesie ewolucji. Dzieli się je na abiotyczne, biotyczne i antropogeniczne (ryc. 1).

Nazywają cały zestaw czynników w środowisku nieorganicznym, które wpływają na życie i rozmieszczenie zwierząt i roślin. Są wśród nich: fizyczne, chemiczne i edaficzne.

Czynniki fizyczne - te, których źródłem jest stan lub zjawisko fizyczne (mechaniczne, falowe itp.). Na przykład temperatura.

Czynniki chemiczne- te, które wynikają ze składu chemicznego środowiska. Na przykład zasolenie wody, zawartość tlenu itp.

Czynniki edaficzne (lub glebowe). to zespół właściwości chemicznych, fizycznych i mechanicznych gleb i skał, które wpływają zarówno na organizmy, dla których są siedliskiem, jak i na system korzeniowy roślin. Na przykład wpływ składników odżywczych, wilgotności, struktury gleby, zawartości próchnicy itp. na wzrost i rozwój roślin.

Ryż. 1. Schemat oddziaływania siedliska (środowiska) na organizm

— czynniki działalności człowieka wpływające na środowisko przyrodnicze (hydrosfera, erozja gleby, niszczenie lasów itp.).

Ograniczające (ograniczające) czynniki środowiskowe Są to czynniki ograniczające rozwój organizmów na skutek niedoboru lub nadmiaru składników pokarmowych w stosunku do zapotrzebowania (zawartość optymalna).

Zatem podczas uprawy roślin w różnych temperaturach punkt, w którym nastąpi maksymalny wzrost, będzie optymalny. Nazywa się cały zakres temperatur od minimum do maksimum, w którym wzrost jest jeszcze możliwy zakres stabilności (wytrzymałości), Lub tolerancja. Punkty ją ograniczające, tj. maksymalne i minimalne temperatury odpowiednie do życia są granicami stabilności. Pomiędzy strefą optymalną a granicami stabilności, w miarę zbliżania się do tej drugiej, roślina doświadcza rosnącego stresu, tj. mówimy o o strefach stresu, czyli strefach ucisku, w zakresie stabilności (rys. 2). W miarę przesuwania się dalej w dół i w górę skali od maksimum, nie tylko naprężenie się nasila, ale gdy osiągnięte zostaną granice wytrzymałości organizmu, następuje jego śmierć.

Ryż. 2. Zależność działania czynnika środowiskowego od jego intensywności

Zatem dla każdego gatunku rośliny czy zwierzęcia istnieje optymalne strefy stresu i granice stabilności (lub wytrzymałości) w odniesieniu do każdego czynnika środowiskowego. Kiedy czynnik ten zbliża się do granic wytrzymałości, organizm zazwyczaj może istnieć tylko przez krótki czas. W węższym zakresie warunków możliwe jest długotrwałe istnienie i rozwój osobników. W jeszcze węższym zakresie następuje rozmnażanie, a gatunek może istnieć w nieskończoność. Zazwyczaj gdzieś pośrodku zakresu oporu znajdują się warunki najkorzystniejsze dla życia, wzrostu i reprodukcji. Warunki te nazywane są optymalnymi, w których najlepiej sprawdzają się osobniki danego gatunku, tj. pozostawić największą liczbę potomków. W praktyce określenie takich stanów jest trudne, dlatego o optymalnym zwykle decydują indywidualne parametry życiowe (tempo wzrostu, przeżywalność itp.).

Dostosowanie polega na przystosowaniu organizmu do warunków środowiskowych.

Zdolność do adaptacji jest jedną z głównych właściwości życia w ogóle, zapewniającą możliwość jego istnienia, zdolność organizmów do przetrwania i rozmnażania. Adaptacje przejawiają się na różnych poziomach – od biochemii komórek i zachowania poszczególnych organizmów po strukturę i funkcjonowanie zbiorowisk i systemów ekologicznych. Wszelkie przystosowania organizmów do życia w różnych warunkach zostały opracowane historycznie. W rezultacie powstały grupy roślin i zwierząt specyficzne dla każdej strefy geograficznej.

Adaptacje mogą być morfologiczny, kiedy struktura organizmu zmienia się aż do powstania nowego gatunku, oraz fizjologiczny, kiedy zachodzą zmiany w funkcjonowaniu organizmu. Z adaptacjami morfologicznymi ściśle wiąże się adaptacyjne ubarwienie zwierząt, zdolność do jego zmiany w zależności od światła (flądra, kameleon itp.).

Powszechnie znanymi przykładami adaptacji fizjologicznej są zimowa hibernacja zwierząt, sezonowe migracje ptaków.

Bardzo ważne dla organizmów są adaptacje behawioralne. Na przykład zachowanie instynktowne determinuje działanie owadów i niższych kręgowców: ryb, płazów, gadów, ptaków itp. To zachowanie jest genetycznie zaprogramowane i dziedziczone (zachowanie wrodzone). Obejmuje to: sposób budowania gniazda u ptaków, krycie, wychowywanie potomstwa itp.

Istnieje także polecenie nabyte, które jednostka otrzymuje w ciągu swojego życia. Edukacja(Lub uczenie się) - główny sposób przekazywania nabytych zachowań z pokolenia na pokolenie.

Zdolność jednostki do zarządzania swoimi zdolnościami poznawczymi w celu przetrwania nieoczekiwanych zmian w jej otoczeniu wynosi inteligencja. Rola uczenia się i inteligencji w zachowaniu wzrasta wraz z poprawą układu nerwowego – wzrostem kory mózgowej. Dla ludzi jest to definiujący mechanizm ewolucji. Pojęcie to określa zdolność gatunków do przystosowania się do określonego zakresu czynników środowiskowych ekologiczna mistyka gatunku.

Połączony wpływ czynników środowiskowych na organizm

Czynniki środowiskowe zwykle działają nie pojedynczo, ale w sposób złożony. Wpływ jednego czynnika zależy od siły wpływu innych. Połączenie różnych czynników ma zauważalny wpływ na optymalne warunki życia organizmu (ryc. 2). Działanie jednego czynnika nie zastępuje działania innego. Jednak przy złożonym oddziaływaniu otoczenia często można zaobserwować „efekt substytucyjny”, który objawia się podobieństwem wyników oddziaływania różnych czynników. Zatem światła nie da się zastąpić nadmiarem ciepła czy nadmiarem dwutlenku węgla, lecz wpływając na zmiany temperatury można zatrzymać np. fotosyntezę roślin.

W złożonym wpływie środowiska wpływ różnych czynników na organizmy jest nierówny. Można je podzielić na główne, towarzyszące i wtórne. Czynniki wiodące są różne dla różnych organizmów, nawet jeśli żyją w tym samym miejscu. Rolę czynnika wiodącego na różnych etapach życia organizmu może pełnić ten lub inny element środowiska. Przykładowo w życiu wielu roślin uprawnych, np. zbóż, czynnikiem wiodącym w okresie kiełkowania jest temperatura, w okresie kłosowania i kwitnienia – wilgotność gleby, a w okresie dojrzewania – ilość składników pokarmowych i wilgotność powietrza. Rola czynnika wiodącego może zmieniać się w różnych porach roku.

Czynnik wiodący może być inny dla tego samego gatunku żyjącego w różnych warunkach fizycznych i geograficznych.

Pojęcia czynników wiodących nie należy mylić z pojęciem. Czynnik, którego poziom w ujęciu jakościowym lub ilościowym (niedobór lub nadmiar) okazuje się bliski granicy wytrzymałości danego organizmu, zwane ograniczaniem. Wpływ czynnika ograniczającego ujawni się także w przypadku, gdy inne czynniki środowiskowe będą sprzyjające lub wręcz optymalne. Zarówno wiodące, jak i drugorzędne czynniki środowiskowe mogą działać jako czynniki ograniczające.

Pojęcie czynników ograniczających wprowadził w 1840 roku chemik 10. Liebig. Badając wpływ zawartości różnych pierwiastków chemicznych w glebie na wzrost roślin, sformułował zasadę: „Substancja występująca w minimum kontroluje plon oraz decyduje o jego wielkości i stabilności w czasie”. Zasada ta znana jest jako prawo minimum Liebiga.

Czynnikiem ograniczającym może być nie tylko niedobór, jak zauważył Liebig, ale także nadmiar czynników takich jak np. ciepło, światło i woda. Jak zauważono wcześniej, organizmy charakteryzują się ekologicznymi minimami i maksimami. Zakres pomiędzy tymi dwiema wartościami nazywany jest zwykle granicami stabilności lub tolerancji.

Ogólnie rzecz biorąc, złożoność wpływu czynników środowiskowych na organizm odzwierciedla prawo tolerancji V. Shelforda: o braku lub niemożności dobrobytu decyduje niedobór lub odwrotnie nadmiar któregokolwiek z szeregu czynników, którego poziom może być bliski limitom tolerowanym przez dany organizm (1913). Te dwie granice nazywane są granicami tolerancji.

Prowadzono liczne badania nad „ekologią tolerancji”, dzięki którym poznano granice bytu wielu roślin i zwierząt. Takim przykładem jest wpływ zanieczyszczeń powietrza na organizm człowieka (ryc. 3).

Ryż. 3. Wpływ zanieczyszczeń powietrza na organizm człowieka. Max - maksymalna aktywność życiowa; Dodatkowa - dopuszczalna aktywność życiowa; Opt to optymalne (nie wpływające na aktywność życiową) stężenie szkodliwej substancji; MPC to maksymalne dopuszczalne stężenie substancji, które nie zmienia znacząco aktywności życiowej; Lata - śmiertelne stężenie

Stężenie czynnika wpływającego (substancji szkodliwej) na ryc. 5.2 jest oznaczony symbolem C. Przy wartościach stężenia C = C lat człowiek umrze, ale przy znacznie niższych wartościach C = C MPC nastąpią nieodwracalne zmiany w jego organizmie. W konsekwencji zakres tolerancji jest ograniczony dokładnie przez wartość C MPC = C limit. Dlatego też dla każdej substancji zanieczyszczającej lub szkodliwego związku chemicznego należy wyznaczyć wartość Cmax eksperymentalnie, a jej wartość Cmax nie może zostać przekroczona w konkretnym siedlisku (środowisku życia).

W ochronie środowiska jest to ważne górne granice oporu ciała na szkodliwe substancje.

Zatem rzeczywiste stężenie substancji zanieczyszczającej C rzeczywiste nie powinno przekraczać maksymalnego dopuszczalnego stężenia C (C fakt ≤ C maksymalna dopuszczalna wartość = C lim).

Wartość koncepcji czynników ograniczających (Clim) polega na tym, że daje ekologowi punkt wyjścia do badania złożonych sytuacji. Jeżeli organizm charakteryzuje się szerokim zakresem tolerancji na czynnik, który jest w miarę stały, a występuje w środowisku w umiarkowanych ilościach, to czynnik taki raczej nie będzie ograniczający. I odwrotnie, jeśli wiadomo, że dany organizm ma wąski zakres tolerancji na jakiś zmienny czynnik, to właśnie ten czynnik zasługuje na dokładne zbadanie, ponieważ może mieć charakter ograniczający.

Pytanie 2. Jaki wpływ ma temperatura na różne typy organizmów?
Każdy rodzaj organizmu jest w stanie żyć tylko w pewnym zakresie temperatur, w którym warunki temperaturowe są najkorzystniejsze dla jego istnienia, a jego funkcje życiowe są realizowane najaktywniej. Temperatura wpływa bezpośrednio na szybkość reakcji biochemicznych w ciałach organizmów żywych, które zachodzą w określonych granicach. Granice temperatur, w których zwykle żyją organizmy, wynoszą od 0 do 50oC. Jednak niektóre bakterie i glony mogą żyć w gorących źródłach o temperaturze 85–87°C. Wysokie temperatury (do 80oC) tolerują niektóre jednokomórkowe glony glebowe, porosty skorupiaste i nasiona roślin. Istnieją zwierzęta i rośliny, które tolerują ekspozycję na bardzo niskie temperatury – aż do całkowitego zamarznięcia. W miarę zbliżania się do granic zakresu temperatur, tempo procesów życiowych zwalnia, a poza jego granicami następuje ich całkowite zatrzymanie – organizm umiera.
Większość zwierząt to organizmy zmiennocieplne (poikilotermiczne) – temperatura ich ciała zależy od temperatury otoczenia. Są to wszystkie rodzaje zwierząt bezkręgowych i znaczna część kręgowców (ryby, płazy, gady).
Ptaki i ssaki są zwierzętami stałocieplnymi (homeotermicznymi). Temperatura ich ciała jest stosunkowo stała i w dużej mierze zależy od metabolizmu samego organizmu. Zwierzęta te rozwijają także adaptacje, które pozwalają im zatrzymywać ciepło ciała (włosy, gęste upierzenie, gruba warstwa podskórnej tkanki tłuszczowej itp.).
Na większości obszaru Ziemi temperatura ma wyraźnie określone wahania dobowe i sezonowe, które wyznaczają pewne rytmy biologiczne organizmów. Czynnik temperatury wpływa również na pionową strefę fauny i flory.

Pytanie 3: W jaki sposób zwierzęta i rośliny pozyskują potrzebną im wodę?
Woda- główny składnik cytoplazmy komórek, jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na rozmieszczenie organizmów żywych lądowych. Brak wody powoduje szereg adaptacji u roślin i zwierząt.
Rośliny pobierają potrzebną wodę z gleby za pomocą korzeni. Rośliny odporne na suszę mają głęboki system korzeniowy, mniejsze komórki i zwiększone stężenie soku komórkowego. Parowanie wody ulega zmniejszeniu na skutek więdnięcia liści, tworzenia się grubego naskórka, woskowatego nalotu itp. Wiele roślin potrafi wchłaniać wilgoć z powietrza (porosty, epifity, kaktusy). Wiele roślin ma bardzo krótki okres wegetacji (o ile w glebie jest wilgoć) - tulipany, trawy pierzaste itp. W porze suchej pozostają one w stanie uśpienia w postaci podziemnych pędów - cebul lub kłączy.
Wszystkie zwierzęta lądowe wymagają okresowego dostarczania wody, aby zrekompensować nieuniknioną utratę wody w wyniku parowania lub wydalania. Wiele z nich pije wodę, inne, jak płazy, niektóre owady i kleszcze, wchłaniają ją przez powłokę ciała w postaci płynnej lub pary. U stawonogów lądowych tworzą się gęste osłony, które zapobiegają parowaniu, metabolizm ulega modyfikacji - uwalniane są nierozpuszczalne produkty (kwas moczowy, guanina). Wielu mieszkańców pustyń i stepów (żółwie, węże) zapada w sen zimowy w okresach suszy. Wiele zwierząt (owady, wielbłądy) wykorzystuje przez całe życie wodę metaboliczną powstającą podczas rozkładu tłuszczu. Wiele gatunków zwierząt uzupełnia braki wody, pobierając ją podczas picia lub jedzenia (płazy, ptaki, ssaki).

Pytanie 4. Jak organizmy reagują na różne poziomy światła?
światło słoneczne- główne źródło energii dla organizmów żywych. Natężenie światła (oświetlenie) dla wielu organizmów jest sygnałem do restrukturyzacji procesów zachodzących w organizmie, co pozwala im najlepiej reagować na zachodzące zmiany warunków zewnętrznych. Światło jest szczególnie ważne dla roślin zielonych. Biologiczne działanie światła słonecznego zależy od jego właściwości: składu widmowego, intensywności, częstotliwości dobowej i sezonowej.
U wielu zwierząt warunki oświetleniowe powodują pozytywną lub negatywną reakcję na światło. Niektóre owady (ćmy) gromadzą się w świetle, inne (karaluchy) go unikają. Zmiana dnia i nocy ma ogromne znaczenie ekologiczne. Wiele zwierząt prowadzi wyłącznie tryb dzienny (większość ptaków), inne prowadzą wyłącznie nocny tryb życia (wiele małych gryzoni, nietoperzy itp.). Małe skorupiaki, unoszące się w słupie wody, nocą przebywają w wodach powierzchniowych, a w ciągu dnia schodzą w głąb, unikając zbyt jasnego światła.
Część ultrafioletowa widma ma wysoką aktywność fotochemiczną: w organizmie zwierząt bierze udział w syntezie witaminy D, promienie te są postrzegane przez narządy wzroku owadów.
Widoczna część widma (promienie czerwone i niebieskie) zapewnia proces fotosyntezy i jasną barwę kwiatów (przyciągając zapylacze). U zwierząt światło widzialne bierze udział w orientacji przestrzennej.
Promienie podczerwone są źródłem energii cieplnej. Ciepło jest ważne dla termoregulacji zwierząt zmiennocieplnych (bezkręgowców i niższych kręgowców). U roślin promieniowanie podczerwone zwiększa transpirację, co sprzyja absorpcji dwutlenku węgla i przepływowi wody w organizmie rośliny.
Rośliny i zwierzęta reagują na związek między długością okresów światła i ciemności w ciągu dnia lub pory roku. Zjawisko to nazywa się fotoperiodyzmem. Fotoperiodyzm reguluje dobowy i sezonowy rytm życia organizmów, a także jest czynnikiem klimatycznym determinującym cykle życiowe wielu gatunków. U roślin fotoperiodyzm objawia się synchronizacją okresu kwitnienia i dojrzewania owoców z okresem najbardziej aktywnej fotosyntezy; u zwierząt - w zbiegu sezonu lęgowego z obfitością pożywienia, w migracjach ptaków, zmianie sierści u ssaków, hibernacji, zmianach w zachowaniu itp.

Pytanie 5. Jak zanieczyszczenia wpływają na organizmy?
W wyniku działalności gospodarczej człowieka środowisko jest zanieczyszczane produktami ubocznymi produkcji. Do zanieczyszczeń takich zaliczają się: siarkowodór, dwutlenek siarki, sole metali ciężkich (miedź, ołów, cynk itp.), radionuklidy, produkty uboczne rafinacji ropy naftowej itp. Szczególnie na obszarach o rozwiniętym przemyśle substancje te mogą powodować śmierć organizmów i stymulować rozwój procesu mutacji, co w ostatecznym rozrachunku może doprowadzić do katastrofy ekologicznej. Substancje szkodliwe znajdujące się w zbiornikach wodnych, glebie i atmosferze mają negatywny wpływ na rośliny, zwierzęta i ludzi.
Wiele substancji zanieczyszczających działa jak trucizny, powodując wyginięcie całych gatunków roślin lub zwierząt. Inne mogą być przenoszone poprzez łańcuchy pokarmowe, kumulować się w organizmach i powodować mutacje genowe, których znaczenie będzie można ocenić dopiero w przyszłości. Życie człowieka staje się niemożliwe również w warunkach skażenia środowiska, gdyż dochodzi do licznych bezpośrednich zatruć truciznami, a także obserwuje się skutki uboczne zanieczyszczonego środowiska (wzrost zachorowań na choroby zakaźne, nowotwory i choroby różnych układów narządów). Zanieczyszczenie środowiska z reguły prowadzi do zmniejszenia różnorodności gatunkowej i zakłócenia stabilności biocenoz.